DE9217778U1

DE9217778U1 - Control cabinet heating

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Publication number: DE9217778U1
Application number: DE9217778U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1992-12-29
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2002-12-30

Description

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Franz Eggs
AichtalFranz Eggs
Aichtal

Control cabinet heating

Die Erfindung betrifft eine Schaltschrankheizung mit einem elektrisch beheizbaren Heizkörper und einem damit verbundenen Thermostatgehäuse und mit Befestigungseinrichtungen zum Einbau dieser Teile in einen Schaltschrank. The invention relates to a control cabinet heater with an electrically heatable radiator and a thermostat housing connected thereto and with fastening devices for installing these parts in a control cabinet.

Schaltschrankheizungen dieser Art sind bekannt und dienen dazu, in elektrischen Schaltschränken und Verteilungen die Innentemperatur zu regulieren bzw. derart konstant zu halten, daß die Temperaturbedingungen für die in den Schaltschrank eingebauten Geräte eingehalten werden, so daß deren einwandfreier Betrieb gewährleistet ist. Insbesondere werden Schaltschrankheizungen in Sehaltschränken eingesetzt, die in unbeheizten Räumen oder im Freien aufgestellt werden und dort starken Schwankungen der Außentemperatur ausgesetzt sind. Dabei kann die Temperatur im Inneren eines Schaltschranke, wenn dieser nicht mit einer Schaltschrankheizung ausgestattet ist, so weit absinken, daß bestimmte Halbleiterschaltungen nicht mehr einwandfrei arbeiten. Außerdem können starke und relativ schnelle Temperaturänderungen im Inneren des Schaltschranks zur KondenswasserbildungSwitch cabinet heaters of this type are well known and are used to regulate the internal temperature in electrical switch cabinets and distribution boards or to keep it constant so that the temperature conditions for the devices built into the switch cabinet are maintained, so that their proper operation is guaranteed. In particular, switch cabinet heaters are used in switch cabinets that are installed in unheated rooms or outdoors and are exposed to strong fluctuations in the outside temperature. If the switch cabinet is not equipped with a switch cabinet heater, the temperature inside the switch cabinet can drop so low that certain semiconductor circuits no longer work properly. In addition, strong and relatively rapid temperature changes inside the switch cabinet can lead to the formation of condensation.

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führen und damit die Funktion der eingebauten Schalteinrichtungen gefährden.and thus endanger the function of the installed switching devices.

Bei den bisher verwendeten Schaltschrankheizungen wurden die Heizkörper aus einem elektrisch betriebenen Heizelement und einem zugeordneten Radiator häufig im Dauerbetrieb geschaltet oder über einen Temperaturbegrenzer zum Begrenzen der Schaltschrankinnentemperatur auf einen vorgegebenen Maximalwert gesteuert. Eine direkte Regelung der Innentemperatur in einem Kompaktgerät war dagegen bisher deshalb nicht möglich, weil keine ausreichende, thermische Entkoppelung zwischen dem Heizkörper einerseits und einem Innentemperatur-Regelthermostaten andererseits möglich war, wenn man den Heizwiderstand und den Thermostaten zu einer Baueinheit miteinander verbinden wollte. Aus diesem Grunde wurden der Heizkörper einerseits und der Thermostat andererseits in den Fällen, in denen eine Temperaturregelung angestrebt wurde, an getrennten, relativ weit voneinander entfernten Plätzen des Schaltschranks montiert. Diese Lösung brachte zunächst einmal einen erhöhten Montageaufwand mit sich und verhinderte außerdem ein einfaches, komplettes Auswechseln einer aus Heizkörper und Thermostat bestehenden Schaltschrankheizung. Weiterhin führte die getrennte Montage der beiden Baueinheiten zu einem erhöhten Platzbedarf.In the control cabinet heaters used to date, the heating elements consisting of an electrically operated heating element and an associated radiator were often switched on continuously or controlled by a temperature limiter to limit the temperature inside the control cabinet to a specified maximum value. Direct control of the inside temperature in a compact device was not possible until now because there was no sufficient thermal decoupling between the heating element on the one hand and an inside temperature control thermostat on the other hand if the heating resistor and the thermostat were to be combined to form a single unit. For this reason, in cases where temperature control was required, the heating element on the one hand and the thermostat on the other were mounted in separate, relatively far-apart locations in the control cabinet. This solution initially entailed increased assembly effort and also prevented a simple, complete replacement of a control cabinet heater consisting of a heating element and a thermostat. Furthermore, the separate assembly of the two units resulted in increased space requirements.

