AT389615B - Anordnung von elektrischen funktionseinheiten von richtfunksystemen in gestellen mit genormten abmessungen - Google Patents

Description

Nr. 389615

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von elektrischen Funktionseinheiten von Richtfunksystemen in Gestellen mit genormten Abmessungen, insbesondere in 19-Zoll-Gestellen, welche Einschübe zur Aufnahme eines Teils solcher Funktionseinheiten aufweisen.

Richtfunksysteme z. B. für sternförmige Verteilung von TV- und UKW-Signalen sind überwiegend Mehrkanalsysteme (z. B. 28-Kanal-Systeme) mit relativ hoher Sendeleistung. Die dabei erzeugte Verlustwärme muß durch Konvektionskühlung abgeführt werden können. Um die Betriebstemperatur an den Funktionseinheiten hinreichend niedrig zu halten, sind entsprechende Kühlkörper an den Sendeeinheiten «forderlich.

Obige Sendesysteme sind meist in Richtfunkstellen installiert, wo auf engem Raum im Turm weitere Stellflächen von anderen Systemen belegt bzw. reserviert sind. Die konstruktive Ausführung solcher Mehrkanalsysteme muß also die Forderung nach möglichst kleiner Stellfläche berücksichtigen. Kleine Stellfläche bedeutet, daß die erzeugte Verlustwärme auf engem Raum aus dem System abgeleitet werden muß. Die dazu benötigten großen Kühlzonen erschweren bzw. schränken die Servicefreundlichkeit solcher Anlagen erheblich ein.

Die Post hat für derartige Richtfunksysteme gefordert, daß die Funktionseinheiten der Richtfunksysteme in Einschüben in sogenannten 19-Zoll-Gestellen untergebracht werden. Dies ist zum Teil schon heute der Fall, hat jedoch erhebliche Nachteile.

Wegen der hohen Sendeleistungen einerseits und wegen des geringen Raumangebots in den auf Tünnen untergebrachten Richtfunkstationen andererseits und der damit verbundenen Forderung nach kompakter Anordnung der Funktionseinheiten ist die Abfuhr der Verlustwärme dieser Funktionseinheiten ein besonderes Problem.

Es sind bereits Anordnungen der Funktionseinheiten von Richtfunksystemen vollständig in 19-Zoll-Einschubtechnik bekannt, bei welchen die für die einzelnen Sendekanäle vorgesehenen Einschübe großflächige Kühlkörper auf ihren Frontplatten aufweisen. Die Kühlkörper belegen nahezu die gesamte Frontplatte und lassen somit wenig Raum für Bedienelemente. Durch die vollständige Anordnung der Funktionseinheiten in Einschubtechnik ist ferner die Konvektion im Inneren der Gestelle behindert. Dies liegt daran, daß ein Teil der Bauelemente so groß ist, daß er nicht oder nur schwierig in senkrechter Ausrichtung eingebaut werden kann. Dies gilt insbesondere für die Wanderfeldröhren, welche sich samt ihren Anschlüssen über ca. 10 Höheneinheiten der 19-Zoll-Einschübe erstrecken, wohingegen die 19-Zoll-Einschübe selbst handelsüblich nur bis zu 4 Höheneinheiten verfügbar sind. Wanderfeldröhren müssen daher in Einschüben auf jeden Fäll liegend eingebaut werden. Dadurch ist natürlich die Konvektion im Inneren des Gestells behindert und der Zwang zur Ableitung der Wärme auf außen liegende Kühlkörper bedingt

Erfahrungsgemäß nimmt die Temperatur innerhalb eines Gestells von unten nach oben deutlich zu, und zumindestens in den oberen Einschüben hat man bei den bekannten, vollständig in 19-Zoll-Einschubtechnik ausgeführten Anordnungen Probleme, die Temperatur hinreichend niedrig zu.halten. Hinzu kommt daß bei Halbleiter-Bauelementen die Lebensdauer mit steigender Temperatur stark abfällt

Ein weiterer Nachteil der Einschubtechnik liegt darin, daß es schwierig ist, mit relativ großen Bauelementen die vorgegebene Einschubtiefe voll auszunutzen.

