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Patent Searching and Data


Title:
SWITCHGEAR CABINET HAVING IMPROVED COOLING AS A RESULT OF A ZIGZAG-SHAPED OR ONDULATED WALL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/162542
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a switchgear cabinet (1, 1a, 1b) comprising a housing (2, 6a..6g, 7, 8), at least one switching device (3) in the housing (2, 6a..6g, 7, 8), and current conductors (4, 5) that are electrically connected to the at least one switching device (3). According to the invention, at least one wall (6a..6g) of the housing (2, 6a..6g, 7, 8) has an ondulated or zigzag-shaped cross-section.

Inventors:
DEPRE LAETITIA (AT)
Application Number:
PCT/EP2017/056458
Publication Date:
September 28, 2017
Filing Date:
March 17, 2017
Export Citation:
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Assignee:
EATON IND AUSTRIA GMBH (AT)
International Classes:
H02B1/56; H05K7/20
Domestic Patent References:
WO2009071226A12009-06-11
Foreign References:
EP1237246A12002-09-04
DE9106514U11991-07-25
US20160021768A12016-01-21
DE19924431A12000-11-30
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
EATON IP GROUP EMEA (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Schaltschrank (1, la, lb), umfassend

ein Gehäuse (2, 6a..6g, 7, 8),

zumindest ein im Gehäuse (2, 6a..6g, 7, 8) angeordnetes Schaltgerät (3) und damit elektrisch verbundene Stromleiter (4, 5),

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Wand (6a..6g) des Gehäuses (2, 6a..6g, 7, 8) einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweist.

2. Schaltschrank (1, la, lb) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Wand (6a..6g) als Rückwand ausgebildet und gegenüberliegend einer Tür des Schaltschranks (1, la, lb) angeordnet ist.

3. Schaltschrank (1, la, lb) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank (1, la, lb) in einer horizontalen Ebene (X) liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende (q) vertikal ausgerichtet sind.

4. Schaltschrank (1, la, lb) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank (1, la, lb) in einer vertikalen Ebene (Y) liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende (q) horizontal ausgerichtet sind.

5. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge (1) des wellenförmig/zickzack verlaufenden Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 50 mm liegt.

6. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (y) des Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 20 mm liegt.

7. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die zumindest eine Wand (6a..6g) aus Metall gefertigt ist.

8. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass wenigstens 90 % der zumindest einen Wand (6a..6g) einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweisen.

9. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch

gekennzeichnet, dass sich der wellenförmig oder Zickzack verlaufende Querschnitt über wenigstens zwei Perioden erstreckt.

Description:
SCHALTSCHRANK MIT VERBESSERTER KÜHLUNG DURCH

ZICKZACK ODER WELLENFÖRMIGER WAND

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank, welcher ein Gehäuse sowie zumindest ein im Gehäuse angeordnetes Schaltgerät und damit elektrisch verbundene Stromleiter, insbesondere blanke Stromleiter, umfasst.

STAND DER TECHNIK

Ein Schaltschrank der genannten Art ist grundsätzlich bekannt. In der Regel weist ein solcher Schaltschrank einen Rahmen oder ein Gestell auf, in dem die genannten

Stromleiter insbesondere in Form von Stromschienen ("bus bars") untergebracht und mit den ebenfalls im Rahmen/Gestell angeordneten Schaltgeräten elektrisch verbunden sind. In an sich bekannter Weise dient ein solcher Schaltschrank beispielsweise der Verteilung von elektrischer Energie und/oder der Steuerung von Anlagen und Motoren. Neben den genannten Schaltgeräten können daher auch noch andere Geräte im

Schaltschrank untergebracht sein. Zum Schutz der Anlage beziehungsweise der diesen bedienenden Personen sind Schaltschränke zumeist allseitig verkleidet, beispielsweise mit Hilfe von Blechwänden beziehungsweise Paneelen. Dies hat zur Folge dass die genannten Geräte innerhalb eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens betrieben werden und Abwärme ohne weitere Maßnahmen häufig nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden kann. Um die Wärmeabfuhr zu verbessern, können beispielsweise Lüftungsschlitze, insbesondere in Verbindung mit Gebläsen, und/oder Kühlrippen vorgesehen sein. Nachteilig ist daran die vergleichsweise aufwändige Herstellung sowie im Falle der Lüftungsschlitze die Öffnung der Schaltschrankwand und damit

einhergehend die erhöhte potentielle Gefahr eines elektrischen Schlags. Kühlrippen werden entweder auf die Gehäusewand aufgeschweißt, was problematisch im Hinblick auf einen Verzug des Bauteils ist, oder auf die Gehäusewand aufgeschraubt, was wegen der vielen Löcher herstellungstechnisch aufwändig ist. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schaltschrank anzugeben. Insbesondere soll die Schaltschrankkühlung mit einfachen technischen Mitteln herstellbar sein und eine gute elektrische Isolation gewährleisten.

