DE202008018011U1

DE202008018011U1 - Electronic device assembly and heat sink for this

Info

Publication number: DE202008018011U1
Application number: DE202008018011U
Authority: DE
Original assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Current assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: DE102008059320B4; DE102008059320A1

Abstract

Elektronische Geräteanordnung, umfassend
– eine Tragschiene (1), und
– mindestens ein auf der Tragschiene (1) montierbares elektronisches Gerät (6),
gekennzeichnet durch
– einen Kühlkörper (9) außerhalb des elektronischen Geräts (6), der an der Tragschiene (1) ansetzbar und mit dieser in thermischen Kontakt bringbar ist.Electronic device assembly comprising
- A mounting rail (1), and
- At least one on the mounting rail (1) mountable electronic device (6),
marked by
- A heat sink (9) outside of the electronic device (6), which is attachable to the support rail (1) and can be brought into thermal contact with this.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Geräteanordnung mit einer Tragschiene und mindestens einem darauf montierbaren elektronischen Gerät sowie einen Kühlkörper hierfür.The invention relates to an electronic device arrangement with a mounting rail and at least one electronic device mounted thereon and a heat sink for this purpose.

Zum Hintergrund der Erfindung ist festzuhalten, dass insbesondere im Hinblick auf die fortschreitende Miniaturisierung auch bei Tragschienen-montierbaren elektronischen Geräten zunehmend Probleme mit der Wärmeabfuhr von diesen Geräten auftreten können. Üblicherweise wird die bei elektronischen Geräten anfallende Wärme durch Konvektion an die Umgebung abgegeben, was im Hinblick auf die durch die Miniaturisierung steigende volumenspezifische Wärmeleistung solcher Geräte auch unter Zuhilfenahme von Belüftungsöffnungen oftmals nicht mehr gewährleistet werden kann. Dies führt zu der Gefahr einer Überschreitung der zulässigen Bauteiltemperaturen in dem elektronischen Gerät.As regards the background of the invention, it should be noted that, especially with regard to the progressing miniaturization, problems with the heat dissipation of these devices can increasingly arise even with mounting rail-mountable electronic devices. Conventionally, the heat generated by electronic devices is released by convection to the environment, which can often no longer be guaranteed in view of the miniaturization increasing volume-specific heat output of such devices even with the aid of ventilation openings. This leads to the risk of exceeding the permissible component temperatures in the electronic device.

Grundsätzlich ist es bei elektronischen Geräten bekannt, bei wärmeintensiven Bauelementen Kühlkörper zu verwenden, die mit dem wärmeerzeugenden Bauelement oder dessen Trägern in thermischer Verbindung stehen. Auch dies kann bei einer hohen Wärmeleistung der Bauelemente des Gerätes insbesondere im Hinblick auf die zunehmend schmalere Bauweise von Tragschienen-montierbaren Geräten nicht ausreichen.Basically, it is known in electronic devices to use in heat-intensive devices heat sink, which are in thermal communication with the heat-generating component or its carriers. Again, this may not be sufficient with a high heat output of the components of the device, in particular with regard to the increasingly narrow design of mounting rail mountable devices.

Ausgehend von den geschilderten Problemen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Geräteanordnung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass insbesondere im Hinblick auf die zunehmende Miniaturisierung solcher Geräteanordnungen die Wärmeabfuhr erheblich verbessert werden kann.Based on the described problems of the prior art, the present invention seeks to improve an electronic device arrangement of the generic type so that in particular with regard to the increasing miniaturization of such device arrangements, the heat dissipation can be significantly improved.

Diese Aufgabe wird laut Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass ein Kühlkörper eingesetzt wird, der außerhalb des elektronischen Gerätes auf der Tragschiene ansetzbar und mit dieser in thermischen Kontakt bringbar ist.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1, characterized in that a heat sink is used, which can be attached outside of the electronic device on the mounting rail and can be brought into thermal contact with this.

Aufgrund der Verwendung eines Kühlkörpers außerhalb des elektronischen Geräts wird die am Gerätegehäuse anfallende Wärme – insbesondere wenn der Kühlkörper unmittelbar am Gehäuse anliegt – um ein Mehrfaches besser abgeleitet, da der Kühlkörper üblicherweise aus einem gut wärmeleitenden Material, wie Aluminium, besteht. Der die abgeführte Wärme aufnehmende Kühlkörper kann diese besser an die Umgebung abgeben, sodass die thermischen Verhältnisse bei einer Anordnung elektronischer Geräte auf einer Tragschiene bereits dadurch erheblich verbessert werden. Zusätzlich wird die in aller Regel ebenfalls aus gut wärmeleitfähigem Metall bestehende Tragschiene nicht nur als Montage- sondern auch als Wärmeableitungselement benutzt, sodass diese eine vorteilhafte Doppelfunktion erfüllt. Die abgeleitete Wärme verteilt sich über die Tragschiene, sodass deren Oberfläche insbesondere in den Bereichen, in der sie nicht mit elektronischen Geräten belegt ist, als Austauschfläche zur Wärmeabgabe an die Umgebung zu nutzen ist.Due to the use of a heat sink outside the electronic device, the heat generated at the device housing - especially when the heat sink is applied directly to the housing - derived much better, since the heat sink is usually made of a good heat conducting material, such as aluminum. The dissipated heat receiving heat sink can better give it to the environment, so that the thermal conditions are already significantly improved by an arrangement of electronic devices on a mounting rail. In addition, the usually also made of good thermal conductivity metal support rail is used not only as a mounting but also as a heat dissipation element, so that it fulfills a beneficial dual function. The dissipated heat is distributed over the mounting rail, so that its surface is to be used as a replacement surface for dissipating heat to the environment, especially in the areas where it is not covered with electronic devices.

Die Erfindung betrifft ferner den in einer Geräteanordnung von elektronischen Geräten auf einer Tragschiene verwendbaren Kühlkörper selbst, wie dies in Anspruch 9 charakterisiert ist. Dieser Kühlkörper kann dann auch als Nachrüstteil bei vorhandenen Geräteanordnungen eingesetzt werden. Es genügt für diesen Fall, die elektronischen Geräte auf Abstand zu setzen und jeweils in die Abstandsspalte Kühlkörper einzufügen.The invention further relates to the heat sink itself usable in a device arrangement of electronic devices on a mounting rail, as characterized in claim 9. This heat sink can then be used as a retrofit part in existing device arrangements. It is sufficient for this case, set the electronic devices at a distance and insert each in the distance column heat sink.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, deren Merkmale, Einzelheiten und Vorteile sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert wird. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims, the features, details and advantages of which will become apparent from the following description, in which an embodiment with reference to the accompanying drawings is explained in more detail. Show it:

1 eine Seitenansicht einer elektronischen Geräteanordnung in Längsrichtung einer Tragschiene, 1 a side view of an electronic device assembly in the longitudinal direction of a mounting rail,

2 eine Ansicht der Geräteanordnung aus Pfeilrichtung II gemäß 1, und 2 a view of the device arrangement from the direction of arrow II according to 1 , and

3 eine schematische Schnittdarstellung der Einzelheit III gemäß 2. 3 a schematic sectional view of the detail III according to 2 ,

In 1 und 2 ist eine Hutschiene 1 als Beispiel für eine übliche Tragschiene gezeigt, die mit ihrem Basisflansch 2 auf einem Träger 3 in einem nicht näher dargestellten Schaltschrank befestigt ist. Auf den zwei einander abgewandten Halteschenkeln 4, 5 der Hutschiene 1 sind in üblicher Weise sogenannte Reihengeräte Seite an Seite aufgeschnappt, von denen in 2 zwei solche elektronische Geräte 6 gezeigt sind.In 1 and 2 is a hat rail 1 shown as an example of a conventional mounting rail, with its base flange 2 on a carrier 3 is mounted in a control cabinet, not shown. On the two opposite holding legs 4 . 5 the DIN rail 1 are in the usual way so-called row devices side by side snapped, of which in 2 two such electronic devices 6 are shown.

Die Breitseiten 7 des üblicherweise aus isolierendem Kunststoff bestehenden Gehäuses 8 der Geräte 6 werden von Kühlkörpern 9 flankiert, die jeweils als schmale, mit ihrer Grundfläche eine Teilfläche der Breitseite 7 der Gehäuse 8 abdeckende Prismenkörper aus massivem Metallmaterial ausgebildet sind. In 1 ist der Kühlkörper 9 als flacher Quader gezeichnet, die Umrissform kann jedoch beliebig sein.The broadsides 7 usually made of insulating plastic housing 8th the devices 6 be from heatsinks 9 flanked, each as a narrow, with its base a part of the broadside 7 the housing 8th covering prism body made of solid metal material are formed. In 1 is the heat sink 9 drawn as a flat cuboid, the outline can be arbitrary.

Die Kühlkörper 9 sind mit Befestigungselementen in Form von geeigneten Fixiernuten 10, 11 auf die Hutschiene 1 aufgesetzt und stehen damit in thermischem Kontakt mit dieser. Durch die in 2 erkennbare flächig anliegende Positionierung der Kühlkörper 9 an den Breitseiten 7 der Geräte 6 ist auch ein guter thermischer Kontakt zwischen den Kühlkörpern 9 und den Geräten 6 gewährleistet. Damit wird die in den Geräten 6 anfallende Wärme wirkungsvoll auf die Kühlkörper 9 übertragen, die selbst als Wärmeableitungselement dienen. Ferner wird durch ihre thermische Ankopplung an die Hutschiene 1 die Wärme auch auf letztere übertragen, sodass diese ebenfalls als Kühlelement dient.The heat sinks 9 are with fasteners in the form of suitable fixing grooves 10 . 11 on the DIN rail 1 put on and are thus in thermal contact with this. By the in 2 recognizable flat positioning of the heat sink 9 on the broadsides 7 the devices 6 is also a good thermal contact between the heat sinks 9 and the devices 6 guaranteed. This will be the in the devices 6 accumulating heat effectively on the heatsink 9 transferred, which themselves serve as a heat dissipation element. Furthermore, by their thermal coupling to the DIN rail 1 the heat is also transferred to the latter, so that it also serves as a cooling element.