Ein weiterer Nachteil der bisher verwendeten bekannten Geräte bzw. Schaltschrankheizungen besteht darin, daß die am Heizkörper erzeugte Wärme über die Befestigungseinrichtungen auf das Schaltschrankgehäuse bzw. eine Montageschiene desselben übertragen wird, so daß sich hinsichtlich benachbarter Geräte, wie z.B. Steuerschaltungen, erhebliche Temperaturprobleme ergeben konnten.A further disadvantage of the known devices or control cabinet heaters used to date is that the heat generated on the heater is transferred via the fastening devices to the control cabinet housing or a mounting rail of the same, so that significant temperature problems could arise with regard to neighboring devices, such as control circuits.

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Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schaltschrankheizung anzugeben, die im Schaltschrank platzsparend und einfach montiert werden kann und bei der eine unerwünschte Wärmeübertragung auf benachbarte Geräte auf ein Minimum reduziert ist.Based on the prior art, the invention is based on the object of specifying an improved control cabinet heater that can be easily installed in the control cabinet in a space-saving manner and in which undesirable heat transfer to neighboring devices is reduced to a minimum.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schaltschrankheizung der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Heizkörper und dem Gehäuse zum Verbinden derselben thermisch isolierende Distanzelemente und eine thermisch isolierende Strahlungsabschirmung vorgesehen sind.This object is achieved in a generic switch cabinet heater of the type specified at the outset according to the invention in that thermally insulating spacer elements and a thermally insulating radiation shield are provided between the heating element and the housing for connecting them.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltschrankheizung besteht dabei darin, daß der Thermostat bzw. das Thermostatgehäuse wegen des Vorhandenseins der isolierenden Distanzelemente und der isolierenden Strahlungsabschirmung direkt miteinander zu einer Baueinheit verbunden werden können, wobei die erfindungsgemäßen Isolationseinrichtungen außerdem dafür sorgen, daß die Wärmeübertragung zu dem Thermostatgehäuse derart gering ist, daß dieses problemlos mit dem Schaltschrankgehäuse verbunden, insbesondere mit einer Montageschiene desselben, verrastet werden kann, ohne daß über die Befestigungseinrichtungen eine unerwünschte Wärmeübertragung zu benachbarten Geräten zu befürchten wäre.An important advantage of the switch cabinet heating according to the invention is that the thermostat or the thermostat housing can be connected directly to one another to form a structural unit due to the presence of the insulating spacer elements and the insulating radiation shielding, whereby the insulation devices according to the invention also ensure that the heat transfer to the thermostat housing is so low that it can be easily connected to the switch cabinet housing, in particular to a mounting rail thereof, without having to fear undesirable heat transfer to neighboring devices via the fastening devices.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Strahlungsabschirmung eine Isolierstoffplatte umfaßt, die über getrennte Sätze von Distanzelementen einerseits mit dem Heizkörper und andererseits mit dem Gehäuse verbunden ist, da bei dieser konstruktiven Ausgestaltung eine Wärmeleitung über die Distanzelemente auf ein Minimum reduziert werden kann, während andererseits dasIt has proven to be particularly advantageous if the radiation shield comprises an insulating plate, which is connected to the radiator on the one hand and to the housing on the other hand via separate sets of spacer elements, since with this structural design, heat conduction via the spacer elements can be reduced to a minimum, while on the other hand the

