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Title:
SWITCHGEAR CABINET OR RACK FOR ACCOMMODATING ELECTRICAL ENERGY STORES, IN PARTICULAR BATTERIES, AND A CORRESPONDING SWITCHGEAR CABINET ASSEMBLY OR RACK ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/162018
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switchgear cabinet or rack for accommodating electrical energy stores, in particular batteries, wherein the switchgear cabinet (1) or the rack comprises a plurality of superimposed energy storage inserts (2), characterized in that the energy storage inserts (2) are formed by a plurality of grooves (3), wherein the longitudinal direction and the direction of insertion (x) thereof extend in a depth direction of the switchgear cabinet (1) or rack, wherein a respective pair of the grooves (3) are directed toward one another on opposite sides (4) of the switchgear cabinet (1) or rack on the same vertical height and with their open longitudinal side. The invention further relates to a corresponding switchgear cabinet assembly or rack assembly.

Inventors:
BACH MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/DE2016/100158
Publication Date:
October 13, 2016
Filing Date:
April 05, 2016
Export Citation:
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Assignee:
RITTAL GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H01M50/204; H01M50/244; H01M50/262
Domestic Patent References:
WO2003019703A12003-03-06
WO2005074097A22005-08-11
WO2002027817A12002-04-04
Foreign References:
DE202009005875U12009-10-08
US20050236944A12005-10-27
US20060028171A12006-02-09
US8900737B22014-12-02
EP1462813A22004-09-29
EP1355404B12007-05-30
EP2731166A12014-05-14
Attorney, Agent or Firm:
BOEHMERT & BOEHMERT ANWALTSPARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Schaltschrank (1 ) oder Rack zur Aufnahme elektrischer Energiespeicher, insbesondere Batterien, wobei der Schaltschrank (1) oder das Rack eine Mehrzahl übereinander an- geordneter Energiespeichereinschübe (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinschübe (2) von einer Mehrzahl von Nuten (3) gebildet sind, deren Längs- und Einschubrichtung (x) sich in Tiefenrichtung des Schaltschranks (1) oder Racks erstreckt, wobei jeweils ein Paar der Nuten (3) an gegenüber liegenden Seiten (4) des Schaltschranks (1) oder Racks auf derselben vertikalen Höhe und mit ihrer of- fenen Längsseite aufeinander zu gerichtet sind.

2. Schaltschrank oder Rack nach Anspruch 1, bei dem die Energiespeichereinschübe (2) von einer Mehrzahl vertikal übereinander und an den gegenüber liegenden Seiten (4) des Schaltschranks (1) oder Racks montierten Montagechassis (5) gebildet sind, die unter einem vertikalen Abstand (d) zueinander montiert sind, der eine vertikale Nut- breite senkrecht zur Einschubrichtung (x) festlegt.

3. Schaltschrank oder Rack nach Anspruch 2, bei dem die Montagechassis (5) an ihren sich in Tiefenrichtung erstreckenden, parallelen Längsseiten (6) jeweils einen in Rich- tung der jeweils gegenüber liegenden Seite des Schaltschranks (1) oder Racks abge- kanteten Anlageflansch (7) aufweisen.

4. Schaltschrank oder Rack nach Anspruch 3, bei dem die Anlageflansche (7) paarweise gegenüber liegender Montagechassis (5) auf derselben vertikalen Höhe (h) angeordnet sind, und wobei jeweils eine der Nuten (3) zwischen den abgekanteten Anlageflan- schen (7) unmittelbar aufeinander folgender Montagechassis (5) gebildet ist.