Diese Aufgabe wird mit einem Schaltschrank der eingangs genannten Art gelöst, bei dem zumindest eine Wand des Gehäuses einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweist.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden sowohl die thermischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks verbessert. Einerseits führt die spezielle Ausformung der Gehäusewand zu einer vergrößerten Oberfläche derselben und somit zu einer verbesserten Kühlwirkung, andererseits ist die Gehäusewand durch die gewählte Querschnittsform auch stabiler, wodurch auch der Schaltschrank stabiler wird beziehungsweise ein Rahmen/Gestell desselben fragiler ausgeführt werden kann. Vorteilhaft können Öffnungen in der Gehäusewand so vermieden oder wenigstens verkleinert/verringert werden, sodass die elektrische Isolation des Schaltschranks auf hohem Niveau erfolgt. Gleichermaßen können auch Gebläse vermieden oder wenigstens verkleinert werden. Damit einhergehend sinkt auch der (parasitäre) Energieverbrauch des Schaltschranks. Schließlich kann die Gehäusewand leicht hergestellt werden, insbesondere in einem Herstellungsschritt, beispielsweise durch Biegen oder Pressen. Das Bohren von Löchern für die Montage von Kühlrippen oder das Aufschweißen von Kühlrippen verbunden mit dem problematischen thermischen Verzug kann entfallen.

Unter "wellenförmig" verlaufenden Querschnitten können insbesondere gerundete Formen oder aus runden Abschnitten zusammengesetzte Formen verstanden werden. Beispielsweise kann der Querschnitt in Anlehnung an periodische Signale sinusförmig verlaufen. Selbstverständlich kann der Querschnitt aber auch aus parabelförmigen oder ellipsenförmigen Abschnitten zusammengesetzt sein.

Unter "zickzack" verlaufenden Querschnitten können insbesondere eckige

beziehungsweise aus geraden Abschnitten zusammengesetzte Formen verstanden werden. Beispielsweise kann der Querschnitt in Anlehnung an periodische Signale insbesondere dreiecksförmig, sägezahnförmig, rechteckförmig oder trapezförmig verlaufen.

Selbstverständlich sind auch Mischformen der genannten Formen möglich, das heißt der Querschnitt kann auch aus geraden und runden Abschnitten zusammengesetzt sein. Insbesondere können die Ecken der "zickzack" verlaufenden Querschnitte gerundet sein. Allgemein kann gesagt werden, dass der Querschnitt nicht gerade ist, sondern eine periodisch wiederkehrende Form aufweist. Insbesondere hat die genannte Wand des Gehäuses die Form eines Prismas mit einer der oben erwähnten Formen als

Grundfläche.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.

Günstig ist es, wenn die genannte Wand als Rückwand ausgebildet und

gegenüberliegend einer Tür des Schaltschranks angeordnet ist. Dadurch bleibt die Kühlwirkung erhalten, auch wenn mehrere Schaltschränke seitlich aneinander gereiht werden. Darüber hinaus kann wegen der übrigen glatten Wände auch eine Reinigung des Schaltschranks auf einfache Weise erfolgen.

Vorteilhaft ist es, wenn der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank in einer horizontalen Ebene liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende vertikal ausgerichtet sind. Das heißt, die Längsrichtung der Wellen ist vertikal verlaufend ausgerichtet. Einerseits wird dadurch eine hohe mechanische Stabilität erreicht, insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine horizontale Achse, andererseits kann sich eine im Wesentlichen laminare vertikal von unten nach oben verlaufende Luftströmung ausbilden, welche die Wärmeabgabe des Schaltschranks an die Umgebung durch Konvektion begünstigt.