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Thermostatgehäuse und die dahinter liegenden Teile des Schaltschrankgehäuses durch die Isolierstoffplatte, die auf ihrer dem Heizkörper zugewandten Seite vorzugsweise stark reflektierend, insbesondere verspiegelt, ausgebildet ist, gegen eine Erhitzung durch Strahlungswärme geschützt sind. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die mit dem Heizkörper verbundenen Distanzelemente einerseits und die mit dem Thermostatgehäuse verbundenen Distanzelemente andererseits bezüglich ihrer Befestigungspunkte an der Isolierstoffplatte derart gegeneinander versetzt sind, daß eine direkte Wärmeübertragung von einem Distanzelement zum anderen Distanzelement verhindert wird.The thermostat housing and the parts of the control cabinet housing behind it are protected against heating by radiant heat by the insulating plate, which is preferably highly reflective, in particular mirrored, on the side facing the radiator. It has proven to be particularly advantageous if the spacer elements connected to the radiator on the one hand and the spacer elements connected to the thermostat housing on the other hand are offset from one another with regard to their fastening points on the insulating plate in such a way that direct heat transfer from one spacer element to the other spacer element is prevented.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Distanzelemente als längliche Isolationskörper mit Innengewinde ausgebildet und mit den jeweils benachbarten, miteinander zu verbindenden Bauteilen mittels Schrauben verbunden, deren innere Enden im Inneren des zugeordneten Isolationskörpers einen Abstand voneinander aufweisen, wobei zwischen den inneren Enden der Schrauben vorzugsweise eine isolierende Trennschicht vorgesehen ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner-die Möglichkeit, die Distanzelemente als hohle, hülsenförmige Elemente mit einem Kopf an ihrem einen Ende und mit einer Gewindebohrung an ihrem anderen Ende auszubilden, wobei in dieses Innengewinde bei der Montage eine Schraube eingeschraubt wird, deren Kopf sich an dem jeweils anderen Bauteil abstützt.In an advantageous embodiment of the invention, the spacer elements are designed as elongated insulating bodies with an internal thread and are connected to the adjacent components to be connected to one another by means of screws, the inner ends of which are spaced apart from one another inside the associated insulating body, with an insulating separating layer preferably being provided between the inner ends of the screws. In a further advantageous embodiment of the invention, it is also possible to design the spacer elements as hollow, sleeve-shaped elements with a head at one end and a threaded hole at the other end, with a screw being screwed into this internal thread during assembly, the head of which is supported on the other component.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They show:

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Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Schaltschrankheizung gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a perspective side view of a preferred embodiment of a switch cabinet heater according to the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Schaltsehrankheizung gemäß Fig. 1, wobei der Heizkörper und die Isolationseinrichtungen in Form eines Querschnitts längs der Linie 2-2 in Fig. 1 dargestellt sind;Fig. 2 is a side view of the switch cabinet heater according to Fig. 1, wherein the heating element and the insulation devices are shown in the form of a cross-section along the line 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine an der Wand des Schaltschranks montierte Schaltschrankheizung gemäß Fig. 1; undFig. 3 is a schematic plan view of a control cabinet heater mounted on the wall of the control cabinet according to Fig. 1; and

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der montierten Schaltschrankheizung gemäß Fig. 3.Fig. 4 is a schematic side view of the mounted control cabinet heater according to Fig. 3.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltschrankheizung mit einem Heizkörper 10, der über Isolationseinrichtungen 12 mit einem Thermostatgehäuse 14 verbunden ist, welches seinerseits mit Befestigungseinrichtungen 16 versehen ist, die auf der von dem Heizkörper 10 abgewandten Seite'des Thermostatgehäuses 14 die Befestigung desselben an einer Wand 18 (vgl. Fig. 3 und 4) eines Schaltschranks ermöglichen.In detail, Fig. 1 shows a switch cabinet heater according to the invention with a heating element 10, which is connected via insulation devices 12 to a thermostat housing 14, which in turn is provided with fastening devices 16, which on the side of the thermostat housing 14 facing away from the heating element 10 enable the same to be fastened to a wall 18 (cf. Figs. 3 and 4) of a switch cabinet.