Ein weiterer Nachteil der Anordnung der Funktionseinheiten vollständig in 19-Zoll-Einschubtechnik liegt in der mangelnden Bedien- und Wartungsfreundlichkeit; es ist ein Nachteil, den man an sich bei Nutzung der Einschubtechnik nicht erwartet; wegen der vorgegebenen Abmessungen der Baugruppen liegen der Ausgang der Wanderfeldröhre und der Zirkulator, über welchen das Ausgangssignal der Wanderfeldröhre in die Kanalweichenkette des Gestells eingekoppelt wird, in unterschiedlichen Einschüben. Man hat deshalb das Problem zu lösen, wie man die Sendeleistung möglichst verlustlos von dem einen in den anderen Einschub überträgt. Bei der bekannten Anordnung bedient man sich dazu einer Hohlleiter-Verbindung, welche ganz exakt ausgeführt sein muß. Da die Gestelle und die Einschübe selbst mit verhältnismäßig großen Maßtoleranzen behaftet sind, muß eine relativ aufwendige, "schwimmende" Lagerung des Hohlleiters verwirklicht werden, und bei jeder Reparatur und bei jeder Wartungsarbeit an einem dieser Einschübe muß die Hohlleiterverbindung aufgetrennt werden, was relativ aufwendig ist.

Außerdem sind die Einschübe, welche die Wanderfeldröhre erhalten, sehr schwer; sie wiegen rund 22 kg und sind deshalb sehr mühsam zu handhaben, weshalb die Post vorschreiben, daß diese Einschübe nicht höher als ca. 1,45 m hoch angeordnet weiden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anordnungen von elektrischen Funktionseinheiten von Richtfunksystemen in Gestellen mit genormten Abmessungen so zu gestalten, daß bei gleich guter oder besserer Raumausnutzung als beim Stand der Technik die Kühlung der Funktionseinheiten erleichtert und in ihrer Wirkung verbessert und die Bedien- und Wartungsfreundlichkeit der so angeordneten Richtfunksysteme erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hauptwärmeerzeuger unter den elektrischen Funktionseinheiten nicht in Einschüben des Gestells, sondern auf einer gestellfesten, lotrechten, metallischen Wand des Gestells befestigt sind, welche keine Frontplatte des Gestells ist und in großflächig wärmeleitender Verbindung mit dem Grundrahmen des Gestells steht.

Die erfindungsgemäße Anordnung verwendet ebenso wie der Stand der Technik Gestelle mit genormten Abmessungen für die Aufnahme der Funktionseinheiten von Richtfunksystemen, verzichtet aber darauf, diese Gestelle ausschließlich in Einschubtechnik zu bestücken. Vielmehr werden die Hauptwärmeerzeuger unter den elektrischen Funktionseinheiten - und dabei handelt es sich vor allem um die Sendeverstärker mit ihren -2-