5. Schaltschrank oder Rack nach einem der Ansprüche 2 bis 4, der/das weiterhin ein Rahmengestell (8) mit vier gleich langen Vertikalstreben (8.1) und vier gleich langen Tiefenstreben (8.2) aufweist, von denen jeweils zwei Vertikalstreben (8.1) und zwei Tiefenstreben (8.2) zu jeweils einem rechteckigen Rahmen verbunden sind, die die gegenüber liegenden Seiten (4) des Schaltschranks (1) oder Racks bilden, wobei die Vertikalstreben (8.1) an einer Montageseite (9) eine Systemlochung (10) aus regelmä- ßig beabstandeten Montageausnehmungen aufweisen, und wobei die Montagechassis (5) an gegenüber liegenden Enden mit jeweils einer der Vertikalstreben (8.1) eines der rechteckigen Rahmen verbunden sind.

6. Schaltschrank oder Rack nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem die Energiespeichereinschübe (2) jeweils an ihrem in Einschubrichtung hinteren Ende ei- nen Masseanschluss (11) aufweisen, der einen Massekontakt eines Energiespeichers kontaktiert, wenn sich der betreffende Energiespeicher in einer vollständig eingescho- benen Position befindet.

7. Schaltschrank oder Rack nach Anspruch 6, bei dem der Masseanschluss (1 1) ein

elektrisch leitfahiges Kontaktblech (12) mit einem Befestigungsabschnitt (12.1) auf- weist, über den das Kontaktblech (12) an einem der Montagechassis (5) elektrisch leit- fahig festgelegt ist, wobei das Kontaktblech (12) weiterhin ein freies Ende (12.2) auf- weist; das gegenüber dem Befestigungsabschnitt (12.1) mechanisch vorspannbar ist und mindestens eine Kontaktkralle (12.3) zur elektrischen Kontaktierung des Masse- kontaktes des Energiespeichers aufweist.

8. Schaltschrank oder Rack nach Anspruch 7, bei dem die Energiespeichereinschübe (2) jeweils eine Rastposition aufweisen, die eine vollständig eingeschobene Position eines Energiespeichers festlegt, wobei in der Rastposition das freie Ende (12.2) des Kon- taktblechs (12) über die mindestens eine Kontaktkralle (12.3) an dem Massekontakt des Energiespeichers mechanisch vorgespannt anliegt, um den. Masseanschluss (11) elektrisch zu kontaktieren.

9. Schaltschrank oder Rack nach einem der Ansprüche 6 bis 8, der/das weiterhin ein elektrisch leitfahiges Rahmengestell (8) aufweist, an dem die, ebenfalls elektrisch leit- fähigen, Energiespeichereinschübe (2), insbesondere die die Energiespeichereinschübe (2) bildenden Montagechassis (5), montiert und elektrisch kontaktiert sind, wobei die Masseanschlüsse mit den Energiespeichereinschüben (2), insbesondere mit den Mon- tagechassis (5), elektrisch kontaktiert sind.

10. Schaltschrank oder Rack nach Anspruch 9, bei dem das Rahmengestell (8) aus unla- ckierten, elektrisch leitfähiges Streben (8.1, 8.2), oder aus unlackierten, elektrisch leit- fähig beschichteten, insbesondere verzinkten, Streben (8.1, 8.2) gebildet ist.

11. Schaltschrank- oder Rackanordnung mit einem Schaltschrank (1 ) oder Rack nach ei- nem der vorangegangen Ansprüche sowie einer Mehrzahl elektrischer Energiespei- cher, wobei die elektrischen Energiespeicher an gegenüber liegenden Seiten jeweils einen sich in Tiefenrichtung des Energiespeichers erstreckenden Befestigungsflansch aufweisen, über den die elektrischen Energiespeicher jeweils in ein Paar gegenüber liegender Nuten (3) eines der Energiespeichereinschübe (2) eingeschoben sind.

12. Schaltschrank- oder Rackanordnung nach Anspruch 11, bei der die Energiespeicher ohne Berücksichtigung der Befestigungsflansche eine horizontale Breite aufweisen, die im Wesentlichen einer lichten Breite der Energiespetichereinschübe (2) entspricht, und wobei die Energiespeicher eine vertikale Höhe aufweisen, die im Wesentlichen einem vertikalen Abstand (d) der Nuten entspricht, so dass in vertikaler und horizonta- ler Richtung eine maximale Packungsdichte erreicht ist.

