TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank für elektrische und elektronische Bauteile. Die Bauteile können insbesondere einen Wechselrichter ausbilden und der Schaltschrank kann insbesondere Gleichstrom- und Wechselstromanschlüsse umfassen. Der Schaltschrank weist eine Tür auf, die den Schaltschrank einerseits sicher gegenüber der Umwelt verschließt und andererseits bedarfsweise Zugang zu den Bauteilen innerhalb des Schaltschranks ermöglicht.

STAND DER TECHNIK Ein Schaltschrank für ein elektrisches Gerät mit elektrischen und elektronischen Bauteilen erfüllt verschiedene Funktionen. Insbesondere schützt der Schaltschrank die Bauteile vor Umwelteinflüssen und muss daher regelmäßig, insbesondere während eines Normalbetriebs der durch die Bauteile gebildeten Vorrichtung im Schaltschrank möglichst dicht verschlossen sein. Dazu kann ein Schaltschrank einen Rahmen und an dem Rahmen befestigte Wände aufweisen. In einer Wand des Schaltschranks kann ein Zugang zum Inneren des Schaltschranks vorgesehen sein, der durch eine Klappe oder Tür verschlossen ist. Die Tür kann beispielsweise für Installations-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten geöffnet werden, wobei die Tür gegen unbefugtes Öffnen gesichert sein kann. Die Bauteile innerhalb des Schaltschranks sind im Betrieb verschiedenen Einflüssen ausgesetzt, die eine Alterung der Bauteile bewirken, beispielsweise thermische Belastungen durch Bestromung der Bauteile, und im Extremfall Defekte einzelner Bauteile hervorrufen können, beispielsweise durch Überspannungen an den Gleichstrom- und/oder den Wechselstromanschlüssen.

Ein solcher Defekt kann dazu führen, dass ein Bauteil, beispielsweise ein Kondensator, explodiert und einen Überdruck innerhalb des Schaltschranks erzeugt. Auch ein durch eine Überspannung erzeugter Lichtbogen im Inneren des Schaltschranks kann einen Überdruck erzeugen. Unter der oben genannten Voraussetzung, dass der Schaltschrank dicht geschlossen ist, kann eine explizite Möglichkeit zur Druckentlastung, das heißt zum Abbau dieses Überdrucks vorgesehen sein.

Aus der DE4135850A1 ist eine Mittelspannungsnetzstation zur Aufnahme von Bauteilen wie Transformatoren und Schaltanlagen bekannt. Bei dieser Mittelspannungsnetzstation wirkt ein Seitenteil, insbesondere eine Wand oder eine Tür als Ventildeckel, indem das entsprechende Seitenteil über eine Schraube an Auflagewinkeln an einem Rahmen der Station befestigt ist, wobei die Schraube fest an dem Seitenteil befestigt und gegenüber dem Auflagewinkel beweglich ist, so dass das Seitenteil gegenüber dem Auflagewinkel und damit gegenüber dem Rahmen abheben kann. Dabei begrenzt der Schraubenkopf den Abstand des Seitenteils gegenüber dem Auflagewinkel, und eine Druckfeder bewirkt eine Rückstellkraft gegenüber dem Auflagewinkel, die das Seitenteil in eine geschlossene Normallage zieht.

Aus der DE20019247U1 ist ein Vorreiberverschluss für eine Tür, insbesondere für eine Tür eines Schaltschranks bekannt, wobei der Vorreiberverschluss ein an der Tür befestigtes Gehäuse und eine in dem Gehäuse drehbare und längsverschiebbare Betätigungswelle aufweist. Zwischen der Betätigungswelle und dem Gehäuse ist ein federndes Bauteil angeordnet, so dass das Gehäuse und damit die Tür sich auch im an sich verschlossenen Zustand von dem Schaltschrank abheben kann.