Vorteilhaft ist es aber auch, wenn der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank in einer vertikalen Ebene liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende horizontal ausgerichtet sind. Das heißt, die Längsrichtung der Wellen ist horizontal verlaufend ausgerichtet. Einerseits wird dadurch ebenfalls eine hohe mechanische Stabilität erreicht, insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine vertikale Achse, andererseits bilden sich in einer vertikal von unten nach oben verlaufende Luftströmung Wirbel aus, welche die Wärmeabgabe des Schaltschranks an die Umgebung durch Konvektion ebenfalls begünstigen können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Wellenlänge des wellenförmigen/zickzack verlaufenden Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 50 mm liegt. Der Begriff "Wellenlänge" ist dabei in Anlehnung an periodische Signale zu sehen und bezeichnet im Querschnitt den kleinsten Längsabstand zweier Punkte die auf gleicher Höhe liegen. Das Querschnittsprofil wiederholt sich demgemäß im Abstand der

Wellenlänge. Ein Abstand in einem Bereich von inklusive 1 mm bis inklusive 50 mm hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen

Eigenschaften herausgestellt, insbesondere die Untergrenze des angegebenen Bereichs.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Höhe des Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 20 mm liegt. In Anlehnung an periodische Signale ist die Höhe des Querschnitts der "Spitze-Spitze-Wert" beziehungsweise die doppelte "Amplitude". Eine Querschnittshöhe in einem Bereich von inklusive 1 mm bis inklusive 20 mm hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen

Eigenschaften herausgestellt, insbesondere die Untergrenze des angegebenen Bereichs.

Günstig ist es zudem, wenn die zumindest eine Wand aus Metall gefertigt ist, beispielsweise aus Stahlblech. Einerseits kann die Gehäusewand dadurch einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Gesenkbiegen, andererseits wird durch die Verwendung des Metalls auch eine gute Wärmeleitung vom Innenraum des

Schaltschranks an die Umgebung erzielt.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn wenigstens 90 % der zumindest einen Wand einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise kann eine deutliche Verbesserung der Kühlwirkung sowie der mechanischen Eigenschaften erzielt werden.

Günstig ist es schließlich auch, wenn sich der wellenförmig oder Zickzack verlaufende Querschnitt über wenigstens zwei Perioden erstreckt. Auch dies trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Kühlwirkung sowie der mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks bei. Der Begriff "Periode" ist dabei wiederum in Anlehnung an periodische Signale zu sehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in der schematischen Figur der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:

Fig. 1 einen beispielhaften Schaltschrank in Vorderansicht;

Fig. 2 einen beispielhaften Schaltschrank mit vertikal in der Rückwand

verlaufenden Wellen von schräg hinten gesehen;

Fig. 3 einen beispielhaften Schaltschrank mit horizontal in der Rückwand

verlaufenden Wellen von schräg hinten gesehen;

Fig. 4 den dreieckförmig verlaufenden Querschnitt der Rückwand der

Schaltschränke der Figuren 2 und 3;

Fig. 5 einen trapezförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand;

Fig. 6 einen rechteckförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand;

Fig. 7 einen sägezahnförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand;

Fig. 8 einen sinusförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand und

Fig. 9 einen aus Geradenstücken und Kurvenstücken zusammengesetzten Verlauf eines Querschnitts einer Schaltschrankwand.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Schaltschrank 1 in Vorderansicht. Der Schaltschrank 1 umfasst einen Rahmen respektive ein Gestell 2 und ein im Gestell 2 angeordnetes Schaltgerät 3. Das Schaltgerät 3 kann beispielsweise als Leistungsschalter,

Trennschalter oder Schutzschalter ausgebildet sein. Im Schaltschrank 1 sind darüber hinaus (blanke) Stromleiter 4 und 5 angeordnet (sogenannte "bus bars"), welche mit dem Schaltgerät 3 elektrisch verbunden sind. Die Stromleiter 4 verlaufen dabei vertikal, die Stromleiter 5 horizontal. Zudem sind die Stromleiter 4, 5 auch für unterschiedliche Spannungspotentiale vorgesehen. Rein beispielhaft sind die Stromleiter 4 und 5 den Phasen LI, L2 und L3 eines Dreiphasensystems zugeteilt. Selbstverständlich könnte auch ein Nullleiter vorgesehen sein und selbstverständlich könnten die Stromleiter 4 und 5 auch anderen Spannungspotentialen zugeteilt sein.