Description:
Schaltschrank oder Rack zur Aufnahme elektrischer Energiespeicher, insbesondere Batterien, und eine entsprechende Schaltschrank- oder Rackanordnung

Die Erfindung geht aus von einem Schaltschrank oder Rack zur Aufnahme elektrischer Ener- giespeicher, insbesondere Batterien, wobei der Schaltschrank oder das Rack eine Mehrzahl übereinander angeordneter Energiespeichereinschübe aufweist.

Ein derartiger Schaltschrank ist beispielsweise aus der US 8,900,737 B2 bekannt. Dieser weist eine Mehrzahl über Trennböden voneinander separierter Gefache auf, in denen jeweils elektrische Energiespeicher aufgenommen werden können. Einen ähnlichen Schaltschrank offenbaren auch die EP 1 462 813 A2, die EP 1 355 404 B1 , die EP 2 731 166 AI, die WO 03/019703 AI, die WO 2005/074097 A2 und die WO 02/027817 A1.

Die bekannten Schaltschränke haben den Nachteil, dass sie aufgrund der Verwendung von Trennböden zur Separierung der Gefache vergleichsweise aufwändig gestaltet sind, wobei die Trennböden selbst Bauraum im Innern des Schaltschranks einnehmen, der folglich nicht für die Aufnahme von elektrischen Energiespeichern genutzt werden kann.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank der eingangs erwähnten Art der- art weiterzuentwickeln, dass er mit möglichst einfachen technischen Mitteln zugleich die Aufnahme einer Vielzahl elektrischer Energiespeicher bei hoher Packungsdichte erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schaltschrank oder ein Rack mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der nebengeordnete Anspruch 11 betrifft eine entspre- chende Schaltschrank- oder Rackanordnung. Die abhängigen Ansprüche betreffen jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Demgemäß sind bei einem Schaltschrank oder Rack die Energiespeichereinschübe von einer Mehrzahl von Nuten gebildet, deren Längs- und Einschubrichtung sich in Tiefenrichtung des Schaltschranks oder Racks erstreckt, wobei jeweils ein Paar der Nuten an gegenüber liegen- den Seiten des Schaltschranks oder Racks auf derselben vertikalen Höhe und mit ihrer offe- nen Längsseite aufeinander zu gerichtet sind. Durch die Bereitstellung von Nuten zur Auf- nahme der Energiespeicher im Innern des Schaltschranks oder Racks kann auf die Verwen- dung von Trennböden und dergleichen verzichtet werden, so dass der vormals von diesen eingenommene Raum eingespart wird und sich dementsprechend die Packungsdichte der Energiespeicher im Innern des Schaltschranks oder Racks erhöht.

Die Energiespeichereinschübe können von einer Mehrzahl vertikal übereinander und an den gegenüber liegenden Seiten des Schaltschranks oder Racks montierten Montagechassis gebil- det sein, die unter einem vertikalen Abstand zueinander montiert sind, der eine vertikale Nut- breite senkrecht zur Einschubrichtung festlegt.

Dabei können die Montagechassis an ihren sich in Tiefenrichtung erstreckenden, parallelen Längsseiten jeweils einen in Richtung der jeweils gegenüber liegenden Seite des Schalt- schranks oder Racks abgekanteten Anlageflansch aufweisen.

Die Anlageflansche paarweise gegenüber liegender Montagechassis können auf derselben vertikalen Höhe angeordnet sein, wobei jeweils eine der Nuten zwischen den abgekanteten Anlageflanschen unmittelbar aufeinander folgender Montagechassis gebildet ist.