Die US20070163648A1 offenbart ein Gehäuse mit einer Klappe, die mit Scharnieren an dem Gehäuse befestigt ist. Die Klappe wird mittels einer außenliegenden Schraube verschlossen, die an der den Scharnieren gegenüberliegenden Seite an der Klappe angeordnet ist, wobei die Schraube in das Gehäuse geschraubt wird und sich die Klappe gegenüber der Schraube bewegen kann. Im verschlossenen Zustand wird die Klappe dabei von einer zwischen Schraubenkopf und Klappe angeordneten Feder an das Gehäuse gepresst.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltschrank bereitzustellen, der gegenüber dem genannten Stand der Technik verbessert ist und mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine definierte Druckentlastung im Falle eines Überdrucks im Inneren des Schaltschranks gewährleistet, wobei der Schaltschrank nach dem Eintritt einer Druckentlastung weiterhin gegenüber äußeren Eingriffen verschlossen ist.

LÖSUNG

Die Aufgabe wird durch einen Schaltschrank mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein erfindungsgemäßer Schaltschrank mit einer Tür, die an einer Seite des Schaltschranks angeordnet ist, weist ein Druckentlastungselement auf, das im Inneren des Schaltschranks an einem Rahmen oder einer Wand des Schaltschranks angeordnet und lösbar mit der Tür verbindbar ist. Der Schaltschrank ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckentlastungselement ein mit dem Rahmen oder der Wand des Schaltschranks verbundenes Basiselement, ein lösbar mit der Tür verbindbares und relativ zum Basiselement bewegliches Gegenstück, ein Begrenzungselement zur Begrenzung eines Abstandes zwischen Basiselement und Gegenstück, sowie ein Federelement umfasst. Das Federelement ist derart zwischen dem Basiselement und dem Gegenstück angeordnet, dass durch das Federelement eine Rückstellkraft auf die Tür ausgeübt wird, so dass die Tür im geschlossenen Zustand gehalten wird, wenn das Gegenstück mit der Tür verbunden ist.

Das Druckentlastungselement erfüllt somit verschiedene Funktionen. Zum einen gewährleistet es mittels der Rückstellkraft des Federelements, dass die Tür geschlossen gehalten wird, wenn das Gegenstück mit der Tür verbunden ist. Zum anderen ist durch die Beweglichkeit des Gegenstücks relativ zum Basiselement gewährleistet, dass sich die Tür im Falle eines Überdrucks im Inneren des Schaltschranks öffnen kann, um den Überdruck abzubauen, wobei die Begrenzungselemente den Abstand zwischen Tür und Rahmen des Schaltschranks begrenzen und damit unter anderem verhindern, dass die Federelemente überdehnt werden oder sich die Tür oder sonstige an der Tür befestigte Teile durch die Öffnung der Tür verkanten oder verkeilen. Sobald der Überdruck abgebaut ist, kehrt die Tür mithilfe der Federelemente wieder in seine Ausgangslage zurück und ist gegen äußere Eingriffe verschlossen, wobei die Tür regulär geöffnet werden kann, z.B. zur Inbetriebnahme oder Wartung, indem die Verbindung zwischen Gegenstück und Tür gelöst wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Tür mittels Scharnieren schwenkbar am Schaltschrank angeordnet, wobei das Druckentlastungselement an einer den Scharnieren gegenüberliegenden Kante der Tür angeordnet ist und das Begrenzungselement einen Öffnungswinkel der Tür begrenzt. Mittels der Scharniere kann die Tür einerseits einfach aufgeschwenkt werden, um das Innere des Schaltschranks zu erreichen. Andererseits wird durch die Anordnung des Druckentlastungselements an einer Kante der Tür, die den Scharnieren gegenüberliegt, gewährleistet, dass sich die Tür zur Druckentlastung definiert an dieser Kante um einen Spalt öffnet, wobei die Begrenzung des entsprechenden Öffnungswinkels weiter zur Stabilität des Schaltschranks beiträgt.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Bewegung des Gegenstücks relativ zum Basiselement durch eine starre Verriegelung verhindert, so dass der Schaltschrank im Normalbetrieb einer im Inneren des Schaltschranks angeordneten elektrischen Vorrichtung dicht verschlossen ist, wobei die Verriegelung eine Sollbruchstelle aufweist, so dass die Verriegelung durch einen Überdruck innerhalb des Schaltschranks lösbar ist. Durch die starre Verriegelung kann ein dichter, insbesondere ein wasser- und/oder luftdichter Verschluss der Tür gewährleistet werden, solange sich die elektrische Vorrichtung im Inneren des Schaltschranks im Normalbetrieb befindet. Im Falle eines Überdrucks im Inneren kann die Verriegelung an der Sollbruchstelle durch aufgrund des Überdruck auf die Tür wirkende Kräfte gelöst werden, beispielsweise indem die Sollbruchstelle aufbricht oder verbiegt, so dass sich die Tür zum Abbau des Überdrucks öffnen kann, soweit es die Begrenzungselemente erlauben.