Wie besonders aus 2 deutlich wird, werden die elektrischen Geräte 6 mit einem gegenseitigen Abstand a auf die Hutschiene 1 montiert, der im Wesentlichen der Dicke der Kühlkörper 9 entspricht. Letztere sind im Abstandsgalt 12 jeweils abwechselnd mit den Geräten 6 Seite an Seite aneinandergereiht als „Sandwich-Anordnung” positioniert.How special 2 becomes clear, the electrical appliances 6 with a mutual distance a on the DIN rail 1 mounted, which is essentially the thickness of the heat sink 9 equivalent. The latter are in the distance 12 alternately with the devices 6 Positioned side by side as a "sandwich arrangement".

Wie aus 3 deutlich wird, sind die den Geräten 6 zugewandten Seiten 13 der Kühlkörper 9 mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung in Form einer Klebefolie 14 z. B. aus Polyimid belegt. Damit ist gewährleistet, dass die Durchschlagssicherheit zwischen elektronischen Bauelementen im Innern des Gehäuses 8 der elektronischen Geräte 6 und dem Kühlkörper 9 gewährleistet bleibt.How out 3 becomes clear, are the devices 6 facing sides 13 the heat sink 9 with an electrically insulating coating in the form of an adhesive film 14 z. B. made of polyimide. This ensures that the safety against breakdown between electronic components in the interior of the housing 8th the electronic devices 6 and the heat sink 9 remains guaranteed.

Schließlich bleibt zu ergänzen, dass – wie in 1 gezeigt ist – die Kühlkörper 9 mit davon abstehenden, thermisch leitfähigen Verbindungslaschen 15 versehen sein können, die in Montagestellung auf der Hutschiene 1 daran mit dem kühlkörperabseitigen Ende anliegen. Dadurch kann der Wärmeübergang zwischen Kühlkörper 9 und Hutschiene 1 weiter verbessert werden.Finally it remains to add that - as in 1 shown - the heatsink 9 with protruding, thermally conductive connecting straps 15 may be provided in the mounting position on the top hat rail 1 abut it with the heat sink side end. This allows the heat transfer between the heat sink 9 and DIN rail 1 be further improved.

Claims

Electronic device arrangement, comprising - a mounting rail ( 1 ), and - at least one on the mounting rail ( 1 ) mountable electronic device ( 6 ), characterized by - a heat sink ( 9 ) outside the electronic device ( 6 ), which is attached to the mounting rail ( 1 ) attachable and can be brought into thermal contact with this.

Device arrangement according to claim 1, characterized in that the heat sink ( 9 ) with fastening elements ( 10 . 11 ) for direct mounting of the heat sink ( 9 ) on the mounting rail ( 1 ) is provided.

Device arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the heat sink ( 9 ) with the electronic device ( 6 ) can be brought into thermal contact.

Device arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 9 ) on the outside of the electronic device ( 6 ) is positionally adjacent positionable.

Device arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 9 ) at its the electronic device ( 6 ) facing side surfaces ( 13 ) with an electrically insulating coating ( 14 ) is provided.

Device arrangement according to claim 5, characterized in that the coating by an adhesive film ( 14 ) is preferably formed from polyimide.

Device arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of electronic devices ( 6 ) at a mutual distance (a) on the mounting rail ( 1 ) and in the spacer columns ( 12 ) each heat sink ( 9 ) in thermal contact with the neighboring devices ( 6 ) and to the mounting rail ( 1 ) are positionable.

Device arrangement according to claim 7, characterized in that the devices ( 6 ) and heat sink ( 9 ) Side by side strung together on the mounting rail ( 1 ) are mountable.

Heat sink, in particular for use in a device arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 9 ) for mounting on a mounting rail ( 1 ) is formed in thermal contact therewith.

Heat sink according to claim 9, characterized in that it is provided with fastening elements ( 10 . 11 ) for direct mounting on the mounting rail ( 1 ) is provided.

Heat sink according to claim 9 or 10, characterized in that it is connected to its electronic device ( 6 ) turnable side surfaces ( 13 ) with an electrically insulating coating ( 14 ) is provided.

Heat sink according to claim 11, characterized in that the coating by an adhesive film ( 14 ) is preferably formed from polyimide.

Heat sink according to one of Claims 9 to 12, characterized by thermally conductive connecting straps ( 15 ), which with its heat sink side end in thermal contact with the mounting rail ( 1 ) are brought.