Weiterhin kann der Schaltschrank oder das Rack ein Rahmengestell mit vier gleich langen Vertikalstreben und vier gleich langen Tiefenstreben aufweisen, von denen jeweils zwei Ver- tikalstreben und zwei Tiefenstreben zu einem rechteckigen Rahmen verbunden sind. Die Rahmen bilden jeweils die gegenüber liegenden Seiten des Schaltschranks oder Racks, wobei die Vertikalstreben an einer Montageseite eine Systemlochung aus regelmäßig beabstandeten Montageausnehmungen aufweisen, und wobei die Montagechassis an gegenüber liegenden Enden mit jeweils einer der Vertikalstreben eines der rechteckigen Rahmen verbunden sind.

Zur Erzielung einer einfachen Massekontaktierung kann vorgesehen sein, dass die Energie- speichereinschübe jeweils an ihrem in Einschübrichtung hinteren Ende einen Masseanschluss aufweisen, der einen Massekontakt eines Energiespeichers kontaktiert, wenn sich der betref- fende Energiespeicher in einer vollständig eingeschobenen Position befindet. Der Masseanschluss kann dabei ein elektrisch leitfähiges Kontaktblech mit einem Befesti- gungsabschnitt aufweisen, über den das Kontaktblech an einem der Montagechassis elektrisch leitfähig festgelegt ist, wobei das Kontaktblech weiterhin ein freies Ende aufweist, das gegen- über dem Befestigungsabschnitt mechanisch vorspannbar ist und mindestens eine Kontakt- kralle zur elektrischen Kontaktierung des Massekontaktes des Energiespeichers aufweist.

Zur präzisen Definition einer vollständig eingeschobenen Position eines Energiespeichers in einem der Energiespeichereinschübe und somit zur Sicherstellung der elektrischen Kontaktie- rung zwischen Massekontakt des Energiespeichers und Masseanschluss kann vorgesehen sein, dass die Energiespeichereinschübe jeweils eine Rastposition aufweisen, die eine vollständig eingeschobene Position eines Energiespeichers festlegt, wobei in der Rastposition das freie Ende des Kontaktblechs über die mindestens eine Kontaktkralle an dem Massekontakt des Energiespeichers mechanisch vorgespannt anliegt, um den Masseanschluss elektrisch zu kon- taktieren.

Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Schaltschrank oder das Rack ein elektrisch leitfähiges Rahmengestell aufweist, an dem die, ebenfalls elektrisch leitfähigen, Energiespei- chereinschübe, insbesondere die die Energiespeichereinschübe bildenden Montagechassis, montiert und elektrisch kontaktiert sind, wobei die Masseanschlüsse mit den Energiespeicher- einschüben, insbesondere mit den Montagechassis, elektrisch kontaktiert sind.

Dabei kann es vorteilhaft sein, dass das Rahmengestell aus unlackierten, elektrisch leitfähigen Streben oder aus unlackierten, elektrisch leitfähig beschichteten, insbesondere verzinkten. Streben gebildet ist.

Eine Schaltschrank- oder Rackanordnung kann dementsprechend einen Schaltschrank oder ein Rack der zuvor beschriebenen Art sowie eine Mehrzahl elektrischer Energiespeicher auf- weisen, wobei die elektrischen Energiespeicher an gegenüber liegenden Seiten jeweils einen sich in Tiefenrichtung des Energiespeichers erstreckenden Befestigungsflansch aufweisen, über den die elektrischen Energiespeicher jeweils in ein Paar gegenüber liegender Nuten, die sich auf derselben vertikalen Höhe befinden, eines der Energiespeichereinschübe eingescho- ben sind. Dabei können die Energiespeicher ohne Berücksichtigung der Befestigungsflansche eine ho- rizontale Breite aufweisen, die im Wesentlichen einer lichten Breite der Energiespeicherein- schübe entspricht, wobei die Energiespeicher eine vertikale Höhe aufweisen, die im Wesentli- chen einem vertikalen Abstand der Nuten entspricht, so dass in vertikaler und horizontaler Richtung eine maximale Packungsdichte erreicht ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Da- bei zeigt:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung einen Schaltschrank gemäß einer Ausführungs- form der Erfindung;

Figur 2 eine Detailansicht des Schaltschranks gemäß Figur 1, der die Energiespeicher- einschübe besser zeigt; und

Figur 3 eine Detailansicht des Masseanschlusses der Ausführungsform gemäß den Fi- guren 1 und 2.

Figur 1 zeigt einen Schaltschrank 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Schalt- schrank 1 weist ein Rahmengestell 8 auf, das aus vier Vertikalstreben 8.1, vier Tiefenstreben 8.2 und vier Breitenstreben 8.3 gebildet ist. An den acht Eckpunkten des Rahmengestells 8 treffen jeweils eine Vertikalstrebe 8.1, eine Tiefenstrebe 8.2 und eine Breitenstrebe 8.3 recht- winklig aufeinander. Das Rahmengestell ist an gegenüberliegenden Seiten 4 mit jeweils ei- nem Seitenteil 15 verkleidet. Bodenseitig ist das Rahmengestell 8 von einer Bodenwanne 19, dachseitig von einem Dachelement 20 sowie rückwärtig über eine Rückwand 21 verkleidet. An der Vorderseite ist eine Schaltschranktür 18 an dem Rahmengestell 8 über Scharniere 13 verschwenkbar befestigt.

An den gegenüber liegenden Seiten 4 des Schaltschranks 1 ist innenseitig an den Seitenwän- den 15 jeweils eine Vielzahl Montagechassis 5 vertikal übereinander montiert, die zwischen sich eine Mehrzahl Energiespeichereinschübe 2 mit Nuten 3 bilden, über die Energiespeicher von der Umseitigen Vorderseite des Schaltschranks 1 aus in Tiefenrichtung x des Schalt- schrank eingeschoben werden können.

Die von den Montagechassis 5 gebildeten Energiespeichereinschübe 2 sind in Figur 2 näher gezeigt. Die Figur 2 lässt erkennen, dass die Montagechassis 5 an ihren sich in Längsrichtung erstreckenden Längsseiten 6 einen abgekanteten Anlageflansch 7 aufweisen, wobei zwischen den Anlageflanschen vertikal benachbarter Chassis 5 ein Abstand ausgebildet ist, der gerade die Nut 3 für den Einschub der Energiespeicher bildet.

Die Montagechassis sind im Wesentlichen als Blechformteile gebildet, wobei ein Mittelab- schnitt 5.1, der parallel zu den Seiten 4 des Schaltschranks 1 ausgerichtet ist (vgl. Figur 1), über in Längsrichtung endseitige Stützabschnitte 14, die von dem Mittelabschnitt 5.1 abge- kantet sind, an den Vertikalstreben 8.1 befestigt ist. Die Vertikalstreben 8.1 weisen dazu eine Montageseite 9 mit einer Systemlochung 10 aus regelmäßig beabstandeten Montageausneh- mungen auf. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Montagechassis 5 ein Blechformteil aus elektrisch leitfahigem Material ist, wobei das Montagechassis 5 weiterhin elektrisch leitend mit den Vertikalstreben 8.1 verbunden ist und auch die Vertikalstreben 8.1 elektrisch leitfähig sind, so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Montagechassis 5 und dem Rahmengestell 8 des Schaltschranks 1 hergestellt ist.