Das Gegenstück des Druckentlastungselements kann als Schlitten ausgeführt sein, der eine lineare Bewegung senkrecht zur Ebene der Tür im geschlossenen Zustand ausführen kann. Dabei kann eine Amplitude der linearen Bewegung des Schlittens relativ zum Basiselement durch das Begrenzungselement begrenzt werden. Durch die lineare Bewegung wird ein Freiheitsgrad für die Öffnung der Tür definiert, so dass die Tür sich im Falle eines Überdrucks nicht etwa irgendwohin, sondern definiert in Richtung dieses Freiheitsgrades öffnet und insbesondere nicht verdreht und/oder im Rahmen des Schaltschranks verkeilt.

In einer Ausführungsform umfasst das Federelement mindestens eine Zugfeder, die eine Zugkraft zwischen dem Gegenstück und dem Basiselement oder dem Rahmen ausübt und das Gegenstück an das Basiselement bzw. an den Rahmen heranzieht. Eine Zugfeder kann besonders einfach ausgelegt und montiert werden, beispielsweise indem sie endseitige Haken aufweist, die in entsprechende Ösen am Gegenstück und am Basiselement bzw. am Rahmen eingehängt werden.

Das Begrenzungselement kann insbesondere ein Band oder ein Seil umfassen, dessen erstes Ende an dem Gegenstück und dessen zweites Ende an dem Basiselement oder dem Rahmen befestigt sind. Als Begrenzungselemente eignen sich beispielsweise Drahtgeflechte, insbesondere herkömmliche Erdungsbänder, und Bänder oder Seile aus Stahl oder Kunststoff.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Tür des Schaltschranks im Normalbetrieb zusätzlich durch mindestens ein Verschlusselement verschlossen, wobei eine Haltekraft des mindestens einen Verschlusselements derart ausgeführt ist, dass das Verschlusselement durch einen Überdruck innerhalb des Schaltschranks aufbrechbar ist. Das mindestens eine Verschlusselement kann an einer Kante der Tür angeordnet sein, die senkrecht zu der Kante orientiert ist, an der das Druckentlastungselement angeordnet ist. Bevorzugt weist das mindestens eine Verschlusselement dabei eine Haltekraft auf, die geringer ist als die Festigkeit der Sollbruchstelle der Verriegelung des Druckentlastungselements. In dieser Ausführungsform dient das mindestens eine zusätzliche Verschlusselement, das beispielsweise als Vorreiber ausgeführt sein kann, als eigentlicher Schließmechanismus der Tür. Wenn mehrere Verschlusselemente entlang des Umfangs der Tür angeordnet sind, insbesondere an den Kanten der Tür, die weder Druckentlastungselemente noch Scharniere aufweisen, können diese Verschlusselemente einerseits den Schaltschrank im Normalbetrieb dicht verschließen. Andererseits können die Verschlusselemente derart ausgelegt sein, dass im Falle eines Überdrucks im Inneren des Schaltschranks ihre Haltekraft überwunden wird, insbesondere kurz vor oder gleichzeitig mit dem Aufbrechen der etwaig vorhandenen Sollbruchstelle der Verriegelung des Druckentlastungselements, so dass die Druckentlastung durch ein kurzzeitiges Öffnen der Tür möglich ist.

