Schaltschrank

Schaltschrank in typischer Anordnung neben einer Werkzeugmaschine

Ein Schaltschrank beherbergt die elektrischen und elektronischen Komponenten einer verfahrenstechnischen Anlage, einer Werkzeugmaschine oder Fertigungseinrichtung, die sich nicht direkt in der Maschine (z. B. Sensoren) befinden.

Aufbau und Fertigung

Klemmenkasten (kleiner Schaltschrank)

Im einfachsten Fall enthält er nur Klemmen zum übersichtlichen elektrischen Verbinden verschiedener Komponenten einer Anlage (Klemmkasten, Verteilerkasten). Bei einem geschlossenen Schrank ist die zufällige und unbeabsichtigte Berührung spannungsführender Bauteile ausgeschlossen; Schränke, die im Inneren berührbare Teile mit gefährlichen Spannungen enthalten, sind nur mit Werkzeugen (Schaltschrankschlüssel, Drei- oder Vierkantschlüssel) zu öffnen.

Die Fertigung erfolgt bei gängigen Baugrößen durch Schaltschrankhersteller oder bei Sonderbauformen auch durch den Maschinenhersteller selbst. Der Innenaufbau findet in einer Elektrowerkstatt statt. Der fertige Schaltschrank besitzt Steckverbindungen (Strom, Medien), sodass er als Transporteinheit geliefert werden kann.

Funktion

Folgende Funktionen soll ein Leergehäuse den elektrischen bzw. elektronischen Betriebsmitteln bieten:

• für die Komponenten im Innenraum:
  • Schutz vor Staub und Wasser (Schutzart, IP-Schutzklassen nach DIN EN 60529)
  • Halterung und Strukturierung des Innenaufbaus (z.B. Tragschienen, Montageplatte, Unterteilung in Leistungs- und Steuerungsbereiche)
  • Schutz vor Überhitzung (Schaltschrankklimatisierung)
  • Schutz vor Elektromagnetischer Beeinflussung (EMV)
  • Schutz gegen mechanische Einflüsse, Vandalismus und Erdbeben (Schränke mit zusätzlichen Streben)
• für die Umgebung:
  • Abschirmung elektromagnetischer Emissionen
  • Schutz gegen das Berühren gefährlicher Spannungen (Schutzklassen: Schutzerdung oder Schutzisolation)
  • Brandschutz (Speziallösungen für Entrauchungsanlagen)

Manche Schaltschränke besitzen ein Fenster zum Ablesen / Erkennen von Schaltzuständen oder Messwerten.

Viele Schaltschränke besitzen außen einen Not-Aus-Taster und/oder einen geeigneten Hauptschalter zur Stilllegung der zugehörigen Maschine im Gefahrenfall.

Bauarten

Schaltschrank mit Bedienfeld

Schaltschrank Signalbau Huber BTC5000 für das urbane Verkehrsmanagement (LZA)

Schaltschränke werden - je nach Anwendung - aus lackiertem Stahlblech, Kunststoff (z.B. bei Aufstellung im Außenbereich) oder Aluminiumblech gefertigt.

Standardfarbe bei lackierten Schaltschränken ist zurzeit RAL 7035 (lichtgrau), nachdem zuvor RAL 7032 (kieselgrau) eingesetzt wurde.

Für korrosive Umgebungsbedingungen sowie Pharmazie- und Lebensmittelbetriebe werden auch Schränke aus Edelstahl gefertigt, die in der Regel nicht lackiert werden.

Folgende Bauformen sind üblich:

• Stand-Schaltschrank: Einzeln stehendes Gehäuse mit einer oder zwei Türen, oft mit Rollen
• Anreih-Schaltschrank: Einzelelemente ohne Seitenwände, Kabel und Leitungen lassen sich intern über die Elemente hinweg verlegen. An den Enden der zusammengeschraubten Schaltschränke können Wände angebracht werden. Bei modernen Anreihschaltschränken lassen sich zur Kabelverlegung die vorderen Standpfosten herausnehmen.
• Klemmenkasten (beliebige Montage)
• Wandgehäuse (Wandmontage)
• mit inneren Schwenkrahmen, damit zusätzliche Montageflächen zur besseren Raumausnutzung vorhanden sind

Schaltschränke werden auch mit bereits vormontierten oder beigelegten Zusatzkomponenten geliefert:

• Ventilatoren, Filterlüfter, Kühlluftöffnungen (Schlitze, Gitter oder abgesetztes Dach)
• Wärmetauscher
• Kühlaggregate (ermöglichen die Kühlung bei dichtem Gehäuse)
• Innenbeleuchtung
• Standfüße oder Rollen

Weitere Optionen sind z.B. Schlösser und transparente Türen.

Dimensionen

SPS Fabrikat Allen Bradley in einem 800 mm breiten Schaltschrank

Typisch für Schaltschränke sind folgende Größen

Standschaltschrank

Höhe: 1800, 2000, 2200 mm

Tiefe: 400, 500, 600, 800 mm

Breite: 600, 800, 1000, 1200 mm

in den entsprechenden Kombinationen.

• 800 x 600 mm x 300 Wandschrank
• 1200 x 800 mm x 300 Wandschrank

Häufig besitzen Schaltschränke mit Breiten um 600 mm innen seitliche Gewindelaschen oder Träger zum Einsetzen von Käfigmuttern für das Einsetzen von 19-Zoll-Einschüben oder Baugruppenträgern. Solche Schaltschränke werden auch Rack genannt.

Literatur

• Theodor Schmelcher: Handbuch der Niederspannung, Projektierungshinweise für Schaltgeräte Schaltanlagen und Verteiler. 1. Auflage, Siemens Aktiengesellschaft (Abt. Verlag), Berlin und München, 1982, ISBN 3-8009-1358-5
• Ernst Hörnemann, Heinrich Hübscher: Elektrotechnik Fachbildung Industrieelektronik. 1 Auflage. Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig, 1998, ISBN 3-14-221730-4

Siehe auch

Kabelverschraubung, Klemmleiste, Leitstand