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Wanderfeldröhren und den dazu gehörigen Stromversorgungen - nicht in Einschüben des Gestells, sondern auf einer gestellfesten, lotrechten, metallischen Wand des Gestells befestigt, welche keine Frontplatte des Gestells ist und in großflächig wärmeleitender Verbindung mit dem Grundrahmen des Gestells steht. Hieraus ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen. Zum einen ist man nicht mehr durch die begrenzte Höhe der genormten Einschübe eingeschränkt, sondern kann die Hauptwärmeerzeuger so einbauen, daß die Wärmeabfuhr optimal und die Montage besonders einfach ist. Für die Wanderfeldröhren der Sendeverstärker heißt dies vor allem, daß sie nicht mehr liegend, sondern vertikal eingebaut werden, wodurch sich bereits im Inneren des Gestells günstigere Strömungs- und damit Kühlungsverhältnisse «geben als beim Stand der Technik.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Hauptwärmeerzeuger unter den elektrischen Funktionseinheiten sehr bequem zugänglich sind. Dazu muß nämlich nur die Frontplatte in jenem Bereich des Gestells, wo sich diese Funktionseinheiten befinden, entfernt werden; dabei müssen jedoch anders als beim Stand der Technik keinerlei Hohlleiterveibindungen aufgetrennt werden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung müssen nämlich keine Hohlleiterverbindungen zwischen benachbarten Einschüben des Gestells hergestellt werden, vielmehr können die Hohlleiterverbindungen im Bereich der Hauptwärmeerzeuger überwiegend starr ausgeführt und fest installiert werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß ein Austausch der Wanderfeldröhre sehr viel bequemer durchgeführt werden kann als beim Stand der Technik. Während beim Stand der Technik zu diesem Zweck ein etwa 22 kg schwerer Einschub aus dem Gestell entnommen werden muß, ist es bei der erfindungsgemäßen Anordnung lediglich erforderlich, eine ca. 2 kg schwere Frontplatte des Gestells abzunehmen, hinter welcher die Wanderfeldröhre frei zugänglich ist, und anschließend die Röhre als Einzelteil mit einem Gewicht von nicht mehr als 1 kg auszubauen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß wegen des Fortfalls von Hohlleiterverbindungen zwischen benachbarten Einschüben, welche beim Stand der Technik auf der Vorderseite der Einschübe angeordnet sind, die Gefahr vermieden wird, daß bei in Betrieb befindlichem Sendeverstärker eine Hohlleiterverbindung aufgetrennt wird, was zu einem Erblinden des Technikers führen kann, dem dieses Mißgeschick passiert, wenn sich die Hohlleiterverbindung gerade in Augenhöhe des Technikers befinden sollte.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß die Kühlungsmöglichkeiten und die Wirksamkeit der Kühlung der Hauptwärmeeizeuger deutlich verbessert sind. Dies ist nicht nur eine Folge davon, daß die Hauptwärmeerzeuger kühlungstechnisch günstiger angeordnet werden können, weil man auf die beschränkten Platzverhältnisse in einem Einschub keine Rücksicht mehr nehmen muß, sondern auch dadurch, daß die Hauptwärmeerzeuger auf einer Wand befestigt werden, welche gestellfest angeordnet ist und in wärmeleitender Verbindung mit dem Grundrahmen des Gestells steht. Auf diese Weise «reicht man, daß die Verlustwärme d« Hauptwärmeerzeuger von dem Gestell als Ganzem aufgenommen und abgegeben werden kann. Beim Stand d« Technik mußte hingegen die Verlustwärme der Hauptwärmeerzeuger zu einem ganz wesentlichen Teil über die Frontplatte der Einschübe, in denen die Hauptwärmeerzeuger untergebracht sind, abgeführt werden, wozu diese Frontplatten mit Kühlkörpern bestückt wurden. Dabei erhitzen sich beim Stand der Technik die Kühlkörper infolge der hohen Wärmestromdichte so stark, daß man sich an ihnen die Finger verbrennen kann, was nicht auszuschließen ist, nachdem sich die Kühlkörper auf der Vorderseite der Gestelle befinden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann sich die Verlustwärme hingegen auf die gesamte Gestellmasse verteilen und über eine große Fläche abgegeben werden. Die Erwärmung des Gestells hält sich dabei in annehmbaren Grenzen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird es verständlicherweise bevorzugt, daß jene Wand des Gestells, auf welcher die Hauptwärmeerzeuger befestigt sind, sich über die volle Höhe des Gestells erstreckt, denn dadurch wird zum einen die Fläche, über welche die Verlustwärme an die Umgebungsluft abgegeben werden kann, vergrößert, zum anderen wird eine gezielte Konventionsströmung im und am Gestell entlang dieser Wand dadurch verbessert

Ebenso ist es verständlich, daß diese Wand, auf welcher die Hauptwärmeerzeuger befestigt sind, eine Außenwand des Gestells ist, damit die Wärme, welche auf diese Wand übertragen wird, möglichst ungehindert an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Wenn nötig, verbessert man die Kühlwirkung durch Kühlkörper, welche auf der Außenseite dieser Wand befestigt werden.

Die Sendeverstärker mit ihren zugehörigen Stromversorgungen besitzen üblicherweise solche Abmessungen, daß es möglich ist, in einem handelsüblichen 19-Zoll-Gestell zwei solcher Sendeverstärker nebeneinander anzuordnen, sofern man die Wanderfeldröhren nicht liegend, sondern vertikal einbaut. Die Anordnung der Hauptwärmeerzeuger nebeneinander auf gleicher Höhe wird bevorzugt, denn dadurch wird erreicht, daß sich beide ohne weiteres auf übereinstimmenden Temperaturen halten lassen, was nicht möglich wäre, wenn man sie übereinander einbauen würde. Die Hauptwärmeerzeuger kann man auf der Rückwand des Gestells anordnen, wobei man in 19-Zoll-Gestellen nicht die volle Einbautiefe benötigt und deshalb die Rückwand ein stückweit nach vom verlegen kann, sodaß die Montage bequemer wird und auf der Rückseite der Rückwand Kabel verlegt werden können. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Anordnung, in welcher das Gestell im Grundriß in vier spiegelbüdlich gleiche Quadranten unterteilt ist, von denen zwei Quadranten von der Vorderseite des Gestells und zwei Quadranten von der Rückseite des Gestells aus zugänglich und bestückt sind (Anspruch 5). Bei dieser Anordnung sollen die beiden Seitenwände des Gestells zur Bildung je eines oben, unten und zur Außenseite offenen, im Grundriß im wesentlichen rechteckigen Lüftungsschachtes in der Mitte zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Gestells eingebuchtet sein, wodurch es ermöglicht wird, die Hauptwärmeerzeuger unter den -3-