In an sich bekannter Weise dient ein solcher Schaltschrank 1 beispielsweise der

Verteilung von elektrischer Energie und/oder der Steuerung von Anlagen und Motoren. Neben dem genannten Schaltgeräten 3 können daher auch noch weitere Schaltgeräte 3 und/oder andere Geräte untergebracht sein. Zum Schutz des Schaltschranks 1 beziehungsweise der diesen bedienenden Personen ist dieser allseitig verkleidet, beispielsweise mit Hilfe von Blechwänden beziehungsweise Paneelen. In der Fig. 1 ist dies Wände/Paneele jedoch abgenommen, um den Blick in das Innere des

Schaltschranks 1 freizugeben. Der Schaltschrank 1 kann frontseitig insbesondere mit einer Tür verschlossen sein.

Fig. 2 zeigt nun einen beispielhaften Schaltschrank la von schräg hinten, bei dem die Gehäusewände montiert sind. Bei dem gezeigten Beispiel weist die Rückwand 6a des Gehäuses einen wellenförmigen oder Zickzack verlaufenden Querschnitt auf. Die

Seitenwände 7 sowie das Dach 8 sind jedoch glatt ausgebildet (können jedoch Sicken zur Verstärkung aufweisen). Der genannte Querschnitt liegt beim betriebsbereiten

Schaltschrank la in einer horizontalen Ebene X, und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende q sind vertikal ausgerichtet. Die Rückwand 6a kann insbesondere gegenüberliegende einer Schaltschranktür (in der Fig. 2 nicht sichtbar) angeordnet und aus Metall gefertigt, beispielsweise gebogen oder gepresst sein. Das Gehäuse des Schaltschranks la umfasst in diesem Beispiel die Rückwand 6a, die Seitenwände 7, das Dach 8, die (nicht dargestellte) Tür sowie den Rahmen beziehungswiese das Gestell 2.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden sowohl die thermischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks la verbessert. Einerseits führt die spezielle Ausformung der Gehäusewand 6a zu einer vergrößerten Oberfläche derselben und somit zu einem verbesserten Kühlwirkung, andererseits ist die Gehäusewand 6a durch die gewählte Querschnittsform auch stabiler wodurch auch der Schaltschrank la stabiler wird beziehungsweise der Rahmen / das Gestell 2 fragiler ausgeführt werden kann. Vorteilhaft können Öffnungen in der Gehäusewand 6a so vermieden oder wenigstens verkleinert/verringert werden, sodass die elektrische Isolation des Schaltschranks la auf hohem Niveau erfolgt. Gleichermaßen können auch Gebläse vermieden oder wenigstens verkleinert werden. Damit einhergehend sinkt auch der (parasitäre)

Energieverbrauch des Schaltschranks la. Die Gehäusewand 6a kann auch leicht hergestellt werden, insbesondere in einem Herstellungsschritt, beispielsweise durch Biegen oder Pressen. Das Bohren von Löchern für die Montage von Kühlrippen oder das Aufschweißen von Kühlrippen kann entfallen.

Günstig ist es, wenn die genannte Wand 6a, so wie in der Fig. 2 dargestellt, als Rückwand ausgebildet und gegenüberliegend einer Tür des Schaltschranks la angeordnet ist. Dadurch bleibt die Kühlwirkung erhalten, auch wenn mehrere Schaltschränke la seitlich aneinander gereiht werden. Darüber hinaus kann wegen der übrigen glatten Wände auch eine Reinigung des Schaltschranks la auf einfache Weise erfolgen.

Durch die Ausrichtung der Erzeugenden q wird bei dieser Ausführungsform

insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine horizontale Achse eine hohe mechanische Stabilität erreicht. Außerdem kann sich eine im Wesentlichen laminare vertikal von unten nach oben verlaufende Luftströmung ausbilden, welche die

Wärmeabgabe des Schaltschranks la an die Umgebung durch Konvektion begünstigt. Durch Verwendung von Metall für die Rückwand 6a wird darüber hinaus auch eine gute Wärmeleitung vom Innenraum des Schaltschranks la an die Umgebung erzielt.