Gemäß Fig. 1 und 2 umfaßt der Heizkörper 10 einen Radiator, der vorzugsweise durch ein Teilstück eines Aluminiumprofils gebildet ist. Der Radiator 20 besitzt auf seiner Außenseite zahlreiche Heizrippen, die einer guten Wärmeübertragung an die Umgebungsluft dienen. In einem Hohlraum 22 im Inneren des Radiators 20 ist ein elektrischer Heizwiderstand (Heizpatrone) 24 angeordnet. Die Anschlußdrähte 26 des Heizwiderstandes 24 sind zwischenAccording to Fig. 1 and 2, the heating element 10 comprises a radiator, which is preferably formed by a section of an aluminum profile. The radiator 20 has numerous heating fins on its outside, which serve to ensure good heat transfer to the ambient air. An electrical heating resistor (heating cartridge) 24 is arranged in a cavity 22 inside the radiator 20. The connecting wires 26 of the heating resistor 24 are connected between

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dem Thermostatgehäuse 14 und dem Radiator 2 0 im Inneren eines Isolierrohrs 28 angeordnet. Das in Fig. 1 und 2 untere Ende des Radiators 20 ist als Montageflansch 30 ausgebildet und im Bereich der Durchführung der Leitungen 26 mit einer Ausfräsung 32 versehen, die das obere Ende des Isolierrohrs 28 derart aufnimmt, daß für die Leitungen 26 die VDE-Schutzbestimmungen erfüllt sind und keine Überwärmung auftritt.the thermostat housing 14 and the radiator 20 are arranged inside an insulating tube 28. The lower end of the radiator 20 in Fig. 1 and 2 is designed as a mounting flange 30 and is provided with a milled recess 32 in the area where the cables 26 pass through, which receives the upper end of the insulating tube 28 in such a way that the VDE safety regulations are met for the cables 26 and no overheating occurs.

Die Isolationseinrichtungen 12 umfassen eine thermisch isolierende Strahlungsabschirmung in Form einer Isolierstoff platte 34, die über einen ersten Satz von thermisch isolierenden Distanzelementen 36 mit dem Flansch 30 des Isolators 20 verbunden ist und über einen zweiten Satz von thermisch isolierenden Distanzelementen 38 mit dem Thermostatgehäuse 14. Beim Ausführungsbeispiel umfassen die isolierenden Distanzelemente 36, 38 jeweils ein buchsenförmiges Isolationselement mit einem Innengewinde, in welches jeweils eine Schraube 40 eingeschraubt ist, während das jeweils gegenüberliegende Ende mit Hilfe eines verdickten Kopfes oder dergleichen an dem Thermostatgehäuse 14 bzw. an der Isolierstoffplatte 34 festgelegt ist.The insulation devices 12 comprise a thermally insulating radiation shield in the form of an insulating plate 34, which is connected to the flange 30 of the insulator 20 via a first set of thermally insulating spacer elements 36 and to the thermostat housing 14 via a second set of thermally insulating spacer elements 38. In the exemplary embodiment, the insulating spacer elements 36, 38 each comprise a bush-shaped insulating element with an internal thread, into which a screw 40 is screwed, while the opposite end is fixed to the thermostat housing 14 or to the insulating plate 34 by means of a thickened head or the like.

