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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Struktur zum
Unterstützen
von Trägern für elektronische
Komponenten, wie zum Beispiel gedruckte Schaltkreiskarten, in einem
Chassis, wie zum Beispiel einem Gehäuse.
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Hintergrund
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Es
ist seit vielen Jahren allgemeine Praxis gedruckte Schaltkreisbretter
oder -karten in Gehäusen
als so genannte Einsteckeinheiten zu montieren, die leicht in das/aus
dem Gehäuse
für einen
Ersatz oder eine Reparatur eingesetzt und/oder entfernt werden können. Herkömmlicherweise
werden die Einsteckeinheiten gleitend in Führungs- und Unterstützungsstrukturen
empfangen, die gemeinhin als Brettführung oder Brettschienen bezeichnet
werden. Der Hauptzweck der Brettführung ist es, die Einsteckeinheit
sicher in eine Position in dem Gehäuse zu führen, so dass diese mit der
Rückwand
des Gehäuses
verbunden werden kann. In seiner einfachsten Form besteht die herkömmliche
Brettführung
typischerweise aus einem geformten Führungskanal, der aus einem
nicht leitenden Material hergestellt ist und integral gebildete
Befestigungsvorrichtungen aufweist.
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Jedoch
sind für
die meisten Anwendungen gegenwärtig
Brettführungen
erforderlich, um einen elektrischen Kontakt zwischen einem leitenden
Muster oder einer Schicht auf dem gedruckten Schaltkreisbrett oder
-karte und einer Wand eines leitenden Gehäuses aufzubauen. Ein derartiger
elektrischer Kontakt oder eine Verbindung kann sowohl zum Zwecke
des Verwendens des Gehäuses
als Erdung für den
Betrieb der getrennten Schaltkreisbretter und/oder der in diesem
getragenen elektrischen Komponenten als auch zum Zwecke des Beseitigens oder
zumindest Minimierens elektromechanischer Strahlung erforderlich
sein, die von den Brettern oder Karten ausgeht.
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Es
wurden mehrere Versuche durchgeführt, um
Brettführungs-Strukturen zu entwickeln,
die die Anforderungen zum Aufbauen einer elektrischen Verbindung
zwischen den Schaltkreisbrettern und dem Gehäuse erfüllen. Typischerweise weisen
derartig weiterentwickelte Brettführungen eine zusammengesetzte
Struktur auf, die aus einem festen Kanalteil besteht, das einen
getrennten Kontakt aufnimmt und/oder ein Führungsteil. Der feste Kanalteil
ist normalerweise aus einem synthetischen Kunstharzmaterial gegossen
oder extrudiert und nimmt ein Kontakt- und/oder Führungsteil
auf, das mehrere Brettkontakt-Sprungfinger aufweist, die aus einem
leitenden Metall gebildet sind. Das Kontakt- und/oder Führungsteil
ist ebenso mit integrierten Gehäusekontaktvorrichtungen
bereitgestellt, die sich durch Öffnungen
in dem Kanalteil erstrecken, um das Gehäuse zu kontaktieren. In anderen
Anordnungen ist das Kanalteil aus einem thermisch leitenden Material
gebildet, wie z.B. Aluminium, um eine Wärmeübertragung von dem Schaltkreisbrett
zu begünstigen.
Beispiele derartiger zusammengesetzter Brettführungen gemäß dem Stand der Technik sind
in den US-Patenten 5 187 648, 5 805 429 und 5 533 631 offenbart.
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Das
US-Patent Nr. 4 007 403 offenbart eine Brettführung, die als eine integrale
Einheit aus zum Beispiel rostfreiem Stahl gebildet ist. Demgemäß beseitigt
diese Brettführung
einige der oben erwähnten Nachteile.
Andererseits umfasst diese sehr wenige Brett-Kontaktpunkte, was
bedeutet, dass ein verlässlicher
elektrischer Kontakt mit einem eingesetzten Schaltkreisbrett nicht
garantiert werden kann.
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Bei
der Brettführung
der oben erläuterten, allgemeinen
Gestaltungen, ist es schwierig, einen verlässlichen elektrischen Kontakt
zwischen dem Brett und dem Gehäuse
bereitzustellen und einen derartigen Kontakt während der Nutzungsdauer der Brettführung aufrechtzuerhalten.
Für die
zusammengesetzte Gestaltung sind der Grund für dies hauptsächlich die
getrennten Kanalteile und Kontaktteile. Typischerweise ist insbesondere
das Kanalteil an dem Gehäuse
befestigt und die Gehäusekontaktvorrichtung
des Führungs- und/oder Kontaktteils
ist zwischen dem Kanalteil und dem Gehäuse durch die Befestigung befestigt.
Dies bedeutet, dass Kaltverstreckung oder Altern des Kanalteilmaterials
direkt die elektrische Verbindung beeinflusst, die auf Grund der Tatsache,
dass der Kontakt lediglich an den einzelnen Kontaktpunkten der Brettkontaktfinger
und der Gehäuse-Kontaktvorrichtung
aufgebaut wird, grundsätzlich
ebenso eher unzuverlässig
ist. In dieser Hinsicht ist die Brettführungsgestaltung, die in dem US-Patent
Nr. 4 007 403 offenbart ist, noch unzuverlässiger. Hier ist der elektrische
Kontakt zwischen dem Brett und dem Gehäuse auf die Befestigungsvorrichtung
an zwei Enden der Struktur begrenzt, was den gesamten Mittelbereich
der Struktur frei von jeglicher positiver Befestigung mit einem
unterstützenden
Gehäuse
lässt.