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Funktionseinheiten des Richtfunksystems auf den durch die Einbuchtung entstandenen, zur Vorder- und Rückseite des Gestells parallelen Abschnitten der Seitenwände zu befestigen. Eine solche Anordnung bringt gegenüber dem Stand der Technik eine Verdoppelung der Raumausnutzung, weil das Gestell sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite aus bestückt werden kann und bei dem bereits erwähnten senkrechten Einbau der Wanderfeldröhre vier Sendeverstärker - in jedem Quadranten einen - auf gleicher Höhe aufzunehmen in der Lage ist. Die doppelte Belegung mit Leistungsbauelementen verdoppelt natürlich auch die Erzeugung von Verlustwärme, doch verhält sich die erfindungsgemäße Anordnung in kühltechnischer Hinsicht derart günstig, daß die Verdoppelung der Verlustwärmeerzeugung nicht zu einer unzulässig hohen Erwärmung führt. Hierzu trägt wesentlich die Einbuchtung der beiden Seitenwände des Gestells bei, denn in dem hierdurch gebildeten Lüftungsschacht kann sich eine ungehinderte Konvektionsströmung ausbilden, durch welche die Verlustwärme, welche unmittelbar auf die den Lüftungsschacht begrenzende Wand geleitet wird, hochwirksam abgeführt werden kann. Natürlich kann die Wirkung dieser Lüftungsschächte noch verbessert werden durch Kühlkörper, die in den Lüftungsschächten auf dessen Wänden befestigt werden. Fügt man zwei solche Gestelle aneinander, dann ergänzen sich zwei seitlich offene Lüftungsschächte zu einem gemeinsamen, am Umfang i. w. geschlossenen Lüftungsschacht mit doppelter Querschnittsfläche; obwohl ein solcher durch Zusammenstellen zweier Gestelle gebildeter Lüftungsschacht innenliegend angeordnet ist, ist die Wärmeabfuhr durch ihn hindurch doch sehr gut wegen der Kaminwirkung eines solchen Schachtes. Es ist lediglich erforderlich, daß man für einen möglichst freien Luftzutritt an der Gestellunterseite und einen möglichst ungehinderten Luftaustritt an der Gestelloberseite sorgt. Beides ist aber kein Problem, vor allem nicht in den Richtfunkstationen der Deutschen Bundespost, in welchen die Gestelle mit den Richtfunksystemen üblicherweise auf Metallrosten stehend angeordnet sind.

Infolge der guten Kühlwirkung der kaminähnlichen Lüftungsschächte kann man grundsätzlich allein durch Konvektion die anfallende Verlustwärme abführen. Die Lüftungsschächte ermöglichen aber in besonders vorteilhafter Weise auch die Anwendung des Prinzips der Kühlung mit Fremdbelüftung, denn es bereitet keinerlei Schwierigkeiten, im Bereich der Lüftungsschächte elektrische Ventilatoren anzuordnen. Es kann sich hierbei um einfache Ventilatoren ohne jegliche Filtereinrichtungen handeln, denn da die Lüftungsschächte vom Inneren der Gestelle vollständig getrennt sind, besteht keinerlei Gefahr, daß durch die Fremdbelüftung Staub und anderer Schmutz in das Innere der Gestelle auf die dort angeordneten Funktionseinheiten gelangt. Die Fremdbelüfitung führt nochmals zu einer Senkung der Betriebstemperatur in den Funktionseinheiten und erhöht dadurch deren Lebensdauer.

Nicht zu unterschätzen ist bei der Anordnung der Funktionseinheiten in vier Quadraten des Gestells auch die dadurch erzielte drastische Einsparung an Stellfläche für die Richtfunksysteme, da in den auf Türmen angeordneten Richtfunkstationen der verfügbare Raum ohnehin sehr knapp bemessen ist

Vorzugsweise besitzen die beiden Lüftungsschächte eines Gestells einen Abstand voneinander, sodaß in dem Zwischenraum zwischen den beiden Lüftungsschächten Platz geschaffen ist für die vertikale Anordnung von vier Kanalweichenketten, von denen je eine in einem der Quadranten liegt

Die bevorzugte Aufteilung der Gestelle in vier Quadranten soll nicht nur stattfinden im Bereich, wo die Hauptwärmeerzeuger angeordnet sind, sondern auch im Bereich der übrigen Funktionseinheiten eines Richtfunksystems, welche in üblicherweise in Einschüben untergebracht sind. Diese Einschübe werden bei der bevorzugten Anordnung sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite in die Gestelle eingeschoben, wobei ihre Länge natürlich durch die Anordnung der Lüftungsschächte begrenzt ist Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese verkürzte Länge der Einschübe ausieicht zur Aufnahme der nötigen Funktionseinheiten.