Speziell aus Fig. 1 wird deutlich, daß die Befestigungspunkte der Distanzelemente 36, 38 an der Isolierstoffplatte 34 so weit wie möglich gegeneinander versetzt sind, um einen Wärmeübergang von den oberen Distanzelexnenten 36 zu den unteren Distanzelementen 38 dadurch zu erschweren, daß sich zwischen deren Befestigungspunkten jeweils ein Teilstück beträchtlicher Länge der Isolierstoff platte 34 befindet. Auf diese Weise wird zunächst einmal eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung von dem Radiator 20 zu dem Thermostatgehäuse 14 praktisch vollständig verhindert. Außerdem schützt die großflächigeIt is clear from Fig. 1 in particular that the fastening points of the spacer elements 36, 38 on the insulating plate 34 are offset from one another as far as possible in order to make heat transfer from the upper spacer elements 36 to the lower spacer elements 38 more difficult by having a section of considerable length of the insulating plate 34 between their fastening points. In this way, first of all, heat transfer by heat conduction from the radiator 20 to the thermostat housing 14 is practically completely prevented. In addition, the large-area

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Isolierstoffplatte 34 das Thermostatgehäuse 14 und die dahinter bzw. darunter liegenden Teile der Wand 18 des Schaltsehranks gegen Strahlungswärme, so daß auch auf diesem Wege eine Wärmeübertragung unterbunden wird. Aus den Darstellungen gemäß Fig. 3 und 4 wird ferner deutlich, daß bei an der Wand 18 montierter Schaltschrankheizung die durch den beheizten Heizkörper 10 hervorgerufene Luftumwälzung dazu führt, daß zwischen dem Flansch 30 und der Isolierstoffplatte 34 und zusätzlich zwischen der Isolierstoffplatte 34 und der Oberseite des Gehäuses 14 Kühlluftströme gebildet werden, die an den genannten Teilen bzw. Oberflächen zu einer schnellen Abfuhr der allenfalls im Betrieb übertragenen Wärme führen.Insulating plate 34 protects the thermostat housing 14 and the parts of the wall 18 of the switch cabinet behind or underneath it against radiant heat, so that heat transfer is also prevented in this way. From the illustrations according to Fig. 3 and 4 it is also clear that when the switch cabinet heater is mounted on the wall 18, the air circulation caused by the heated radiator 10 leads to cooling air flows being formed between the flange 30 and the insulating plate 34 and also between the insulating plate 34 and the top of the housing 14, which lead to a rapid dissipation of any heat transferred during operation on the parts or surfaces mentioned.

Tatsächlich konnte bei Versuchen in der Praxis nachgewiesen werden, daß bei montierter Schaltschrankheizung gemäß der Erfindung in der anhand von Fig. 3 und 4 erläuterten Weise im Betrieb bei einer Heizkörpertemperatur von 16O⁰C keine meßbare Erwärmung des Thermostatgehäuses 14 über die angestrebte Innentemperatur des Schaltschranks hinaus erfolgt.In fact, it has been demonstrated in practical tests that when the switch cabinet heater according to the invention is mounted in the manner explained with reference to Figs. 3 and 4, no measurable heating of the thermostat housing 14 beyond the desired internal temperature of the switch cabinet occurs during operation at a radiator temperature of 16O ⁰ C.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel ist im Inneren des mit Lüftungsschlitzen 42 versehenen Thermostatgehäuses 14 ein Thermostat (nicht gezeigt) eingebaut, der über eine beispielsweise mittels eines Schraubenziehers einstellbare Stelleinrichtung 44 auf den gewünschten Temperaturwert einstellbar ist, wobei die Stelleinrichtung 44 eine Marke aufweisen kann, die gegenüber einer Skala 46 an der Oberseite des Thermostatgehäuses 14 in die gewünschte Position gebracht werden kann. Die Stellwelle bzw. Stelleinrichtung 44 ist bei montiertem Heizkörper 10 neben den Isoliereinrichtungen 12 frei zugänglich. In the exemplary embodiment under consideration, a thermostat (not shown) is installed inside the thermostat housing 14 provided with ventilation slots 42, which can be set to the desired temperature value using an adjusting device 44 that can be adjusted using a screwdriver, for example, whereby the adjusting device 44 can have a mark that can be brought into the desired position relative to a scale 46 on the top of the thermostat housing 14. The adjusting shaft or adjusting device 44 is freely accessible next to the insulating devices 12 when the radiator 10 is installed.