Darüber hinaus kann das mindestens eine Verschlusselement in Wirkverbindung mit dem Druckentlastungselement stehen, so dass ein Öffnen und/oder ein Schließen des mindestens einen Verschlusselements ein Trennen bzw. ein Verbinden des Gegenstücks des Druckentlastungselements von/mit der Tür, des Gegenstücks von/mit dem Basiselement oder des Basiselements von/mit der Wand oder dem Rahmen des Schaltschranks bewirkt. Beispielsweise kann ein Vorreiber durch eine Drehbewegung entriegelt und diese Drehbewegung über eine Hebelmechanik auf die lösbare Verbindung des Druckentlastungselements übertragen werden. Damit wird ein einfaches Öffnen der Tür für Installations-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten ermöglicht.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Schaltschranks, Fig. 2 zeigt eine Detailansicht aus dem Inneren eines erfindungsgemäßen Schaltschranks und

Fig. 3 zeigt ein Druckentlastungselement für einen erfindungsgemäßen Schaltschrank. FIGURENBESCHREIBUNG

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Schaltschranks 1 mit einer Bodenplatte 2, Seitenwänden 3, einem Deckel 4 und einer Vorderseite 5. Die Vorderseite 5 ist unterteilt in eine Tür 5a und eine feststehende Blende 5b. Die Tür 5a ist mittels Scharnieren 6 schwenkbar am Deckel 4 oder an einem hier nicht dargestellten innenliegenden Rahmen 9 (siehe Fig. 2) des Schaltschranks 1 befestigt. In einem geöffneten Zustand der Tür 5a ist das Innere des Schaltschranks 1 zugänglich, beispielsweise für Installations-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten. In einem geschlossenen Zustand dichtet die Tür 5 den Schaltschrank 1 gegenüber der Umwelt ab. Die Tür 5a kann mittels Verschlusselementen 7 verschlossen werden, wobei die Verschlusselemente 7 beispielsweise als Vorreiber ausgeführt sein können, die eine lösbare Verbindung der Tür 5a mit dem innenliegenden Rahmen 9 des Schaltschranks 1 herstellen. Die Tür 5a kann weiterhin über Druckentlastungselemente 8 mit dem innenliegenden Rahmen 9 oder der feststehenden Blende 5b verbunden werden. In der in Fig. 1 dargestellten Konfiguration mit obenliegenden Scharnieren 6 kann die Tür 5a nach oben aufschwenken, wenn alle weiteren Verbindungen mit dem innenliegenden Rahmen, den Seitenwänden 3 und der feststehenden Blende 5b gelöst sind. Selbstverständlich können die Scharniere 6 alternativ an einer der Seitenkanten oder an der Unterkante der Tür 5a angeordnet sein; die folgenden Ausführungen gelten dann entsprechend.

Die in den Figuren 2 und 3 näher darstellten Druckentlastungselemente 8 können insbesondere an einer den Scharnieren 6 gegenüberliegenden Kante der Tür 5a angeordnet sein. Ein Aufschwenken der Tür 5a insbesondere aufgrund eines Überdrucks im Inneren des Schaltschranks 1 ist selbst dann noch möglich, wenn die Verschlusselemente 7 und die Druckentlastungselemente 8 im Normalbetrieb dicht verschließen, indem Haltekräfte der Verschlusselemente 7 überwunden sowie Sollbruchstellen an Verriegelungen 13 der Druckentlastungselemente 8 aufgebrochen werden (vergleiche Figuren 2 und 3), so dass sich die Kante der Tür 5a, an der die Druckentlastungselemente 8 angeordnet sind, so weit vom innenliegenden Rahmen bzw. von der Ebene der feststehenden Blende 5b entfernen kann, wie es Begrenzungselemente 14 der Druckentlastungselemente 8 zulassen.