Die vertikale Ausrichtung der Erzeugenden q ist aber keineswegs die einzig vorstellbare Möglichkeit. Denkbar ist vielmehr auch, dass der wellenförmige oder Zickzack verlaufende Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank lb in einer vertikalen Ebene Y liegt und die auf den Querschnitt normal stehenden Erzeugenden q horizontal ausgerichtet sind, so wie das in der Fig. 3 dargestellt ist. Das heißt, die Längsrichtung der Wellen ist horizontal verlaufend ausgerichtet. Dadurch wird insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine vertikale Achse eine hohe mechanische Stabilität erreicht. Darüber hinaus bilden sich in einer vertikal von unten nach oben verlaufende

Luftströmung Wirbel aus, welche die Wärmeabgabe des Schaltschranks la an die Umgebung durch Konvektion ebenfalls begünstigen können. Die Fig. 4 zeigt nun den in den Figuren 2 und 3 für die Rückwand 6a, 6b verwendeten Querschnitt im Detail. Konkret handelt es sich um einen dreiecksförmigen, Zickzack verlaufenden Querschnitt. Dieser kann besonders einfach hergestellt werden.

Alternativ kann ein Zickzack verlaufender Querschnitt auch trapezförmig sein, so wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist, rechteckförmig (siehe Fig. 6) oder beispielsweise auch sägezahnförmig (siehe Fig. 7). Fig. 8 zeigt einen Vertreter der wellenförmig

verlaufenden Querschnitte, hier konkret mit sinusförmigen Verlauf. Selbstverständlich kann der Querschnitt auch aus anderen Kurvensegmenten zusammengesetzt sein, beispielsweise aus Parabeln, Ellipsensegmenten oder Hyperbeln. Denkbar ist auch, dass der Querschnitt aus geraden Abschnitten und Kurvensegmenten zusammengesetzt ist, so wie dies am Beispiel der Fig. 9 dargestellt ist.

Generell ist anzumerken, dass scharfe Ecken bei Zickzack verlaufenden Querschnitten in der Regel nicht herstellbar und auch gar nicht erstrebenswert sind. Insbesondere beim Biegen vom Blech sind Mindestradien einzuhalten, um nicht ein Brechen des Materials zu riskieren. Die Grenzen zwischen Zickzack verlaufenden respektive aus

Geradenstücken zusammengesetzten Querschnitten und wellenförmig verlaufenden respektive aus Kurvenstücken zusammengesetzten Querschnitten sind daher fließend. In aller Regel liegt wegen der technisch bedingten Eckradien eine Mischform vor.

Wie erwähnt führt die besondere Ausformung der Gehäusewände 6a..6g im Vergleich zum Stand der Technik zu einer vergrößerten Oberfläche und somit zu einer

verbesserten Kühlwirkung. Besonders groß ist der Zugewinn bei den in den Figuren 6, 8 und 9 gezeigten Beispielen, etwas kleiner bei den in den Figuren 4, 5 und 7 dargestellten Beispielen.

Besonders vorteilhaft ist es in Anlehnung an periodische Signale, wenn eine

"Wellenlänge" 1 des wellenförmigen/zickzack verlaufenden Querschnitts in einem Bereich von 1 bis inklusive 50 mm liegt. Die "Wellenlänge" 1 bezeichnet im Querschnitt den kleinsten Längsabstand zweier Punkte die auf gleicher Höhe liegen. Das

Querschnittsprofil wiederholt sich demgemäß im Abstand der Wellenlänge 1 (siehe Fig. 4). Der angegebenen Bereich hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen Eigenschaften herausgestellt, insbesondere dessen Untergrenze. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Höhe y des Querschnitts in einem Bereich von 1 bis inklusive 20 mm liegt. In Anlehnung an periodische Signale ist die Höhe h des Querschnitts der "Spitze-Spitze-Wert" beziehungsweise die doppelte "Amplitude" (siehe Fig. 4). Der angegebenen Bereich hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen Eigenschaften herausgestellt, insbesondere dessen Untergrenze.

Nachfolgend wird die verbesserte Wärmeabgabe an einem konkreten Beispiel berechnet, im Speziellen für eine Rückwand 6a mit dreiecksförmig verlaufendem Querschnitt (siehe die Figuren 2 und 4). Zur Vereinfachung wird nur die

Wärmeübertragung durch Konvektion berechnet. Die Wärmestrahlung wird wegen ihres geringen Anteils von rund 20%-30% an der abgegebenen Leistung vernachlässigt.