Von dem Mittelteil 5.1 sind Anlageflansche 7 an den Längsseiten 6 des Mittelteils 5.1 abge- kantet, welche mit ihrem freien Ende in den Schaltschrankinnenraum hinein und in Richtung der gegenüber liegenden Montagechassis 5 erstrecken. Auf diese Weise bilden die benachbar- ten Anlageflansche 7 in Vertikalrichtung unmittelbar aufeinander folgender Montagechassis 5 zwischen sich eine Nut für den Einschub eines elektrischen Energiespeichers. An einem in Einschubrichtung vorderen Ende des Mittelteils 5.1 ist ein als Spange ausgebildetes Rastele- ment 16 angeordnet, mit Hilfe welches eine Rastposition des Energiespeichers festgelegt wer- den kann, in welcher sich der Energiespeicher in der vollständig eingeschobenen Position befindet und in dieser gegenüber einem ungewollten Verschieben in Einschubrichtung x gesi- chert ist. Das Rastelement 16 ist für die werkzeuglose Montage und Demontage von Batterieeinschü- ben ausgelegt, wozu die Spange eine Anlaufschräge aufweist, die in einen Rastvorsprung übergeht, der durch Eindrücken der Anlaufschräge aus seiner Schließposition in eine Frei- gabeposition vorgespannt werden kann. Beim Einschieben eines Energiespeichermoduls wird die Anlaufschräge von einer Seitenwand des Energiespeichermoduls eingedrückt, so dass der Rastvorsprung an der Seitenwand vorbeigeführt werden kann. Wenn das Energiespeichermo- dul seine Endposition/Rastposition erreicht, kann die Spange aufgrund ihrer Vorspannung in die Schließposition übergehen, in der der Rastvorsprung in eine entsprechende Ausnehmung in der Seitenwand des Energiespeichermoduls eingreift und das Energiespeichermodul fest- legt. Zum Wiederauslösen des Energiespeichermoduls kann die Anlaufschräge der Spange manuell betätigt werden, um den Rastvorsprung aus der Schließposition in die Freigabepositi- on zu überführen.

An dem gegenüber liegenden, rückwärtigen Ende des Mittelteils 5.1 des Montagechassis 5 ist ein Masseanschluss 11 angeordnet. Dieser ist in Figur 3 näher dargestellt. Der Massean- schluss 1 1 weist demgemäß ein elektrisch leitfähiges Kontaktblech 12 auf, das mit einem Be- festigungsabschnitt 12.1 an dem Mittelteil 5.1 des Montagechassis festgelegt ist. Bei der Aus- führungsform gemäß Figur 3 erfolgt dies mit Hilfe von zwei Nieten 17. Es ist jedoch jedes andere Befestigungsmittel geeignet, welches für eine elektrisch leitfähige Verbindung des Masseanschlusses 1 1 an dem Mittelteil 5.1 des Montagechassis 5 geeignet ist. Von dem Be- festigungsabschnitt 12.1 erstreckt sich ein freies Ende 12.2 des Kontaktblechs 12, das gegen- über dem Befestigungsabschnitt 12.1 mechanisch vorspannbar ist und drei Kontaktkrallen 12.3 zur elektrischen Kontaktierung eines Massekontakts eines Energiespeichers aufweist.

Das Kontaktblech 12 kann als ein einfaches Blechformteil ausgebildet sein. Dabei ist die Po- sition des freien Endes 12.2, insbesondere der Kontaktkrallen 12.3, derart ausgelegt, dass die Kontaktkrallen 12.3 im vollständig eingeschobenen Zustand eines elektrischen Energiespei- chers den Massekontakt des Energiespeichers mechanisch vorgespannt kontaktieren. Bezugszeichenliste:

1 Schaltschrank

2 Energiespeichereinschub

3 Nut

4 Schaltschrankseite

5 Montagechassis

5.1 Mittelteil

6 Längsseite

7 Anlageflansch

8 Rahmengestell

8.1 Vertikalstrebe

8.2 Tiefenstrebe

8.3 Breitenstrebe

9 Montageseite

10 Systemlochung

1 1 Masseanschluss

12 Kontaktblech

12.1 Befestigungsabschnitt

12.2 freies Ende

12.3 Kontaktkralle

13 Scharnier

14 Stützabschnitt

15 Seitenteil

16 Rastelement

17 Niet

18 Schaltschranktür

19 Bodenwanne

20 Dachelement

21 Rückwand

x Einschübrichtung