DE20120802U1

DE20120802U1 - Haubenförmiges Gehäuse für elektrische Komponenten

Info

Publication number: DE20120802U1
Application number: DE20120802U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2011-12-22

Description

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Beschreibung

Haubenförmiges Gehäuse für elektrische Komponenten

Die Erfindung betrifft ein haubenförmiges Gehäuse für elektrische Komponenten mit zumindest einer Luftöffnung.

Elektrische Komponenten sind bestimmungsgemäß für einen Betrieb innerhalb eines definierten Umgebungstemperaturbereichs ausgelegt. Für industrielle Einsatzgebiete kann sich dieser z.B. von 5⁰C bis 35⁰C erstrecken. Die elektrischen Komponenten sind dabei zum Schutz vor Umwelteinflüssen, wie z.B. vor Staub oder Feuchtigkeit, oder auch zum Schutz vor Berührungen in einem geeigneten Gehäuse untergebracht. Meist sind auch einfache Kühlschlitze im Gehäuse vorhanden, um z.B. ein Überwärmen der elektrischen Komponenten, insbesondere durch die Eigenerwärmung zu vermeiden. Die elektrischen Komponenten können dabei z.B. elektronische Schaltkreise, Stromversorgungen, Transformatoren sein, und z.B. der Steuerung einer AnIage oder einer Maschine dienen. Für Umgebungstemperaturen, welche deutlich über den o.g. beispielhaften Temperaturbereich hinausgehen, sind zusätzliche Maßnahmen zu treffen. So sind Anwendungsfälle bekannt, bei welchen z.B. Baumaschinensteuerungen oder Fahrzeugsteuerungen im Außenbereich, bzw. im Freigelände noch bei Umgebungstemperaturen von -30³C bis +40°C funktionstüchtig bleiben müssen.

Eine bekannte Maßnahme zur Erweiterung des Einsatzbereiches in einem höheren Außentemperaturbereich z.B. ab einer Temperatur von 35°C ist es, die elektrischen Komponenten innerhalb des Gehäuses forciert zu belüften, z.B. durch einen Lüfter. Sollen die elektrischen Komponenten im Gehäuse zudem in einem unteren Temperaturbereich, wie z.B. ab einen Temperaturbereich von weniger als 5⁰C einsetzbar sein, so ist es notwendig, die im Gehäuse liegenden elektrischen Komponenten zu beheizen. Ein wesentlicher Grund dafür ist es, dass eindringende Feuchtigkeit sich an den &ldquor;kalten* Komponenten niederschla-

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gen kann. Funktionsstörungen und ggf. Schäden an den elektrischen Komponenten wären die Folge.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für elektrische Komponenten anzugeben, welches in einem erweiterten Außentemperaturbereich betrieben werden kann.

Die Erfindung wird gelöst, mit einem haubenförmigen Gehäuse für elektrische Komponenten mit zumindest einer Luftöffnung, welches zusätzlich aufweist, einen steuerbaren Lüfter an der Luftöffnung, eine steuerbare Heizvorrichtung, und eine Temperaturüberwachungseinrichtung, welche eine vorgebbare Maximaltemperatur im Gehäuse überwacht und den Lüfter für eine Zufuhr von Außenluft in das Gehäuse bei Überschreitung einschaltet, und eine vorgebbare Minimaltemperatur im Gehäuse überwacht und die Heizvorrichtung bei Unterschreitung einschaltet. Die zumindest eine Luftöffnung kann sowohl eine Lufteinlassöffnung für die Zufuhr von Außenluft wie auch eine Luftauslassöffnung für eine Luftabfuhr sein. Dabei kann die Luftauslassöffnung an einer Unterseite und die Heizvorrichtung in einem unteren Bereich des Gehäuses angeordnet sein. Im Gehäuse kann ein Luftführungskanal ausgebildet sein, welcher in den oberen Bereich des Gehäuses mündet und dessen unteres Ende mit der Luftauslassöffnung verbunden is~. Eine Seitenwand des Gehäuses kann dabei als Luftführungskanal ausgebildet sein.

Das haubenförmige Gehäuse gemäß der Erfindung stellt für die elektrischen Komponenten vorteilhaft eine &ldquor;Wärmeglocke* dar, in welcher sich die aufsteigende Wärme für mittlere Temperaturen ansammeln kann. Zusätzlich kann bei zu hohen Temperaturen das Gehäuse belüftet und bei zu geringen Temperaturen z.B. zum Schutz vor niederschlagender Feuchtigkeit beheizt werden.

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Weiterhin kann vorteilhaft eine bereits vorhandene Seitenwand des Gehäuses als Luftführungskanal für die Luftabfuhr ausgebildet sein.

Die Erfindung wird anhand der Figur wie folgt beschrieben.

Die Figur zeigt eine beispielhafte Ausführung für ein erfindungsgemäß gestaltetes Gehäuse TG. Dieses zeigt bereits vorteilhaft zwei Luftöffnungen EIN,AUS, wobei die erste eine Lufteinlassöffnung EIN für eine gezielte Luftzufuhr und die zweite eine Luftauslassöffnung AUS für eine gezielte Luftabfuhr aufweist. Weiterhin sind die elektrischen Komponenten EK in einem oberen Bereich OB des Gehäuses TG angeordnet. Die obenliegende elektrische Komponente EK kann, wie dargestellt, z.B. eine Leiterplatte LP sein, welche elektronische Schaltkreise aufweisen kann. Darunterliegend angeordnet ist ein beispielhafter Transformator TR für die Stromversorgung als weitere beispielhafte elektrische Komponente EK erkennbar.

Erfindungsgemäß sind, wie bereits im Beispiel der Figur dargestellt, die beiden Luftöffnungen EIN,AUS an einer Unterseite US des Gehäuses TG angeordnet. Oberhalb der Lufteinlassöffnung EIN ist zudem ein Lüfter LU dargestellt, welcher mittels einer Verbindungsleitung V durch ein Thermostat TS eingeschaltet werden kann. Das unterhalb des Lüfters LU angeordnete Lamellengitter LM dient dabei einem Schutz vor einem Berühren des Lüfters LU sowie vor eintretender Feuchtigkeit durch selbstschließenden Lamellen. Oberhalb des Lüfters LU ist weiterhin eine Heizvorrichtung HZ erkennbar, welche gleichfalls von dem Thermostat TS mittels einer weiteren Verbindungsleitung V angesteuert werden kann.

Im Beispiel der Figur ist schließlich noch ein Luftführungskanal LK gemäß der Erfindung erkennbar, welcher im Gehäuse TG ausgebildet ist und welcher mit einem unteren Ende mit der Luftauslassöffnung AUS verbunden ist und im oberen Bereich OB des Gehäuses eine Durchgangsöffnung DO aufweist.

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Überschreitet nun die Gehäuseinnentemperatur T eine obere Temperaturgrenze T+, wie z.B. durch eine zu hohe Außentemperatur, so wird durch das Thermostat TS der Lüfter LU eingeschaltet. Dieser führt kühlende Außenluft zur Belüftung der elektrischen Komponenten EK im Gehäuse TG zu. Im Beispiel der Figur ist dies ein Luftstrom, welcher von der Lufteinlassöffnung EIN über die Durchlassöffnung DO nach unten durch die Luftauslassöffnung AUS transportiert wird.

Unterschreitet die Gehäuseinnentemperatur T eine Temperaturuntergrenze T-, so schaltet gemäß der Erfindung das Thermostat TS die Heizvorrichtung HZ ein, so dass die darüberliegenden elektrischen Komponenten EK durch die aufsteigende Wärme beheizt werden können.

Das haubenförmige Gehäuse stellt für die elektrischen Komponenten EK vorteilhaft eine &ldquor;Wärmeglocke¹" dar, in welcher sich die aufsteigende Wärme bei mittleren Temperaturen ansammeln kann. Bei zu hohen Temperaturen, d.h. bei T>T+, ist auf einfache Weise eine Belüftung der elektrischen Komponenten EK möglich. Bei zu geringen Temperaturen, d.h. bei T<T-, kann das Gehäuse zum Schutz vor sich niederschlagender Feuchtigkeit an den elektrischen Komponenten EK beheizt werden.

Die im Beispiel der Figur gewählte erfindungsgemäße Anordnung mit an der Unterseite US des Gehäuses TG liegender Luftein- und Luftauslassöffnung EIN,AUS stellt vorteilhaft eine thermische Sperre dar. Diese Sperre verhindert einen Wärmeaustausch der sich im oberen Bereich OB des Gehäuses TG ansammelnden Wärme mit der Außenluft über die Luftauslassöffnung AUS.

Die Wirkung der thermischen Sperre kann weiterhin durch den in der Figur dargestellten beispielhaften Luftführungskanal LK gesteigert werden. Dieser weist nur im oberen Bereich OB des Gehäuses TG eine Durchlassöffnung DO für die Warmluft

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auf, während das andere Ende zur eigentlichen Luftaustrittsöffnung AUS hin möglichst weit entfernt liegt.

Erfindungsgemäß kann auch eine bereits bestehende Seitenwand SW des Gehäuses TG als Luftführungskanal LK für die Luftabfuhr ausgebildet sein.

Häufig sind bereits die Seitenwände SW eines Gehäuses TG oder eines Schaltschranks TG als Hohlprofile ausgeführt, so dass diese für eine Luftführung vorteilhaft verwendet werden können. Im einfachsten Fall stellen die Seitenwände SW in Blech gefertige Doppelwandungen dar, wobei parallelverlaufende Stege oder parallelverlaufende Auffalzungen zur Versteifung mit eingearbeitet sind. Ein derartiger Luftführungskanal LK kann bereits vorteilhaft bei der Gehäuse- oder Schaltschrankkonzeption durch Einbringen der entsprechenden Luftöffnungen EIN,AUS an geeigneten Stellen im Gehäuse TG oder Schaltschrank TG berücksichtigt werden.

Dadurch steht vorteilhaft ein größerer Einbauplatz für die elektrischen Komponenten EK im Gehäuse TG zur Verfügung, welcher sonst für einen gesonderten Luftführungskanal LK verloren ginge.

Schließlich kann erfindungsgemäß der Energieaufwand für den Heiz- und Lüftungsbetrieb vorteilhaft mit einer am Gehäuse TG aufgebrachten thermischen Isolierung IS reduziert werden.

Claims

1. Haubenförmiges Gehäuse (TG) für elektrische Komponenten (EF, LP, TR) mit zumindest einer Luftöffnung (EIN, AUS), gekennzeichnet durch

a) einen steuerbaren Lüfter (LU) an der Luftöffnung (EIN, AUS),

b) eine steuerbare Heizvorrichtung (HZ), und

c) eine Temperaturüberwachungseinrichtung (TS), welche

1. eine vorgebbare Maximaltemperatur (T+) im Gehäuse (TG) überwacht und den Lüfter (LU) für eine Zufuhr von Außenluft in das Gehäuse (TG) bei Überschreitung einschaltet, und

2. eine vorgebbare Minimaltemperatur (T-) iii Gehäuse (TG) überwacht und die Heizvorrichtung (HZ) bei Unterschreitung einschaltet.

2. Haubenförmiges Gehäuse (TG) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Luftöffnung (EIN, AUS) eine Lufteinlassöffnung (EIN) für die Zufuhr von Außenluft und eine Luftauslassöffnung (AUS) für eine Luftabfuhr aufweist.

3. Haubenförmiges Gehäuse (TG) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Luftauslassöffnung (AUS) an einer Unterseite (US) des Gehäuses (TG) angeordnet ist.

4. Haubenförmiges Gehäuse (TG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Heizvorrichtung (HZ) in einem unteren Bereich des Gehäuses (TG) angeordnet ist.

5. Haubenförmiges Gehäuse (TG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem im Gehäuse (TG) ausgebildeten Luftführungskanal (LK), welcher in den oberen Bereich (OB) des Gehäuses (TG) mündet und dessen unteres Ende mit der Luftauslassöffnung (AUS) verbunden ist.

6. Haubenförmiges Gehäuse (TG) nach Anspruch 5, wobei eine Seitenwand (SW) des Gehäuses (TG) als Luftführungskanal (LK) ausgebildet ist.

7. Haubenförmiges Gehäuse (TG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer am Gehäuse (TG) aufgebrachten thermischen Isolierung IS.