Für die Berechnung wird eine Innenraumtemperatur von Ti = 343°K, eine

Außentemeperatur von Ta = 299°C sowie eine Rückwandtemperatur von Ts = 317°K angenommen, beziehungsweise werden diese Werte aus einer Simulation erhalten. Wegen der nur geringen Dicke der Rückwand 6a, 6b von 2mm wird die Temperatur Ts über den gesamten Querschnitt als konstant angenommen. Der

Wärmeübergangskoeffizient h für vertikale Platten mit einer Höhe > 30 cm beträgt h = 1,78 AT 0 ' 25 [W/m 2■ K]

Der Wärmestrom Q berechnet sich somit zu

Q = h - A - AT [W]

Q = 1,78 A (Ti— Ts) 0 ' 25■ (Ti - Ts) + 1,78 A (Ts - Ta) 0 ' 25■ (Ts - Ta) Q = 1,78 A [(Ti - Ts) 1 ' 25 + (Ts - Γα) 1 · 25 ] Q = 1,78 A [(343 - 317) 1 · 25 + (317 - 299) 1 · 25 ] Q = 1,78 - A [58,71 + 37,08] Q = 170,5 .4 [W]

Die Länge eines Geradenabschnitts des Querschnitts 6a berechnet sich bei y = 10mm und 1 = 10mm zu s = 11,18 mm

Der relative Gewinn r der Fläche A beträgt somit

11,18

r = 1

10/2 r = +123%

Der absolute Gewinn des Wärmestroms AQ beträgt bei einer Höhe des Schaltschranks von H = 2m und einer Breite von B = Im somit

AQ = 170,5 - r A

AQ = 170,5 - r - H - B

AQ = 170,5 1,23 - 2 - 1

AQ = 419 [W]

Das heißt, dass bei gleichem Volumen des Schaltschranks la eine zusätzliche Leistung von 419 W an die Umgebung abgegeben werden kann, was wie erwähnt einem relativen Zugewinn von +123% entspricht.

An dem in der Fig. 6 dargestellten Beispiel wird nachfolgend auch die Verbesserung der mechanischen Stabilität berechnet, konkret das axiale Flächenträgheitsmoment I x um eine in der Fig. 6 horizontal verlaufende Symmetrieachse. Das

Flächenträgheitsmoment I x für ein Rechteck beträgt

_ b - h 3 wobei b die Breite und h hier die Höhe des genannten Rechtecks angibt. Aufgrund des Steinerschen Satzes ergibt sich bei einer Verschiebung des Rechtecks aus der x-Achse b - hr

+ b h - y.

12 wobei y s den Schwerpunktsabstand des Rechtecks zur x- Achse angibt. Für 1 = 10mm und eine Blechstäre s = 2 mm ergibt sich bei gerader Rückwand ein axiales

Flächenträgheitsmoment I x von b - h 3 l - s 3 10 - 2 Ξ

6,67 mm 4

12 12 12

Für eine "Wellenlänge" 1 = 10mm des Querschnitts 6d ergibt sich dagegen bei einer Höhe y = 10mm y 3 (/ - 2s) - s 3

+ + (Z - 2s) s y

12 12

2 10 3 6 2 3

+—— + 6 2 4 2 725 mm 4

12 12

Das axiale Trägheitsmoment I x wird demnach auf das rund 109-fache gesteigert.

Wie gezeigt werden konnte, werden durch die vorgeschlagenen Maßnahme sowohl die thermischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks 1, la, lb deutlich verbessert.

In den Beispielen nach Fig. 2 und 3 weisen die Rückwände 6a, 6b auf deren gesamten Fläche einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt auf. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die gezeigte Struktur unterbrochen ist beziehungsweise sich nicht bis zum Rand der Rückwand 6a, 6b erstreckt, beispielsweise um

Befestigungselemente anbringen zu können oder dergleichen. Von Vorteil ist es jedenfalls, wenn wenigstens 90 % der zumindest einen Wand 6a, 6b einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweisen, wodurch die oben genannten Verbesserungen besonders deutlich zu Tage treten. Günstig ist es in diesem

Zusammenhang auch, wenn sich der wellenförmig oder Zickzack verlaufende

Querschnitt über wenigstens zwei Perioden erstreckt. Abschließend wird angemerkt, dass der dargestellte Schaltschrank 1, la, lb respektive dessen Bauteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind und daher auch andere Proportionen aufweisen kann. Weiterhin kann ein Schaltschrank 1, la, lb auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Lageangaben ( z.B.„oben",„unten", „links",„rechts", etc.) sind auf die jeweils beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß an die neue Lage anzupassen. Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen.