DE20016013U1

DE20016013U1 - Control cabinet with improved heat dissipation

Info

Publication number: DE20016013U1
Application number: DE20016013U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2010-09-16

Description

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BeschreibungDescription

Schaltschrank mit verbesserter WärmeabführungControl cabinet with improved heat dissipation

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank, welcher ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen mindestens ein wärmeerzeugendes Bauteil und mindestens ein Kühlkörper angeordnet sind.The invention relates to a control cabinet which has a housing within which at least one heat-generating component and at least one heat sink are arranged.

Derartige Schaltschränke sind bereits bekannt. Bei diesen besteht die Notwendigkeit, die von den wärmeerzeugenden Bauteilen erzeugte Wärme nach außen abzuführen. Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt, Kühlkörper, Kühlgeräte oder Wärmetauscher zu verwenden. Die bisher bekannten Lösungen sind kostenaufwendig .Such control cabinets are already known. In these cases, the heat generated by the heat-generating components must be dissipated to the outside. For this purpose, it is already known to use heat sinks, cooling devices or heat exchangers. The solutions known to date are expensive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schaltschrank mit verbesserter Wärmeabführung anzugeben.Based on this prior art, the invention is based on the object of specifying a control cabinet with improved heat dissipation.

Diese Aufgabe wird durch einen Schaltschrank mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a control cabinet with the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

5 Die Vorteile der Erfindung beruhen insbesondere auf der Verwendung einer den Schaltschrank in zwei Kammern aufteilenden Montageplatte, wobei eine dieser Kammern eine Kühlluftkammer und die andere Kammer eine Bauteilkammer ist, und wobei diese Kammern mit Schutzart IP54 gegeneinander abgedichtet sind. 0 Bezüglich der Kühlluftkammer, in welcher sich ein oder mehrere Kühlkörper befinden, kann durch geeignete Zusatzmaßnahmen dafür gesorgt werden, dass eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Abführung der Wärme in den Außenbereich des Schaltschranks erfolgt. Andererseits kann die Mon-5 tageplatte auch als Träger für die in der Bauteilkammer vorgesehenen wärmeerzeugenden Bauteile verwendet werden.5 The advantages of the invention are based in particular on the use of a mounting plate that divides the control cabinet into two chambers, one of these chambers being a cooling air chamber and the other chamber being a component chamber, and these chambers being sealed against each other with protection class IP54. 0 With regard to the cooling air chamber, in which one or more heat sinks are located, suitable additional measures can be taken to ensure that heat is dissipated to the outside of the control cabinet in a manner that is better than in the prior art. On the other hand, the mounting plate can also be used as a carrier for the heat-generating components provided in the component chamber.

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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse des Schaltschranks rückwandfrei ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass die entstehende Wärme über den hinten offenen Schaltschrank in den Umgebungsbereich des Schaltschranks abgeführt werden kann, ohne dass die Dichtheit der inneren Kammer beeinflusst wird. Diese Ausführungsform ist einfach und preisgünstig realisierbar.According to a first embodiment of the invention, the housing of the control cabinet is designed without a rear wall. This ensures that the heat generated can be dissipated into the area surrounding the control cabinet via the control cabinet, which is open at the rear, without affecting the tightness of the inner chamber. This embodiment is simple and inexpensive to implement.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist der Schaltschrank ein Gehäuse mit Rückwand auf. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Kühlluftkammer zwischen der Montageplatte und der Rückwand des Schaltschranks. Durch Verwendung einer Luftansaugvorrichtung und gegebenenfalls zusätzlich eines Radialgebläses kann der Lufttransport durch die Kühlluftkammer und die dort angeordneten Kühlkörper erhöht werden, wobei die Warmluft vorzugsweise durch an der Oberseite des Schaltschranks vorgesehene Austrittsöffnungen an die Schaltschrankumgebung abgegeben wird. Bei dieser Ausführungsform kann weiterhin in vorteilhafter Weise direkt an die Rückwand des Schaltschranks eine Maschine, beispielsweise eine Werkzeugmaschine, angebaut werden, da die Rückwand verschlossen ist. Werden in der Bodengruppe, in welcher die Luftansaugvorrichtung vorzugsweise angeordnet ist, zusätzliche Gebläse vorgesehen, dann ist der Wärmetransport in der Kühlluftkammer und damit der Wärmeaustausch mit der Umgebung weiter verbessert.According to a second embodiment, the control cabinet has a housing with a rear wall. In this embodiment, the cooling air chamber is located between the mounting plate and the rear wall of the control cabinet. By using an air intake device and, if necessary, an additional radial fan, the air transport through the cooling air chamber and the heat sinks arranged there can be increased, with the warm air preferably being released into the control cabinet environment through outlet openings provided on the top of the control cabinet. In this embodiment, a machine, for example a machine tool, can also advantageously be mounted directly on the rear wall of the control cabinet, since the rear wall is closed. If additional fans are provided in the floor assembly in which the air intake device is preferably arranged, then the heat transport in the cooling air chamber and thus the heat exchange with the environment is further improved.