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Aus
dem gleichen Grund ist die Wärmeübertragungskapazität der herkömmlichen
Brettführungsgestaltungen
ziemlich begrenzt, insbesondere bei denen das Kanalteil aus einem
Kunstharzmaterial besteht. In derartigen Brettführungen ist die Übertragung
von Wärme
von dem Schaltkreisbrett hauptsächlich
auf die begrenzten Kontaktpunkte des Führungs- und/oder Kontaktteils beschränkt. Selbst
in den oben erwähnten
Strukturen, bei denen das Kanalteil als ein extrudiertes Aluminiumprofil
oder als eine integrale Einheit aus rostfreiem Stahl gebildet ist,
ist die Übertragung
von Wärme
von dem Brett an das Kanalteil durch die begrenzten Kontaktpunkte beschränkt. In
der zusammengesetzten Gestaltung ist eine Wärmeübertragung sogar weiter durch
die oft gelegentliche Übertragung
von dem Führungs- und/oder
Kontaktteil an das Kanalteil beschränkt.
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Darüber hinaus
verursachen herkömmliche Brettführungen
zusätzliche
Probleme bei Anwendungen, die luftgekühlte Gehäuse umfassen. In derartigen
Anwendungen fließt
kühlende
Luft durch Perforationen in den Gehäusewänden, um Wärme von den montierten Schaltkreisbrettern
abzuführen.
In den oben erläuterten
herkömmlichen
Brettführungen
wird ein beträchtlicher
Teil des Flusses an kühlender
Luft effektiv durch die Führungsstrukturen
blockiert, die eine feste Basis aufweisen, die den Kanal bzw. den Kanalteil
bilden oder unterstützen.
Die zusammengesetzte Struktur mit dem festen Kanalteil als auch
die integrale Führungsstruktur
des US-Patents Nr.
4 007 403 sind beide vergleichbar weit, so dass diese eine relativ
große
Anzahl an Perforationen abdecken und daher blockieren. In Anbetracht
dessen benötigt
die Verwendung derartiger Brettführungs-Gestaltungen die
Verwendung von leistungsstarken Lüftern, um den benötigten kühlenden
Luftfluss durch die Wände des
Gehäuses
zu erzeugen.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung bewältigt
die obigen Probleme in einer effizienten und zufrieden stellenden
Art und Weise.
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Ein
allgemeines Ziel der Erfindung ist es, eine Lösung für das Problem des Bereitstellens
einer effektiven Führungs-
und Unterstützungsstruktur
für eine
Einsteckeinheit bereitzustellen, die für einen gleitenden Einsatz
in ein Chassis vorgesehen ist.
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Insbesondere
ist es ein Ziel der Erfindung eine verbesserte Führungs- und Unterstützungsstruktur
bereitzustellen, die die Abführung
von Wärme
von einer eingesteckten Einsteckeinheit zusätzlich zu einem Aufrechterhalten
einer sicheren und stabilen Führungs-
und Unterstützungsstruktur
für die
Einsteckeinheit und gute elektrische Kontakteigenschaften verbessert.
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Kurz
gesagt wird dies mittels einer Führungs- und
Unterstützungsstruktur
erreicht, die einen oberen Steg aufweist, der einen Führungskanal
für eine Einsteckeinheit
bildet. Durch die Seitenwände
der Struktur wird der obere Steg mit einer Basis der Struktur verbunden.
Mit einer derartigen Konfiguration ist die Führungs- und Unterstützungsstruktur schmal
und verursacht grundsätzlich
keine unnötige Blockierung
eines kühlenden
Luftstroms in einem unterstützenden
Chassis. Darüber
hinaus ist die Basis zumindest teilweise offen, um einen Luftfluss
durch das Innere der Struktur zu ermöglichen. Eine derartige, teilweise
offene Gestaltung der Basis verringert zusätzlich die Blockierung des
kühlenden
Luftflusses. Diese Verringerung der Blockierung des kühlenden
Luftflusses verbessert wiederum das Kühlen der Einsteckeinheiten
und erfordert weniger leistungsfähige
Lüfter
zum Erzeugen des kühlenden
Luftflusses.
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In
einer Ausführung
der Erfindung ist die Führungs-
und Unterstützungsstruktur
als eine integrale Einheit aus sowohl einem elektrisch als auch thermisch
leitfähigen
metallischen Blechmaterial gebildet. Das metallische Blechmaterial
stellt nicht nur die geeignete Unterstützung und Führung für die Einsteckeinheit bereit,
sondern sichert ebenso einen guten elektrischen Kontakt während der
Nutzungszeit der Struktur.
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In
einer anderen Ausführung
der Erfindung weist die Basis der Führungs- und Unterstützungsstruktur
Vorrichtungen zum Fixieren der Struktur gegen das Chassis sowie
Vorrichtungen zum Aufbauen eines elektrischen Kontaktes mit dem
Chassis auf. Mit einer derartigen Konfiguration wird ein guter elektrischer
Kontakt sowohl in Bezug auf das Chassis als auch auf die Einsteckeinheit
hin aufgebaut.
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In
einer anderen Ausführung
der Erfindung ist die Führungs- und Unterstützungsstruktur
als ein längliches
Profil konfiguriert, das eine Basis bildende Vorrichtung zum Leiten
von Wärme
von einer Einsteckeinheit an das Chassis aufweist.
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Auf
Grund des metallischen Materials agiert die Führungs- und Unterstützungsstruktur
ebenso als eine effektive Wärmesenke.
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In
einer praktischen Ausführung
ist die Basis der Führungs- und Unterstützungsstruktur
durch freie Kanten der Seitenwände
gebildet, wobei die freien Kanten dazu dienen, die Struktur gegen
eine Chassiswand zu unterstützen
und die Struktur an der Wand zu befestigen als auch den gewünschten
elektrischen und Wärme
leitenden Kontakt mit dieser bereitzustellen. Ein Offenlassen des
gesamten Raumes zwischen den Seitenwandkanten stellt einen maximalen
Fluss an kühlender
Luft in das Innere des Profils bereit.
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In
einer weiteren Ausführung
der Erfindung wird der Druckabfall des kühlenden Luftflusses, der von
den Führungs- und Unterstützungsstrukturen
eines Chassis verursacht wird, noch weiter durch ein Bereitstellen
von Öffnungen
in zumindest einer der Seitenwände
des länglichen
Profils verringert, wobei die Öffnungen
dazu dienen, einen Pfad für
den kühlenden
Luftfluss von dem Inneren des länglichen
Profils zu dem Inneren des Chassis zu bilden.
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In
anderen Ausführungen
der Erfindung ist die Führungs-
und Unterstützungsstruktur
gestaltet, um ein besonders sicheres Führen der Einsteckeinheit in
eine Position und eine besonders feste Unterstützung der Einsteckeinheit in
einer fixierten Position bereitzustellen und um einen besonders
effektiven elektrischen Kontakt zwischen der Einsteckeinheit und
der Führungs-
und Unterstützungsstruktur
bereitzustellen.
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In
weiteren Ausführung
der Erfindung ist die Führungs-
und Unterstützungsstruktur
gestaltet, um Möglichkeiten
für ein
rationelles Herstellen der integralen Führungs- und Unterstützungsstruktur
bereitzustellen und um eine sichere Befestigung der gesamten Führungs-
und Unterstützungsstruktur
an einer Chassiswand bereitzustellen.
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Diese
und weitere Ziele der Erfindung werden durch die wie in den angehängten Patentansprüchen definierte
Erfindung erfüllt.
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Zusammenfassend
stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik bereit:
- – ein guter elektrischer Kontakt
wird zu allen Zeiten aufrechterhalten; dadurch
- – Sichern
einer verlässlichen
Erdung der Einsteckeinheit;
- – eine
elektrische Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung;
- – die
Führungs-
und Unterstützungsstruktur
sichert eine effektive Leitung von Wärme von der Einsteckeinheit,
Agieren als eine Wärmesenke;
- – die
Führungs-
und Unterstützungsstruktur
verursacht eine minimale Blockierung eines kühlenden Luftflusses, wodurch
weiter ein Kühlen
der Einsteckeinheit verbessert wird;
- – die
Einsteckeinheit wird sicher geführt
und in der Struktur unterstützt;
- – die
Unterstützungseinheit
ist extrem leicht zu handhaben und zu montieren, bestehend lediglich aus
einem einheitlichen Stück.
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Andere
Vorteile, die von der vorliegenden Erfindung dargeboten werden,
werden leicht bei Lesen der untenstehenden, detaillierten Beschreibung
von Ausführungen
der Erfindung verständlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung kann zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen dieser
am Besten durch Bezugnehmen auf die folgende Beschreibung zusammen mit
den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 eine
perspektivische Draufsicht einer ersten Ausführung einer Führungs-
und Unterstützungsstruktur
gemäß der Erfindung
ist;
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2A eine
teilweise perspektivische Ansicht von Führungs- und Unterstützungsstrukturen gemäß 1 ist,
die an einem schematisch dargestellten Chassis befestigt sind und
schematisch dargestellte Einsteckeinheiten führen und unterstützen;
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2B eine
vergrößerte Ansicht
eines Details des in 2A dargestellten Chassis ist,
das eine leicht veränderte
Zusammensetzung der Führungs- und
Unterstützungsstrukturen
darstellt;
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3 eine
Bodendraufsicht der Führungs- und
Unterstützungsstruktur
ist, wie in 1 dargestellt;
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4A ein
Querschnitt durch die in 1 und 3 dargestellte
Führungs-
und Unterstützungsstruktur
ist, der entlang der Linie A-A aus 3 aufgenommen
ist;
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4B ein
Querschnitt entsprechend zu demjenigen aus 4A ist,
der die Befestigung der Führungs-
und Unterstützungsstruktur
mit einer Chassiswand darstellt und ebenso schematisch einen Träger darstellt,
der in den Führungskanal
der Führungs- und Unterstützungsstruktur
eingesetzt ist;
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5A eine
teilweise, perspektivische Bodenansicht von einer Seite der ersten
Ausführung
der Führungs-
und Unterstützungsstruktur
ist;
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5B eine
teilweise, perspektivische Bodenansicht von der entgegen gesetzten
Seite der ersten Ausführung
der Führungs-
und Unterstützungsstruktur
ist;
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6 ein
Querschnitt durch eine zweite Ausführung der Führungs- und Unterstützungsstruktur gemäß der Erfindung
ist, der entlang einer Linie B-B auf 8 aufgenommen
ist;
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7 eine
teilweise, perspektivische Bodenansicht der zweiten Ausführung der
in 6 dargestellten Führungs- und Unterstützungsstruktur
ist;
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8 eine
Bodendraufsicht der zweiten Ausführung
der in 6 und 7 dargestellten Führungs-
und Unterstützungsstruktur;
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9 ein
Querschnitt durch eine dritte Ausführung der Führungs- und Unterstützungsstruktur gemäß der Erfindung
ist, der entlang einer Linie C-C aus 11 aufgenommen
ist;
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10 eine
teilweise, perspektivische Bodenansicht der dritten Ausführung der
in 9 dargestellten Führungs- und Unterstützungsstruktur
ist; und
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11 eine
Bodendraufsicht der dritten Ausführung
der in 9 und 10 dargestellten Führungs-
und Unterstützungsstruktur
ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungen
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Die
Erfindung wird unten in Bezug auf die Zeichnungsfiguren beschrieben,
die Ausführungen von
dieser darstellen, die zur Verwendung beim Unterstützen von
Einsteck-Typ PCB-Brettern in ein Regal oder Unterregal angepasst
sind, wie zum Beispiel in einem Telekommunikations-Schrank oder
-Magazin. Jedoch ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht auf diese beispielhaften Ausführungen oder auf eine derartige
Anwendung beschränkt
ist. Die Basisprinzipien der Erfindung können ähnlich in Verbindung mit Führungs-
und Unterstützungsstrukturen
für andere
Halter von elektronischen Komponenten und des Einsteck-Typs angewendet
werden.
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Derartige
alternative Anwendungen decken jeden elektronischen Komponententräger des
Einsteckeinheit-Typs ab, wie zum Beispiel gedruckte Schaltkreiskarten
und elektronische Module, die in einem Gehäuse unterstützt werden, das als Chassis, Kabine
oder Regal bezeichnet werden kann und das eine optionale Anzahl
an derartigen Haltern aufnimmt. Daher können Modifikationen und Variationen der
Erfindung, die in derartigen Anwendungen erforderlich sein können, innerhalb
des Umfanges der Erfindung liegen, wie dieser durch die angehängten Ansprüche definiert
wird.
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Eine
erste Ausführung
der Erfindung wird nun in besonderem Bezug auf die Zeichnungsfiguren 1-5 beschrieben. 1, 3, 4A-B
und 5A-B stellen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführung der
erfindungsgemäßen Führungs-
und Unterstützungsstruktur 1 für Einsteck-Karten-
oder -Bretter dar, wohingegen 2A und 2B die
erfindungsgemäße Führungs-
und Unterstützungsstruktur
in einer typischen Anwendung zum Unterstützen von Einsteckeinheiten 2 in
einem Unterregal 20 darstellen.
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Gemäß der Erfindung
ist die Führungs-
und Unterstützungsstruktur 1 oder
Brettführung
als ein im Allgemeinen U-förmiges
(siehe 4A und 4B), längliches
Profil gebildet, das als eine integrale Einheit aus einem metallischen
Blechmaterial hergestellt ist, das sowohl gute elektrische als auch
thermische Leitfähigkeit
aufweist. Ein gegenwärtig
bevorzugtes Material ist ein rostfreier, Weißblech-Gütestahl, jedoch können andere
Metallblechmaterialien, die geeignete Eigenschaften aufweisen, genauso
verwendet werden.
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Das
längliche
Profil 1 besteht aus zwei räumlich getrennten, aber im
Wesentlichen parallelen ersten bzw. zweiten Profilseitenwänden 7, 8,
die an einem Ende durch einen oberen Stegteil 9 verbunden sind,
wobei „oberer" sich auf seine Positionierung
in der befestigten Bedingung in Bezug auf die Wand 21 oder 22 des
Unterregals oder Chassis 20 bezieht. Die entgegen gesetzten
oder niedrigeren Enden oder freien Enden 7A, 8A der
Seitenwände 7, 8 bilden
einen Basisteil 5 der Führungs-
und Unterstützungsstruktur 1 (siehe
besonders 5A und 5B). Der
Basisteil ist zwischen den freien Enden 7A, 8A vollständig offen
und vorgesehen, gegen eine Seitenwand 21 oder 22 des
Unterregals 20 in der befestigten Bedingung unterstützt zu werden.
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Ein
Führungskanal
ist in dem oberen Stegteil 9 des Profils 1 gebildet,
wobei der Führungskanal
genauso eine allgemeine U-Form
aufweist, aber mit seinem offenen Ende weg von dem Basisteil 5 des
Profils 1 gerichtet ist. Der Führungskanal 3 dient
dem Hauptzweck des sicheren Führens
einer Einsteckeinheit 2 während einem Einsatz und des
Unterstützens der
eingesetzten Einheit 2 in einer fixierten Position. Um
den anfänglichen
Einsatz einer Einsteckeinheit zu ermöglichen, wird eine Einsteckrampe 3A an
den Eingang zu dem Führungskanal
bereitgestellt, wobei die Rampe eine geneigte Oberfläche und
nach außen
auseinander laufende Seitenwände
aufweist. Tatsächlich
ist die Rampe 3A an jedem Ende des Führungskanals 3 bereitgestellt,
so dass eine Einsteckeinheit 2 von irgendeinem Ende von
diesem eingesetzt werden kann. Dies trägt zu der Flexibilität der Führungs-
und Unterstützungsstruktur
bei, da diese an einem Chassis in zwei umgekehrten Positionen befestigt
werden kann. Darüber
hinaus wird die geeignete Führung
und Unterstützung
für eine
Einsteckeinheit in dem Führungskanal 3 durch
Bereitstellen einer kontinuierlichen festen Bodenwand 3B und
genauso fester erster und zweiter Kanalseitenwände 3C bzw. 3D erreicht.
Die Kanalseitenwände 3C, 3D sind
kontinuierlich, das heißt
ununterbrochen, über
zumindest einen wesentlichen Teil ihrer Höhe (siehe insbesondere 4A, 5A und 5B). Die
zweite Kanalseitenwand 3D weist eine größere ununterbrochene Höhe als die
erste Kanalseitenwand 3C, aus Gründen auf, die weiter unten
erklärt werden.
