DE3742763A1 - Stapelbares gehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein stapelbares Gehäuse mit mehreren Rahmen, von denen jeder eine elektrische Schal­ tungsbaugruppe aufnimmt und zumindest zum Teil aus einem gut wärmeleitfähigen Material besteht und mit wärmeerzeu­ genden Bauelementen der Schaltungsbaugruppe wärmeleitend verbunden ist, wobei der gesamte Rahmen mindestens zwei Flächen aufweist, die den zugewandten Flächen von beid­ seitig benachbarten gleichartigen Rahmen angepaßt sind.

Ein derartiges Gehäuse ist bekannt aus der DE-OS 29 40 903. Dabei besteht jeder Rahmen aus zwei Teilen, von denen der eine Teil aus Isolierstoff besteht und den wesentlichen Rand des Rahmens bildet, während der andere Teil aus wärmeleitendem Material besteht, auf dem die Bauelemente der Schaltungsbaugruppe angebracht sind und der an einer Seite des Rahmens herausragt, um Wärme abgeben zu können. An diesem herausragenden Teil kann auch eine weitere wärmeableitende Einrichtung befestigt sein.

Durch den Aufbau jedes Rahmens aus zwei Teilen ist der Zusammenbau mehrerer Rahmen zu einem Gehäuse umständlich. Außerdem werden häufig elektrische Schaltungsbaugruppen verwendet, die Hochfrequenzenergie erzeugen und ab­ strahlen. Letzteres ist häufig unerwünscht, zum einen, weil die abgestrahlte Energie andere, außerhalb des Gehäuses angeordnete elektrische Geräte stören kann, zum anderen, weil die elektrischen Schaltungsbaugruppen im Betrieb durch ihre abgestrahlte Hochfrequenzenergie auf­ findbar sind und die in beispielsweise modulierter Hoch­ frequenzenergie enthaltene Information entschlüsselbar insbesondere bei militärischer Anwendung verhindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein stapelbares Gehäuse der eingangs genannten Art anzugeben, das auch bei Verwendung elektrischer Schaltungsbaugruppen, die Hochfrequenzenergie erzeugen, außerhalb des Gehäuses praktisch keine Hochfrequenzenergie feststellen läßt und das außerdem eine bessere Wärmeableitung aus Bauelementen der Schaltungsbaugruppen in den einzelnen Rahmen gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Rahmen einstückig aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material besteht und mit den anderen Rahmen hochfrequenzdicht und wärmeleitend verbunden ist.

Die Rahmen des erfindungsgemäßen Gehäuses lassen sich dadurch, daß sie aus einem Teil bestehen, besonders leicht zusammensetzen. Die den jeweils benachbarten Rahmen zuge­ wandten Flächen können durch bekannte Maßnahmen hoch­ frequenzdicht abschließend gemacht werden, beispielsweise durch aus einem Drahtgeflecht bestehende Schnüre, die in Nuten der Rahmenflächen eingelegt sind, und die wärme­ leitende Verbindung kann dadurch hergestellt werden, daß die Rahmen durch geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben oder Klammern fest zusammengepreßt werden.

Eine gute Wärmeableitung wird dadurch gewährleistet, daß die nach außen gewandten Seiten der Rahmen mit Kühlrippen versehen sind. Bei besonders großer Wärmeerzeugung können die Kühlrippen durch einen verstärkten Luftstrom gekühlt werden. In jedem Falle kann das Anbringen zusätzlicher Kühlelemente vermieden werden, so daß die Rahmen einfach gehandhabt werden können.

Elektronische Schaltungsbaugruppen bestehen häufig aus einer Leiterplatte, die auf mindestens einer Seite ein Verdrahtungsmuster aufweist und auf der eine Anzahl Bau­ elemente mit langgestreckten Anschlüssen, insbesondere Anschlußdrähten, eingelötet sind. Um die von mindestens einem Teil dieser Bauelemente erzeugte erhebliche Wärme­ energie abzuleiten, ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen einen plattenförmigen Innenteil aufweist, der mit dem Rahmen wärmeleitend, insbesondere einstückig verbunden ist und Durchbrüche aufweist, wobei insbesondere stark wärmeerzeu­ gende Bauelemente der elektrischen Schaltungsbaugruppe auf der einen Seite des Innenteils und eine ein Verdrahtungs­ muster aufweisende Leiterplatte auf der anderen Seite des Innenteils angeordnet sind und die Anschlüsse der Bau­ elemente durch die Durchbrüche hindurchragen. Der platten­ förmige Innenteil kann beispielsweise mit dem Rahmen ein gemeinsames, einstückiges Teil darstellen und dient zur Wärmeübertragung von Bauelementen zum Rahmen, von wo die Wärme abgegeben wird. Der Wärmeübergang von den Bauteilen zum wärmeleitenden Innenteil kann dabei beispielsweise durch Wärmeleitpaste verbessert werden.