Ist die genannte Bodengruppe in einem Schubkasten vorgesehen, dann können Wartungsarbeiten, z. B. ein Filtermattenwechsel, während des laufenden Betriebes des wärmeerzeugenden Bauteils 0 durchgeführt werden. Es entstehen keine technologischen Ausfallzeiten. If the above-mentioned base group is provided in a drawer, then maintenance work, e.g. changing filter mats, can be carried out during the ongoing operation of the heat-generating component 0. There is no technological downtime.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung der Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele. Es zeigtFurther advantageous properties of the invention will become apparent from the explanation of the invention using two embodiments. It shows

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FIG 1 einen Schaltschrank gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel undFIG 1 shows a control cabinet according to a first embodiment and

FIG 2 einen Schaltschrank gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Erfindung.FIG 2 shows a control cabinet according to a second embodiment of the invention.

Die FIG 1 zeigt einen Schaltschrank gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Dabei ist in FIG la eine schematische Rückansicht und in der FIG Ib eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht des Schaltschranks gezeigt.FIG. 1 shows a control cabinet according to a first embodiment of the invention. FIG. 1a shows a schematic rear view and FIG. 1b shows a sectional view of a side view of the control cabinet.

Der dargestellte Schaltschrank weist ein Gehäuse 1 auf, welches rückwandfrei, d. h. hinten offen, ausgebildet ist. Der Innenbereich des Schaltschranks wird durch eine Montageplatte 2, die vertikal angeordnet ist, in zwei Kammern unterteilt. Eine dieser Kammern ist eine KühlIuftkammer und die andere Kammer eine Bauteilkammer. In der Bauteilkammer befinden sich wärmeerzeugende Bauteile, bei denen es sich beispielsweise um Antriebe 7 für eine Werkzeugmaschine handeln kann. Diese wärmeerzeugenden Bauteile sind an der Montageplatte 2 befestigt.The control cabinet shown has a housing 1 which is designed without a rear wall, i.e. open at the back. The interior of the control cabinet is divided into two chambers by a mounting plate 2 which is arranged vertically. One of these chambers is a cooling air chamber and the other chamber is a component chamber. The component chamber contains heat-generating components which can be, for example, drives 7 for a machine tool. These heat-generating components are attached to the mounting plate 2.

Die Montageplatte 7 weist im Bereich des wärmeerzeugenden : Bauteils eine oder mehrere Aussparungen auf, durch welche das wärmeerzeugende Bauteil 7 direkt mit einem oder mehreren Kühlkörpern 3, 4 kontaktiert ist..Diese Kühlkörper befinden sich in der Kühlluftkammer. Die Kühlkörper weisen, wie in der FIG la angedeutet ist, Kühlrippen auf. Über diese Kühlrippen soll die vom wärmeerzeugenden Bauteil erzeugte Wärme an die Umgebung abgeführt werden. Zur Verbesserung dieser Wärmeabführung können an der Montageplatte 2 weiterhin entweder 0 Kühlkörperlüfter 5 oder bei größerem Kühlbedarf Radialgebläse 6 angeordnet sein. Diese sorgen dafür, dass die im Kühlkörper gebildete warme Luft schnell aus dem Bereich des Kühlkörpers abgeführt und über die offene Rückseite des Schaltschranks an die Umgebung abgegeben werden kann.The mounting plate 7 has one or more recesses in the area of the heat-generating component, through which the heat-generating component 7 is in direct contact with one or more heat sinks 3, 4. These heat sinks are located in the cooling air chamber. The heat sinks have cooling fins, as indicated in FIG. 1a. The heat generated by the heat-generating component is to be dissipated to the environment via these cooling fins. To improve this heat dissipation, either heat sink fans 5 or, if greater cooling is required, radial fans 6 can be arranged on the mounting plate 2. These ensure that the warm air formed in the heat sink can be quickly removed from the area of the heat sink and released into the environment via the open rear of the control cabinet.

Auf der Unterseite des in der FIG 1 gezeigten Schaltschranks ist ein Sockel 8 vorgesehen.A base 8 is provided on the underside of the control cabinet shown in FIG 1.

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Die Vorteile des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels für die Erfindung bestehen insbesondere darin, dass sie einfach und preisgünstig realisierbar ist. Durch die Verwendung eines oder mehrerer direkt mit den wärmeerzeugenden Bauteilen verbundener Kühlkörper kann der Austausch der Wärme mit der Umgebung großflächig und schnell durchgeführt werden.The advantages of the first embodiment of the invention described above are in particular that it can be implemented simply and inexpensively. By using one or more heat sinks connected directly to the heat-generating components, the exchange of heat with the environment can be carried out quickly and over a large area.

In der FIG 2 ist ein Schaltschrank gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Erfindung gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 1 des Schaltschranks eine Rückwand IR auf. Diese Rückwand ist jedoch in der FIG 2a, die den Schaltschrank von seiner Rückseite aus zeigt, zur besseren Veranschaulichung der Erfindung nicht gezeigt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Montageplatte 2 vorgesehen, die den Innenraum des Schaltschranks in zwei Kammern aufteilt. Eine dieser Kammern ist eine Kühlluftkammer und die andere eine Bauteilkammer. Der mindestens eine Kühlkörper 3, 4 des Schaltschranks befindet sich in der Kühlluftkammer, während das mindestens eine wärmeerzeugenden Bauteil 7, bei dem es sich ebenfalls um einen Antrieb für eine Werkzeugmaschine handeln kann, in der Bauteilkammer. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das wärmeerzeugende Bauteil 7 durch ; eine oder mehrere Aussparungen in der Montageplatte 2 direkt mit dem bzw. den Kühlkörpern kontaktiert. Auch hier dient die Montageplatte zum einen als Träger für das wärmeerzeugende Bauteil und - wie bereits ausgeführt - zur Aufteilung des Innenbereichs des Schaltschranks in eine Kühlluftkammer und eine Bauteilkammer.FIG 2 shows a control cabinet according to a second embodiment of the invention. In this embodiment, the housing 1 of the control cabinet has a rear wall IR. However, this rear wall is not shown in FIG 2a, which shows the control cabinet from its rear, in order to better illustrate the invention. In this embodiment too, a mounting plate 2 is provided which divides the interior of the control cabinet into two chambers. One of these chambers is a cooling air chamber and the other a component chamber. The at least one heat sink 3, 4 of the control cabinet is located in the cooling air chamber, while the at least one heat-generating component 7, which can also be a drive for a machine tool, is in the component chamber. In this embodiment too, the heat-generating component 7 is directly contacted with the heat sink(s) through one or more recesses in the mounting plate 2. Here, too, the mounting plate serves as a support for the heat-generating component and - as already mentioned - to divide the interior of the control cabinet into a cooling air chamber and a component chamber.

0 Da der in der FIG 2 gezeigte Schaltschrank an seiner Rückseite geschlossen ausgebildet ist, besteht die Möglichkeit, eine Maschine, beispielsweise eine Werkzeugmaschine, direkt an die Rückwand des Schaltschranks anzukoppeln.0 Since the control cabinet shown in FIG 2 is closed at its rear, it is possible to couple a machine, for example a machine tool, directly to the rear wall of the control cabinet.

5 Zu einer verbesserten Wärmeabfuhr der im Bereich der Kühlkörper 3 und 4 gebildeten Wärme ist in der Bodengruppe 9 des Schaltschranks eine Luftansaugvorrichtung 10 vorgesehen, mit-5 To improve the heat dissipation of the heat generated in the area of the heat sinks 3 and 4, an air intake device 10 is provided in the base group 9 of the control cabinet, with

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tels der aus dem Außenbereich des Schaltschranks Luft angesaugt und von deren Unterseite her in die Kühlluftkammer geführt wird. Dies geschieht vorzugsweise unter Verwendung von Schläuchen 14 und 15, welche mit der Ansaugvorrichtung 10 jeweils über einen Filter 11, vorzugsweise eine Filtermatte, gekoppelt sind. Mittels dieser Schläuche 14, 15 wird die angesaugte Luft in den Bereich der Kühlkörper 3, 4 geführt und trägt dort zu einer verbesserten Wärmeabfuhr bei. Die im Bereich der Kühlkörper 3, 4 gebildete Wärme wird über weitere Schläuche 16, 17 an Luftaustrittsöffnungen 18, 19 weitergeführt, die im Deckenbereichs des Schaltschranks vorgesehen und beispielsweise als Abluftgitter ausgebildet sein können.by means of which air is sucked in from the outside of the control cabinet and guided from the underside into the cooling air chamber. This is preferably done using hoses 14 and 15, which are each coupled to the suction device 10 via a filter 11, preferably a filter mat. By means of these hoses 14, 15, the sucked-in air is guided into the area of the heat sinks 3, 4 and there contributes to improved heat dissipation. The heat generated in the area of the heat sinks 3, 4 is passed on via further hoses 16, 17 to air outlet openings 18, 19, which are provided in the ceiling area of the control cabinet and can be designed, for example, as exhaust air grilles.

Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabfuhr können in der Bodengruppe 9 weiterhin Radialgebläse 12 und 13 vorgesehen sein, die den Lufttransport in Richtung der Kühlkörper weiter erhöhen. Ferner können auch bei diesem Ausführungsbeispiel an der Rückseite der Montageplatte 2 Kühlkörperlüfter 5 vorgesehen sein, die die Wärmeabfuhr weiter verbessern.To further improve heat dissipation, radial fans 12 and 13 can also be provided in the base group 9, which further increase the air transport in the direction of the heat sinks. Furthermore, in this embodiment, heat sink fans 5 can also be provided on the back of the mounting plate 2, which further improve heat dissipation.

Da es im Betrieb des in der FIG 2 gezeigten Schaltschranks regelmäßig notwendig ist,■Wartungsarbeiten durchzuführen, ■· beispielsweise einen Filtermattenwechsel vorzunehmen, ist die Bodengruppe 9 vorzugsweise in Form eines Schubkastens reali-5 siert. Dieser kann im laufenden Betrieb der wärmeerzeugenden Bauteile herausgezogen werden, so dass die dort befindlichen Bauteile zu einer Säuberung bzw. einer Reparatur zugänglich sind. Da diese Wartungsarbeiten während des laufenden Betriebes erfolgen können, entstehen für den Anwender keine technologischen Ausfallzeiten.Since it is regularly necessary to carry out maintenance work during operation of the control cabinet shown in FIG. 2 , e.g. to change filter mats, the base group 9 is preferably implemented in the form of a drawer. This can be pulled out during operation of the heat-generating components so that the components located there are accessible for cleaning or repair. Since this maintenance work can be carried out during operation, there are no technological downtimes for the user.

Claims

1. Switch cabinet which has a housing within which at least one heat-generating component and at least one heat sink are arranged, characterized in that it has a mounting plate ( 2 ) which divides the interior of the switch cabinet into two chambers, one of these chambers is a cooling air chamber and the other chamber is a component chamber, the at least one heat sink ( 3 , 4 ) is arranged in the cooling air chamber and the at least one heat-generating component ( 7 ) is arranged in the component chamber and the heat sink ( 3 , 4 ) is directly contacted with the heat-generating component ( 7 ) through a recess in the mounting plate ( 2 ).

2. Switch cabinet according to claim 1, characterized in that the mounting plate ( 2 ) is arranged vertically.

3. Switch cabinet according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 1 ) is designed without a rear wall, the mounting plate ( 2 ) is arranged parallel to the rear of the switch cabinet and the at least one heat sink ( 3 , 4 ) is arranged on the rear of the mounting plate ( 2 ).

4. Switch cabinet according to claim 3, characterized in that a heat sink fan (S) or a radial fan ( 6 ) is also provided on the rear side of the mounting plate ( 2 ).

5. Switch cabinet according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 1 ) has a rear wall ( 1R ), the mounting plate ( 2 ) is arranged parallel to the rear wall ( 1R ) and the cooling air chamber is provided between the mounting plate ( 2 ) and the rear wall ( 1R ).

6. Switch cabinet according to claim 5, characterized in that it has an air intake device ( 10 ) by means of which outside air can be sucked in and fed to the cooling air chamber.

7. Switch cabinet according to claim 5 or 6, characterized in that the air intake device ( 10 ) is arranged in the floor group ( 9 ) of the switch cabinet and the sucked in outside air can be fed to the cooling air chamber on its underside.

8. Switch cabinet according to one of claims 5 to 7, characterized in that the cooling air chamber has air outlet openings ( 18 , 19 ) on its upper side.

9. Switch cabinet according to one of claims 5 to 8, characterized in that the air intake device ( 10 ) is connected to the heat sink ( 3 , 4 ) via a hose ( 14 , 15 ).

10. Switch cabinet according to claim 9, characterized in that a filter ( 11 ) is provided between the air intake device ( 10 ) and the hose ( 14 , 15 ).

11. Switch cabinet according to one of claims 7 to 10, characterized in that the components ( 10 , 11 , 12 , 13 ) located in the base group ( 9 ) are arranged in a pull-out drawer.

12. Switch cabinet according to claim 11, characterized in that the drawer can be pulled out during the ongoing operation of the at least one heat-generating component ( 7 ).

13. Switch cabinet according to one of claims 7 to 12, characterized in that a radial fan ( 12 , 13 ) is also arranged in the floor group ( 9 ).

14. Switch cabinet according to one of claims 5 to 13, characterized in that a heat sink fan ( 5 ) is also provided on the rear side of the mounting plate.

15. Switch cabinet according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting plate consists of galvanized sheet steel.

16. Switch cabinet according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling air chamber and the component chamber are sealed against each other with protection class IP54.