Fig. 2 zeigt eine Detailansicht aus dem Inneren des Schaltschranks 1 mit einem Druckentlastungselement 8 aus Fig. 1 im eingebauten Zustand bei geschlossener Tür 5a. Das Druckentlastungselement 8 ist an dem innenliegenden Rahmen 9 des Schaltschranks 1 und an der Tür 5a des Schaltschranks 1 befestigt. Insbesondere weist das Druckentlastungselement 9 ein Basiselement 1 1 auf, das an dem innenliegenden Rahmen 9 befestigt ist, sowie ein Gegenstück 12, das an der Tür 5a befestigt ist. Insbesondere die Verbindung zwischen dem Gegenstück 12 und der Tür 5a kann lösbar gestaltet sein, so dass die Tür 5a geöffnet werden kann, nachdem die Verbindung zwischen Gegenstück 12 und Tür 5a gelöst wurde.

Grundsätzlich kann das Gegenstück 12 gegenüber dem Basiselement 1 1 beweglich ausgeführt sein. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist diese Bewegung jedoch zunächst durch eine Verriegelung 13 blockiert, indem die Verriegelung 13 als Lasche ausgeführt ist, wobei ein Ende der Lasche fest mit dem Gegenstück 12 verbunden ist, während das andere Ende der Lasche abgewinkelt ist und in einen Schlitz im Basiselement 1 1 eingreift. Ein Abstand zwischen dem Basiselement 1 1 und dem Gegenstück 12 ist durch ein Begrenzungselement 14 begrenzt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Begrenzungselement 14 als Band oder streifenförmiges Blech ausgeführt, wobei ein Ende des Begrenzungselements 14 an dem Basisstück 1 1 und das andere Ende am Gegenstück 12 befestigt ist. Im Normalbetrieb bei geschlossener Tür 5a ist das Begrenzungselement 14 länger als ein geometrischer Abstand zwischen den Befestigungspunkten des Begrenzungselements 14 an Basiselement 1 1 und Gegenstück 12. Das Begrenzungselement 14 kann aus verschiedenen Materialien bestehen, beispielsweise aus Stahl (Stahlgeflecht, Stahlblech oder ähnliches) oder (glasfaserverstärktem) Kunststoff, es kann verschiedene Formen aufweisen, beispielsweise bandförmig oder seilförmig, und es kann an verschiedenen Positionen angeordnet sein, insbesondere (wie in Fig. 2 dargestellt) seitlich an beiden Seiten des Druckentlastungselements 8 oder alternativ oben oder unten am Druckentlastungselement 8.

Das Druckentlastungselement 8 umfasst ein Federelement 15, das zwischen dem Basiselement 1 1 und dem Gegenstück 12 angeordnet ist. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind zwei Federelemente 15 vorgesehen und als Zugfedern ausgebildet, die endseitig Haken aufweisen, die in entsprechende Ösen im Basiselement 1 1 und im Gegenstück 12 eingreifen. Im Normalbetrieb mit geschlossener Tür 5a ist das Federelement 15 nicht oder zumindest sehr wenig im Vergleich zu seiner Maximalauslenkung ausgelenkt. Daher übt das Federelement 15 auch bei entriegelter oder abwesender Verriegelung 13 keine oder nur eine geringe Kraft zwischen Basiselement 1 1 und Gegenstück 12 und damit auf die Tür 5a aus, sofern die Tür 5a verschlossen ist und an dem Rahmen 9 anliegt. Zum Aufschwenken der Tür 5a muss jedoch eine Rückstellkraft des Federelements 15 überwunden werden, und die Tür 5a wird in die geschlossene Lage zurückgezogen, wenn keine Kraft von außen an der Tür 5a zieht oder von innen auf die Tür 5a drückt.