Ein durch mehrere Rahmen gebildeter Stapel, der zumindest einen Teil eines Gehäuses darstellt, kann beispielsweise auf eine größere metallische Fläche wärmeleitend und elek­ trisch leitend befestigt werden, so daß der Stapel dadurch abgeschlossen ist. Wenn die Rahmen jedoch für sich ein vollständiges Gehäuse bilden sollen, ist es zweckmäßig, daß die einen Stapel bildenden Rahmen an mindestens einem Ende durch ein Endstück abgeschlossen sind, das ebenfalls aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material besteht und Kühlrippen aufweist. Dadurch entsteht ein vollständig elektromagnetisch geschlossenes Gehäuse, das über die Endstücke noch zusätzlich Wärme abgeben kann.

Dabei ist es zweckmäßig, daß das Endstück eine im wesent­ lichen ebene Fläche aufweist, an der Bedienungselemente und/oder Signaleingabe-/Ausgabeelemente befestigt sind. Auf diese Weise wird ein Gehäuse erhalten, das die wesent­ lichen Eigenschaften üblicher Blechgehäuse aufweist, d.h. Befestigungsmöglichkeiten für Bedienungselemente und bei­ spielsweise Anzeigeelemente bietet, das jedoch wesentlich variabler in der Größe gestaltet werden kann und wesent­ lich bessere Wärmeübertragungseigenschaften aufweist, so daß insgesamt ein kompakterer Aufbau möglich ist.

Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1e eine Ansicht sowie verschiedene Schnitte eines erfindungsgemäßen Gehäuses,

Fig. 2a und 2b ein Gehäuse mit einem Endstück, das Bedienungselemente, ein Anzeigeelement und ein akustisches Signalelement aufweist.

Die Fig. 1a zeigt die Draufsicht auf einen Deckel 1, der ein Gehäuse in Form eines Stapels aus einer Anzahl Rahmen abschließt. Dieser Deckel 1 ist mit Kühlrippen 2 versehen, die hier nur am Rand angeordnet sind, die jedoch auch vorzugsweise in einer einheitlichen Richtung über den gesamten Deckel verlaufen können.

Ein Schnitt in der Ebene A-A durch den Rahmenstapel ist in Fig. 1b dargestellt. Darin ist zu erkennen, daß der Deckel 1 einen Stapel aus Rahmen 3, 4 und 5 abschließt, die jeweils eine elektronische Schaltungsbaugruppe auf je einer Leiterplatte 10 aufweisen. Zwischen dem Rahmen 5 und einem weiteren deckelförmigen Endstück 7 ist ein Zwischen­ stück 6 angebracht, so daß zwischen der Schaltungsbau­ gruppe des Rahmens 5 und dem Deckel 7 ein Hohlraum verbleibt, der mit weiteren Elementen ausgefüllt sein kann, beispielsweise mit Anschlußelementen.

Das Detail B des Schnitts A-A in Fig. 1b ist in Fig. 1c dargestellt. Zwischen den Rahmen 4 und 5 und dem Zwischen­ stück 6 sind elektromagnetische Dichtungseinrichtungen 14 zu erkennen, die beispielsweise aus einer Drahtgewebe­ schnur bestehen und in Nuten des Rahmens 5 und des Zwischenstücks 6 eingelegt sind. Entsprechende Nuten mit Drahtgewebeschnüren darin befinden sich auch in den übrigen Rahmen und gegebenenfalls in den Deckeln derartig, daß zwischen jeweils zwei aufeinanderliegenden Flächen eine elektromagnetische Dichtung vorhanden ist. Die Rahmen 4 und 5 weisen plattenförmige Innenteile 8 auf, die mit den Rahmen ein einziges Stück bilden, um somit besonders günstig Wärme zu den Außenseiten der Rahmen 4 und 5 zu übertragen.

Ein Schnitt C-C durch das Zwischenstück 6 in Fig. 1b, das in diesem Bereich ebenso wie die Rahmen 3, 4 und 5 ausge­ staltet ist, ist in Fig. 1d dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß das gesamte, aus dem Deckel 1, den Rahmen 3, 4 und 5, dem Zwischenstück 6 und dem Endstück 7 gebildete Gehäuse an den Seiten durchgehende Kühlrippen 12 aufweist, die für eine besonders gute Wärmeabgabe der von elek­ trischen Bauelementen erzeugten und über die platten­ förmigen Innenteile 8 zu den Rahmen zu übertragenden Wärme sorgen.