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Eine
Serie an einzelnen Kontaktteilen 4 ist in der ersten Profilseitenwand 7 gebildet,
gleichförmig entlang
der Länge
des Profils verteilt. Um genau zu sein, bestehen die einzelnen Kontaktteile 4 aus
einem Basisteil 4A und einem Kontaktteil 4B. Der
Basisteil 4A ist grundsätzlich
aus dem Blechmaterial der ersten Profilseitenwand 7 gebildet.
Der Kontaktteil 4B ist grundsätzlich aus dem Material des
Stegteils 9 gebildet, was in der oben erwähnten verringerten,
ununterbrochenen Höhe
der entsprechenden, ersten Kanalseitenwand 3C resultiert.
Der Kontaktteil 4B weist ein abgeschrägtes und leicht abgerundetes, äußeres, freies
Ende auf, um einen Einsatz einer Einsteckeinheit zu erlauben, wie
dieses unten erklärt wird.
In der dargestellten Ausführung
ist der Basisteil 4A des Kontaktteils 4 mit einer
zentralen Öffnung 11 in
der ersten Seitenwand bereitgestellt, die als ein Ausgang für kühlende Luft
dient, wie dieses genauso weiter unten erklärt wird. Dies bedeutet, dass
jeder Basisteil 4A eigentlich aus zwei getrennten Unterstützungsbeinen 4A besteht,
die zusammen einen Kontaktteil 4B unterstützen. Jedes
Unterstützungsbein 4A ist
nach innen zu dem Führungskanal 3 bei einer
Position 4C gebogen, die benachbart zu ihren Verbindungen
mit der verbleibenden, ersten Profilseitenwand 7. Dadurch
ist der Kontaktteil 4B an der geeigneten Position oberhalb
der offenen Seite des Führungskanals 3 (4A und 4B)
positioniert, der sich in den Bewegungspfad einer eingesetzten Einsteckeinheit
erstreckt.
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Zweite
Seitenwandöffnungen 12 sind
in der zweiten Profilseitenwand 8 bereitgestellt und teilweise
in dem oberen Steg 9, die genauso als später beschriebene
Ausgänge
für kühlende Luft
dienen. Die zweiten Seitenwandöffnungen 12,
die in der zweiten Profilseitenwand 8 gebildet sind, sind
in der longitudinalen Richtung des Profils 1 weiter als
die ersten Seitenwandöffnungen 11,
die in der ersten Profilseitenwand 7 gebildet sind. Andererseits
erstrecken sich die ersten Seitenwandöffnungen 11 weiter
nach unten zu dem Basisteil 5. Im Wesentlichen gleicht
der Ausgangsbereich für
die kühlende
Luft, der von den zweiten Seitenwandöffnungen 12 bereitgestellt
wird, annähernd
dem kombinierten Ausgangsbereich für kühlende Luft, der von den ersten
Seitenwandöffnungen 11 und
dem offenen Bereich bereitgestellt wird, der die Kontaktteile 4 umgibt.
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An
dem Basisteil 5 des Profils 1 ist jede der freien
Kanten 7A, 8A der Seitenwände 7, 8 mit
einer Anzahl von Verriegelungshaken 6 bereitgestellt, die integral
mit den Seitenwänden
gebildet werden und die abwärts
aus diesen hervorragen, wie dies in den Darstellungen der 4A und 4B erkannt
wird. In der dargestellten Ausführung
sind die Verriegelungshaken 6 gleichförmig entlang jeder freien Kante 7A, 8A verteilt,
wobei die Verriegelungshaken einer Kante 7 einen halben
Abstand entlang der Kante in Bezug auf die Verriegelungshaken der
anderen Kante 8 versetzt sind. Eine derartige Anordnung
wird gegenwärtig
als die beste Verteilung zum Erhalten einer sicheren Befestigung
mit einer Unterregalwand bereitstellend erachtet. Jedoch können andere
Anordnungen für
die Verriegelungshaken 6 eine gleich sichere Befestigung
bereitstellen und die Erfindung soll daher nicht auf eine derart
spezifische Positionierung der Verriegelungshaken beschränkt sein.
In jeder spezifischen, praktischen Anwendung soll die Anordnung
der Verriegelungshaken dem Muster der Perforationen der Chassiswand
angepasst sein, um sicherzustellen, dass in der korrekten Position
der Struktur 1 alle der Haken 6 geeignet in eine
entsprechende Perforation 23 passen.
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In
besonderem Bezug auf die Zeichnungsfiguren 4A-b und 5A-b
wird erkannt, dass jeder Verriegelungshaken 6 einen im
Allgemeinen V-förmigen
Hauptkörper 6A umfasst.
Ein erster Teil des Hauptkörpers
erstreckt sich abwärts
von der niedrigeren Kante einer zugeordneten Seitenwand 7, 8 des
Profils 1, im Wesentlichen in der Ebene der zugeordneten
Seitenwand. Ein zweiter Teil des Hauptkörpers 6A ist nach
außen
gebogen und dann zurück zu
der zugeordneten Seitenwand, einen spitzen Winkel mit dem ersten
Teil bildend. Eine Unterstützungsnase 6B ist
an dem freien Ende des zweiten Teils durch Biegen des freien Endes
gebildet, um im Wesentlichen in einer Ebene zu liegen, die quer
zu der Ebene der zugeordneten Seitenwand ist und die die Seitenwand
an ihrem niedrigeren freien Ende kreuzt. In der montierten Bedingung
ist die Unterstützungsnase
vorgesehen, um in eine innere Oberfläche einer Wand 21 oder 22 eines
Chassis 20 einzurasten. Darüber hinaus sind Klinken 6C an
jeder Seite des ersten Teils des Hauptkörpers bereitgestellt. Die Klinken sind
vorgesehen, um eine äußere Oberfläche der Seitenwand 21 oder 22 des
Chassis 20 einzurasten, um dadurch die Führungs- und Unterstützungsstruktur 1 an
der Chassiswand zu befestigen.
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Es
wird verstanden, dass mit der oben beschriebenen Gestaltung die
erfindungsgemäße Führungs-
und Unterstützungsstruktur 1 in
einem Stück in
einer sehr rationellen Art und Weise hergestellt werden kann. In
einem anfänglichen
Schritt kann das gesamte Profil aus einem metallischen Blechmaterial in
einer einzelnen Stanzoperation gestanzt werden. Insbesondere können die
freien Kanten 7A, 8A der Seitenwände 7, 8 die
Verriegelungshaken 6, die einzelnen Kontaktteile 4,
die Einsatzrampen 3A und die ersten und zweiten Seitenöffnungen 11 und 12 in
einem derartigen anfänglichen
Schritt gebildet werden. In nachfolgenden Biegeoperationen wird
der U-förmige
Führungskanal 3 gebildet,
dem gesamten länglichen
Profil 1 wird seine allgemeine U-Form gegeben und den Einsatzrampen 3A den
Kontaktteilen 4 und den Verriegelungshaken wird ihre endgültige Form gegeben.
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2A stellt
die Verwendung der erfindungsgemäßen Führungs- und Unterstützungsstruktur
in einem typischen luftgekühlten
Chassis oder Unterregal 20 dar, das schematisch durch zwei
Wände 21, 22 von
diesem dargestellt wird. Die Wände 21, 22 sind
mit gleichförmig
verteilten Perforationen 23 bereitgestellt, die dem doppelten
Zweck dienen, es kühlender
Luft zu erlauben, in das Innere des Regals 20 zu einzutreten,
um die darin eingesetzten Einsteckeinheiten 2 zu kühlen und
um eine geeignete Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung
aufrechtzuerhalten. Der kühlende
Luftfluss wird typischerweise mittels Lüftern erzeugt, die außerhalb des
Unterregals bereitgestellt sind. Diese Art und Weise des Bereitstellens
eines Flusses von kühlender
Luft ist herkömmlich
und wird in keinem Detail erläutert,
weder hierin weiter dargestellt.
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In
Bezug auf 2A sind Paare von Führungs-
und Unterstützungsstrukturen 1 bei
dem gleichen Level in den zwei Wänden 21 und 22 bereitgestellt,
das heißt,
in den entsprechenden Reihen der Perforationen 23. 2A stellt
die Führungs-
und Unterstützungsstrukturen
dar, die an der Wand 21 befestigt sind, die zur Rechten
in der Zeichnungsfigur positioniert sind. Es ist trotzdem selbstverständlich, dass
die Führungs-
und Unterstützungsstrukturen 1 in
der gleichen Art und Weise an der inneren Seite der Wand 22 befestigt
sind, die zur Linken in der Zeichnungsfigur positioniert ist. Die
weiteren Führungs-
und Unterstützungsstrukturen
sind lediglich vage sichtbar in 2A, dargestellt
durch die Verriegelungshaken 6, die sich durch die Chassiswand 20, 22 erstrecken.
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Um
die Führungs-
und Unterstützungsstrukturen 1 an
den Chassiswänden 20, 21, 22 zu
befestigen, werden die Verriegelungshaken 6 in die geeigneten
Perforationen 23 der Wände 21, 22 eingeführt. Insbesondere
werden die Verriegelungshaken zunächst mit dem Punkt der V-Form
eingesetzt, bis die Unterstützungsnasen 6B die
innere Oberfläche
der zugeordneten Wand 21 oder 22 einrasten und
die Klinken 6C sich durch die Perforation 23 erstreckt
haben, um so in einer Position zum Einrasten der äußeren Oberfläche der
Wand zu sein. In dieser Weise wird die Chassiswand 21 zwischen
den Klinken 6C auf der einen Seite und den Unterstützungsnasen 6B und
den freien Enden 7A, 8A der Seitenwände 7, 8 auf
der anderen Seite befestigt, wie dies klar in 3 und 4B dargestellt
ist. Die Entfernung zwischen den äußeren Extremen der zwei Klinken 6C eines
jeden Verriegelungshakens 6 übertrifft leicht den Durchmesser
D der Perforationen 23 (siehe 3). Dies
bedeutet, dass die Seitenwände
und/oder die Verriegelungshaken der Führungs- und Unterstützungsstruktur 1 elastisch
deformiert werden sollen, wenn die Verriegelungshaken 6 in
die Perforationen eingesetzt werden. Insbesondere wird dies durchgeführt, um
die Klinken 6C annähernd
bei dem Durchmesser der zugeordneten Perforation zu positionieren,
bei der diese frei eingesetzt werden können. Wenn die Verriegelungshaken 6 voll
eingesetzt wurden, werden die Seitenwände und/oder Verriegelungshaken
frei gegeben, um es diesen zu erlauben, zurückzuspringen und die Klinken
in einer Position zu positionieren, in der sie sowohl die äußere Oberfläche der
Chassiswand einrasten und positiv die Führungs- und Unterstützungsstruktur 1 mit
der Chassiswand verriegeln. Um die Befestigung der Führungs- und
Unterstützungsstrukturen
zu automatisieren, wird die notwendige Kraft zum Bereitstellen der
elastischen Deformation der Seitenwände und/oder Verriegelungshaken vorzugsweise
mittels eines bestimmten Werkzeuges angewendet, das nicht Teil der Erfindung
ist und das hierin nicht spezifisch offenbart wird.
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Einsteckbretter 2,
die normalerweise Brettvorderseiten 2A aufweisen, werden
in das Chassis 20 eingesetzt, indem diese gleitend in die
Führungskanäle 3 der
geeigneten Paare der Führungs-
und Unterstützungsstrukturen 1 eingeführt werden.
Der anfängliche
Einsatz wird durch das Bereitstellen von den Einsatzrampen 3A ermöglicht.
Der weitere Einsatz der Einsteckbretter 2 ist in einer
Richtung quer zu den einzelnen Kontaktteilen 4, die sich
in den Pfad des Einsteckbrettes erstrecken. Durch das abgeschrägte und
leicht abgerundete, äußere, freie
Ende der Kontaktteile 3 veranlasst der Einsatz der Einsteckbretter 2 die
Kontaktteile, elastisch von dem Pfad der Bewegung abzuweichen. Mit
einem Einsteckbrett 2, das voll in die Führungs-
und Unterstützungsstruktur 1 eingesetzt
ist, helfen daher alle einzelnen Kontaktteile 4 beim Vorspannen
des Brettes 2 gegen die zweithöhere Kanalseitenwand 3D.
Ein verlässlicher
elektrischer als auch thermischer Kontakt wird zwischen dem Brett 2 und
der Kombination der Vielzahl von einzelnen Kontakteilen und der
festen, zweiten Kanalseitenwand 3D aufgebaut, die eine größere ununterbrochene
Höhe und
daher eine größere Kontaktoberfläche aufweist.
Der große
Oberflächenbereich
der zweiten Kanalseitenwand in Kombination mit der kontinuierlichen
Bodenkanalwand 3B stellen ebenso sicher, dass das Brett 2 geeignet
in der Führungs-
und Unterstützungsstruktur
geführt und
positioniert wird.
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Darüber hinaus
sorgt die beschriebene Konfiguration der Führungs- und Unterstützungsstruktur 1 für einen
effektiven und sicheren elektrischen als auch thermischen Kontakt
zwischen der Basis 5 des Profils 1 und den Chassiswänden 20, 21, 22.
Insbesondere bildet die Kombination der gesamten freien Enden 7A, 8A der
Seitenwände 7, 8 und
der Verriegelungshaken 6 eine große effektive Kontaktoberfläche.
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Es
wird verstanden, dass durch die Kombination der großen kontinuierlichen
Kontaktoberflächen
und der zuverlässigen
Verbindung der Struktur mit der Chassiswand mittels der Verriegelungshaken, die
integral mit der Kontaktvorrichtung gebildet werden, eine sehr effektive
Erdung des Einsteckbretts 2 in dieser Art und Weise erreicht
wird. Es wird genauso verstanden, dass durch Herstellen der gesamten Führungs-
und Unterstützungsstruktur
als integrale Einheit aus einem thermisch leitfähigen Material die Struktur 1 als
eine effektive Wärmesenke
dient, insbesondere in Kombination mit den erläuterten, großen Kontaktoberflächen in
Bezug auf die Einsteckeinheit als auch in Bezug auf die Chassiswände.
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Bei
Anwendungen, bei denen die Führungs- und
Unterstützungseinheit 1 in
Luft gekühlten
Unterregalen oder Chassis 20 verwendet werden, ist es wünschenswert,
dass die Chassiswände
so offen wie möglich
sind, um den geeigneten Fluss an kühlender Luft zu erlauben. In
derartigen Fällen
wird ein Kühlen der
Einsteckeinheit durch die extrem schmale Gestaltung der Struktur 1 weiter
verbessert. Insbesondere blockiert die schmale Gestaltung weniger
Perforationen als die herkömmlich
gestalteten Brettführungen,
wodurch ein größerer, ununterbrochener
Fluss an kühlender
Luft durch die Chassiswände
erlaubt wird. Diese schmale Gestaltung wird durch die beschriebene
Konfiguration der Struktur 1 ermöglicht, die als eine integrale
Einheit aus einem metallischen Blechmaterial hergestellt wird.
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Der
Fluss an kühlender
Luft wird weiter mit der Gestaltung der beschriebenen ersten Ausführung verbessert,
die einen Basisteil 5 aufweist, der zwischen den freien
Enden 7A, 8A der Seitenwände 7, 8 vollständig offen
ist. Diese offene Bodenöffnung wird
durch die Referenznummer 10 in 4A bezeichnet.
Insbesondere in Bezug auf 4B bedeutet
dies, dass kühlende
Luft CA in das Innere des Profils 1 durch die Perforationen 23 eintritt,
die herkömmlich
von der Brettführungsstruktur
blockiert werden. Aus dem Inneren des Profils 1 tritt diese
kühlende
Luft CA aus dem Profil durch die ersten und zweiten Seitenwandöffnungen 11, 12 aus,
wodurch diese beim Ableiten von Wärme von den montierten Einsteckeinheiten 2 hilft.
Experimentelle Tests wurden mit einem luftgekühlten Unterregal durchgeführt, das
voll mit Einsteckeinheiten ausgerüstet ist. Die Tests haben gezeigt,
dass durch Verwenden von Führungs-
und Unterstützungsstrukturen
der erfindungsgemäßen Gestaltung
der Druckabfall durch die Regalwände
auf ungefähr
40% des Druckabfalls reduziert wird, der aus der Verwendung von
herkömmlichen
Brettführungen
resultiert. Dies bedeutet wiederum, dass der kühlende Luftfluss durch das
Regal um 10-30%
erhöht
wird oder alternativ, dass weniger leistungsfähiger und daher weniger teure
Lüfter
für eine
gegebene Anwendung verwendet werden können.
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Die
Zeichnungsfiguren 6-11 stellen eine
modifizierte zweite und dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Führungs-
und Unterstützungsstruktur 100 bzw. 200 dar.