Die Tür 5a kann weitere Verschlusselemente 7 aufweisen, die die Tür 5a im Normalbetrieb in einer geschlossenen Position halten. In der Ausführungsform gemäß Fig 1 sind diese Verschlusselemente 7 als Vorreiber ausgeführt, die an der Tür 5a befestigt sind und Laschen aufweisen, die durch von außen angesetzte Drehbewegungen hinter den Rahmen 9 des Schaltschranks 1 bzw. hinter eine hier nicht dargestellte Seitenwand 3 greifen. Diese Verschlusselemente weisen eine gegebene begrenzte Haltekraft auf, d.h. die Verschlusselemente 7 können durch eine ausreichend große nach außen auf die Tür 5a wirkende Kraft derart verformt werden oder brechen, dass sie keinen Verschluss der Tür 5a mehr bewirken. Fig. 3 zeigt das Druckentlastungselement 8 aus einer anderen Perspektive in einem nicht eingebauten Zustand. Im Falle eines Überdrucks im Inneren des Schaltschranks 1 , beispielsweise hervorgerufen durch einen Defekt eines elektrischen Bauteils oder einen Lichtbogen, bewirkt der Überdruck eine nach außen wirkende Kraft auf die Tür 5a (hier nicht dargestellt, vergleiche Fig. 2) und damit auf das mit der Tür 5a verbundene Gegenstück 12 des Druckentlastungselements 8. Wenn diese nach außen wirkende Kraft die Rückstellkraft des Federelements 15 übersteigt, entfernt sich das Gegenstück 12 vom Basiselement 1 1 und die Tür 5a öffnet sich, indem sich ein Spalt zwischen der Unterkante der Tür 5a und dem Rahmen 9 auftut. Sofern die Verriegelung 13 vorhanden ist und das Gegenstück 12 mit dem Basiselement 1 1 verbindet, muss zusätzlich zunächst die Haltekraft der Verriegelung 13 überwunden werden, bevor das Gegenstück 12 gegenüber dem Basiselement 1 1 beweglich wird und die Rückstellkraft des Federelements 15 zum Öffnen überwunden werden muss. Die Verriegelung 13 weist bevorzugt eine Sollbruchstelle auf, wobei eine Festigkeit der Sollbruchstelle derart gewählt werden kann, dass sie in der Größenordnung der Haltekräfte der etwaigen weiteren Verschlusselemente 7 gemäß Fig. 1 liegt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Tür 5a einerseits im Normalbetrieb bei Normaldruck im Inneren des Schaltschranks 1 durch die Verschlusselemente 7 und gegebenenfalls durch die Verriegelung 13 des Druckentlastungselements 8 sicher geschlossen bleibt, und dass sich die Tür 5a andererseits im Falle eines gegebenenfalls schlagartig auftretenden Überdrucks im Inneren des Schaltschranks 1 öffnen kann, indem die Sollbruchstelle der Verriegelung 13 aufbricht und die Haltekräfte der Verschlusselemente 7 überwunden werden. In jedem Fall kann sich die Tür 5a jedoch nur soweit öffnen, bis die Bewegung des Gegenstücks 12 gegenüber dem Basiselement 1 1 durch die Begrenzungselemente 14 begrenzt wird. Die Begrenzungselemente 14 werden dabei bevorzugt so ausgelegt, dass die sich im Falle eines Überdrucks ergebende Öffnung der Tür 5a ausreicht, um den Überdruck im Inneren des Schaltschranks 1 abzubauen, so dass sich die Tür 5a nach Abbau des Überdrucks aufgrund der Rückstellkraft der Federelemente 15 wieder schließt. Im Anschluss an eine derartige Druckentlastung wird die Tür 5a jedoch nur noch durch die Federelemente 15 geschlossen gehalten, wobei die effektive Schließkraft der Federelemente 15 ausreicht, um die Tür 5a nicht offen stehen zu haben, wobei auch äußere Umwelteinflüsse wie beispielsweise Windböen die Tür 5a nicht öffnen; zudem ist ein Berührungsschutz der elektrischen und elektronischen Bauteile im Inneren des Schaltschranks 1 gegeben, während eine im Normalbetrieb des Schaltschranks 1 etwaig geforderte Dichtheit der Tür 5a alleine durch die Rückstellkraft der Federelemente 15 jedoch nicht zwingend gewährleistet sein muss. BEZUGSZEICHENLISTE

Schaltschrank

Bodenplatte

Seitenwand

Deckel

Vorderseite

a Tür

b Blende

Scharnier

Verschlusselement

Druckentlastungselement

Rahmen

1 Basiselement

2 Gegenstück

3 Verriegelung

4 Begrenzungselement

5 Federelement