Ein Schnitt D-D durch eine Schaltungsbaugruppe ist in Fig. 1e dargestellt. Der plattenförmige Innenteil 8 des Rahmens weist eine Anzahl Durchbrüche 18 auf, so daß der plattenförmige Innenteil 8 zumindest stellenweise nur in Form von Stegen vorhanden ist. Auf der einen Seite der Stege 8 ist eine Leiterplatte 10 angeordnet, die ein nicht näher dargestelltes Verdrahtungsmuster aufweist. Durch die Durchbrüche 18 zwischen den Stegen 8 sind die Anschlüsse von Bauelementen 15 gesteckt, so daß diese durch Bohrungen in der Leiterplatte 10 ragen und auf der entgegengesetzten Seite verlötet werden können. Zwischen der Leiterplatte 10 und den Stegen 8 ist zumindest stellenweise eine Isolier­ platte 19 angeordnet, so daß beispielsweise eine auf der den Stegen zugewandten Seite der Leiterplatte 10 vorhan­ dene Leiterbahn keinen elektrischen Kontakt mit dem Steg 8 hat. Zwischen den Bauelemente 15 und den Stegen 8 kann ein wärmeleitendes Material 16, beispielsweise ein wärme­ leitender Kleber oder eine Wärmeleitpaste vorhanden sein.

Die Fig. 2a zeigt die Draufsicht auf den Deckel 1 eines Gehäuses mit einem Stapel von Rahmen, wobei der Deckel 1 eine im wesentlichen ebene Fläche 26 aufweist, auf der Bedienungselemente 20, eine akustische Signaleinrich­ tung 21 und eine Anzeigeanordnung 22 angebracht sind. Ein Schnitt A-A durch ein derartiges Gehäuse ist in Fig. 2b dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß die Rahmen 3, 4 und 5 flach ausgestaltet sind und hier keine Kühlrippen aufweisen, sondern lediglich der Deckel 1 ist mit großen Kühlrippen 2 versehen. Da die Rahmen 3, 4 und 5 groß­ flächig miteinander und mit dem Deckel 1 verbunden sind, ist hierdurch häufig eine ausreichende Wärmeabgabe vor­ handen. Ein derartig gestaltetes Gehäuse kann, beispiels­ weise nebeneinander mit anderen Gehäusen, derart eingebaut werden, daß nur die Kühlrippen 2 des Deckels 1 von außen zugänglich sind. Der durch die Pfeile 23 angedeutete Luftstrom übernimmt dann die Wärmeableitung.

Auf der elektrischen Schaltungsbaugruppe des Rahmens 5 ist ein Anschlußelement 25 in Form einer Steckbuchse ange­ deutet, in die ein Stecker eingesetzt ist. Der Anschluß­ draht des Steckers führt durch eine Öffnung des Zwischenteils 6. In ähnlicher Weise können auch mehrere elektrische Verbindungseinrichtungen innerhalb des durch die Rahmen 3, 4, 5 und des Zwischenstücks 6 gebildeten Gehäuses vorgesehen sein.

Claims (5)

1. Stapelbares Gehäuse mit mehreren Rahmen, von denen jeder eine elektrische Schaltungsbaugruppe aufnimmt und zumindest zum Teil aus einem gut wärmeleitfähigen Material besteht und mit wärmeerzeugenden Bauelementen der Schal­ tungsbaugruppe wärmeleitend verbunden ist, wobei der gesamte Rahmen mindestens zwei Flächen aufweist, die den zugewandten Flächen von beidseitig benachbarten gleich­ artigen Rahmen angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen (3, 4, 5) ein­ stückig aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material besteht und mit den anderen Rahmen hochfrequenz­ dicht und wärmeleitend verbunden ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen gewandten Seiten der Rahmen (3, 4, 5) mit Kühlrippen (12) versehen sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen (3, 4, 5) einen plattenförmigen Innenteil (8) aufweist, der mit dem Rahmen wärmeleitend, insbesondere einstückig verbunden ist und Durchbrüche (18) aufweist, wobei insbesondere stark wärme­ erzeugende Bauelemente (15) der elektrischen Schaltungs­ baugruppe auf der einen Seite des Innenteils (8) und eine ein Verdrahtungsmuster aufweisende Leiterplatte (10) auf der anderen Seite des Innenteils (8) angeordnet sind und die Anschlüsse der Bauelemente (15) durch die Durch­ brüche (18) hindurchragen.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Stapel bildenden Rahmen (3, 4, 5) an mindestens einem Ende durch ein Endstück (1, 7) abgeschlossen sind, das ebenfalls aus elektrisch leitendem und wärmeleitendem Material besteht und Kühlrippen (2) aufweist.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (1, 7) eine im wesentlichen ebene Fläche (26) aufweist, an der Bedienungselemente (20) und/oder Signaleingabe-/ Ausgabeelemente (21, 22) befestigt sind.