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Mit Hilfe der Befestigungseinrichtungen 16, die in Fig. 1 als Befestigungsklipps 16 dargestellt sind, kann das Thermostatgehäuse 14 und damit die komplette Schaltschrankheizung als Baueinheit mit einer Rastschiene 48 an der Wand 18 des Schaltschranks neben anderen Geräten (nicht gezeigt) zwischen parallel zu der Rastschiene verlaufenden Kabelkanälen 50 angebracht werden.With the help of the fastening devices 16, which are shown in Fig. 1 as fastening clips 16, the thermostat housing 14 and thus the complete control cabinet heater can be attached as a structural unit with a locking rail 48 to the wall 18 of the control cabinet next to other devices (not shown) between cable ducts 50 running parallel to the locking rail.

Aufgrund der vorstehenden Beschreibung wird -deutlich, daß die Strahlungswärme bei der erfindungsgemäßen Schaltschrankheizung dann besonders wirksam von dem Thermostatgehäuse 14 und der Isolierstoffplatte 34 selbst ferngehalten werden kann, wenn die dem Heizkörper 10 zugewandte Oberfläche der Isolierstoffplatte 34 gut reflektierend ausgebildet und insbesondere verspiegelt ist, beispielsweise durch Aufkaschieren bzw. Aufdampfen einer Aluminiumschicht. Ferner wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, daß der Kern der vorliegenden Erfindung in speziell ausgebildeten Isolationseinrichtungen zwischen dem Heizkörper und dem Thermostat zu sehen ist, wobei sich für die Ausgestaltung und Anordnung der Distanzelemente und der insbesondere einen Reflektor bildenden Strahlungsabschirmung zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen bieten, ohne daß dabei der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden müßte.Based on the above description, it is clear that the radiant heat in the switch cabinet heating according to the invention can be kept particularly effectively away from the thermostat housing 14 and the insulating plate 34 itself if the surface of the insulating plate 34 facing the heating element 10 is designed to be highly reflective and in particular is mirrored, for example by laminating or vapor-depositing an aluminum layer. Furthermore, it is clear from the above description that the core of the present invention can be seen in specially designed insulation devices between the heating element and the thermostat, with numerous possibilities for changes and/or additions being offered for the design and arrangement of the spacer elements and the radiation shield, which in particular forms a reflector, without having to abandon the basic idea of the invention.

Claims

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1. Switch cabinet heating with an electrically heatable heating element and a thermostat housing connected thereto and with fastening devices for installing these parts in a switch cabinet, characterized in that between the heating element

(10) and the housing (14) for connecting the same, thermally insulating spacer elements (36, 38) and a thermally insulating radiation shield (34) are provided.

2. Switch cabinet heater according to claim 1, characterized in that the radiation shield comprises an insulating plate (34) which is connected via separate sets of spacer elements (36, 38) on the one hand to the heating element (10) and on the other hand to the housing (14).

3. Switch cabinet heater according to claim 2, characterized in that the spacer elements (36) of one set of spacer elements are offset from the spacer elements (38) of the other set of spacer elements.

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4. Switch cabinet heater according to claim 2 or 3, characterized in that the spacer elements (36, 38) are designed as elongated insulating bodies with internal thread and are connected to the adjacent components (10, 14) to be connected to one another by means of screws (40), the inner ends of which are spaced apart from one another in the interior of the associated insulating body.

5. Switch cabinet heater according to claim 4, characterized in that an insulating separating layer is provided in the interior of the insulating bodies (36, 38) between the inner ends of the screws (40).

6. Switch cabinet heater according to claim 2, characterized in that the surface of the radiation shield (34) facing the heating element (10) is designed to be reflective.