Diese Ausführungen
sind besonders geeignet für
Anwendungen, die eine große
Kontaktoberfläche
zwischen der Struktur- und einer Chassiswand erfordern, um einen
elektrischen Kontakt und/oder eine Leitung von Wärme zu begünstigen. Die zweite Ausführung ist
in 6-8 dargestellt und unterscheidet
sich hauptsächlich
von der ersten Ausführung
durch die Bereitstellung einer Bodenwand 105, die die Basis
der Struktur 100 bildet. Die Bodenwand 105 erstreckt
sich zwischen niedrigeren Teilen 107A, 108A der
Seitenwände
des länglichen
Profils 100. Insbesondere ist in der dargestellten Ausführung das
längliche
Profil 100 ebenso gestaltet, dass dieses in einem Stück aus einem Blechblatt
gestanzt werden kann. Daher wird die Bodenwand 105 integral
mit der ersten Seitenwand 107 gebildet und wird von dem
niedrigeren Teil 107A von dieser nach innen zu dem niedrigeren
Teil 108A der zweiten Seitenwand 108 gebogen.
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In
der dargestellten Ausführung
ist die Bodenwand 105 kontinuierlich außer für Bodenöffnungen 110A, die
das Ergebnis eines Bildens der Verriegelungshaken 106 sind,
die an dem unteren Ende 107A der ersten Seitenwand 107 bereitgestellt
werden. Die Verriegelungshaken 106, mit ihrem Hauptkörper 106A,
Unterstützungsnasen 106B und
Klinken 106C sind aus dem Material der Bodenwand 105 gebildet,
wohingegen die Verriegelungshaken an dem niedrigeren Ende 108A der
zweiten Seitenwand 108 in der gleichen Art und Weise wie
von der ersten Ausführung
gebildet werden. Darüber
hinaus wurden die ersten und zweiten Seitenwandöffnungen der ersten Ausführung ausgelassen,
mit dem Ergebnis, dass die zweite Seitenwand 108 mit dem
Steg 109 und dem Führungskanal 103 entlang
der gesamten Länge
des Profils 100 ohne jegliche Unterbrechung verbunden ist.
Ebenso erstreckt sich die Basis 104A der Kontaktteile 104 über die
volle Breite des Kontaktteils und ist kontinuierlich mit dem Kontaktteil 104B verbunden.
Außer
den beschriebenen Unterschieden ist die Struktur 100 der
zweiten Ausführung identisch
zu derjenigen der ersten Ausführung
und braucht nicht weiter beschrieben zu werden. Jedoch soll betont
werden, dass bei Anwendungen, die einen verbesserten kühlenden
Luftfluss erfordern, die Führungs-
und Unterstützungsstruktur 100 der
zweiten Ausführung
genauso mit Seitenwandöffnungen
wie diejenigen der ersten Aufführung
als auch mit einer oder mehreren zusätzlichen Bodenwandöffnungen 110B bereitgestellt
werden kann (angezeigt mit Strichpunktlinien in 8).
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Zeichnungsfiguren 9-11 stellen eine
dritte Ausführung
der Führungs-
und Unterstützungsstruktur 200 dar.
In dieser Ausführung
ist der obere Teil des länglichen
Profils 200 identisch zu demjenigen der ersten Ausführung, wohingegen
eine Bodenwand 205 wie in der zweiten Ausführung die Basis 205 des
Profils bildet. Der Hauptunterschied ist derjenige, dass in der
dritten Ausführung
die Verriegelungshaken als greifende Haken 206 gebildet
sind, die aus der Bodenwand 205 gestanzt sind, was Bodenöffnungen 210A hinterlässt, wobei
die Bodenöffnungen
geeignet durch weitere Bodenwandöffnungen 210B ergänzt werden
können,
wie in 11 skizziert. Die greifenden
Haken 206 sind annähernd zentral
in der Bodenwand 205 in Bezug auf die niedrigeren Teile 207A, 208A der
Seitenwände 207, 208 gebildet
und zurück
zu der Bodenwand 205 gebogen, um sich so in der longitudinalen
Richtung des Profils 200 zu erstrecken. Mit dieser Gestaltung
kann die Struktur 200 leicht durch Positionieren der freien
Enden der Haken 206 in einer Perforation 23 und
dann durch einfaches Drücken
der Struktur 200 in die Richtung der Haken befestigt werden.
Jeder Haken 206 erstreckt sich dann durch die zugeordnete
Perforation 23, um die Chassiswand von der Außenseite
zu greifen.
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Durch
die Zeichnungsfiguren hindurch wird identischen oder entsprechenden
Teilen der Führungs-
und Unterstützungsstrukturen
der unterschiedlichen Ausführungen
das gleiche Grundreferenzzeichen gegeben, aber unter Hinzufügung von 100 in
der zweiten Ausführung
und 200 in der dritten Ausführung.
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In
weiter modifizierten, jedoch nicht speziell dargestellten Ausführungen
der Erfindung kann jede der dargestellten Führungs- und Unterstützungsstrukturen
alternativ mit lediglich einer Seitenwandöffnung bereitgestellt werden,
die in einer von beiden der Wände
des Profils gebildet wird. Eine derartige Gestaltung kann für bestimmte
Anwendungen geeignet sein, die weniger als den maximalen kühlenden Luftfluss
benötigen.
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Es
ist für
auf dem Gebiet tätige
Fachleute selbstverständlich,
dass unterschiedliche Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden
Erfindung ohne Abweichen von deren Umfang durchgeführt werden
können,
der durch die angehängten
Ansprüche
definiert ist.