Bei der bevorzugten Anordnung der Funktionseinheiten in vier Quadranten der Gestelle ist die sonst übliche Rückwand der Gestelle, auf welcher man die Kabelbäume für die Verdrahtung der Funktionseinheiten verlegen könnte, natürlich entfallen und man muß nach anderen Möglichkeiten der Anordnung der Kabelbäume schauen. Im Rahmen der Erfindung wird bevorzugt, die Kabelbäume auf der Außenseite der Seitenwände des Gestells zu verlegen und diese zu diesem Zweck aus der Flucht der Außenseiten der Pfosten des Grundrahmens ein Stück weit in Richtung zur Gestellmitte hin zu verlegen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Seitenwände nicht an der Außenseite der Pfosten, sondern an der Innenseite der Pfosten befestigt werden. Die Kabelbäume sollten jedoch nicht in den Lüftungsschächten der Seitenwände verlegt werden. Die Zuführung der Kabel in das Innere der Gestelle kann durch Kabeldurchbrüche in den Seitenwänden der Gestelle erfolgen, wobei diese Kabeldurchbrüche vorzugsweise abgedichtet werden, z. B. durch gummielastische Membranen, durch welche die Kabel hindurchführen, sodaß trotz der Kabeldurchbrüche eine Fremdbelüftung der Lüftungsschächte ohne Filtermaßnahmen möglich ist.

Vorzugsweise ist die Anordnung der Funktionseinheiten des Richtfunksystems so getroffen, daß in dem Gestell alle Funktionseinheiten mit Ausnahme der Sendeverstärker und der Hohlleiterverbindungen (dazu zählen die Kanalweichenkette sowie die zugehörigen Zusammenführ- und Verteilnetzwerke) in Einschüben, insbesondere in 19-Zoli-Einschüb.en angeordnet sind. Die Hauptwärmeerzeuger unter den Funktionseinheiten eines Richtfunksystems sollen nicht nur derart angeordnet sein, daß die Verlustwärme von ihnen besonders gut abgeführt werden kann, es wäre darüberhinaus von Vorteil, wenn die Anordnung so getroffen wäre, daß man die Hauptwärmeerzeuger auch besonders bequem ein- und ausbauen könnte, denn das erhöht die Wartungsfreundlichkeit des Systems und senkt gleichzeitig die Herstellungskosten. Besonders günstig verhält -4-

Nr. 389615 sich in dieser Hinsicht die Anordnung, welche Gegenstand des Anspruchs 11 ist. Gemäß diesem Vorschlag werden die Hauptwärmeerzeuger nicht unmittelbar auf einer Wand des Gestells befestigt, sondern mit Hilfe zweier Montageplatten aus einem die Wärme gut leitenden Werkstoff. Von diesen beiden Montageplatten liegt die eine an der Innenseite der Wand des Gestells an, an welcher die Hauptwärmeerzeuger angeordnet werden sollen, und ist an dieser Wand auf geeignete Weise, insbesondere durch Verschrauben befestigt Die andere Montageplatte wird an der Rückseite der jeweiligen Wärme erzeugenden Funktionseinheit befestigt und beide Montageplatten sind mit Einrichtungen ausgestattet, mittels derer sie vollflächig aneinanderliegend lösbar miteinander verbunden werden können. Dabei soll darauf geachtet werden, daß der Wärmeübergang von der Funktionseinheit auf die eine Montageplatte, von der einen Montageplatte auf die andere Montageplatte, und von der anderen Montageplatte auf die Wand des Gestells möglichst großflächig erfolgt Diese beiden Montageplatten stellen eine Art Adapter dar, welcher unabhängig von der besonderen Ausführungsform der jeweiligen Funktionseinheit deren bequeme Befestigung im Gestell erlaubt, da die Funktionseinheit zunächst außerhalb des Gestells auf die eine Montageplatte und dann mit dieser Montageplatte in das Gestell eingesetzt wird. Um das Arbeiten im Innern des Gestells zu »leichtem, wird bevorzugt, die an der Wand des Gestells befestigte Montageplatte mit Paßstiften zu versehen, welche in entsprechend angeordnete Bohrungen in der anderen Montageplatte passen. Dadurch wird einmal das paßgenaue Anordnen der Funktionseinheit erleichtert, zum anderen können die Paßstifte die Funktionseinheit beim Ein- und Ausbauen provisorisch halten, solange die beiden Montageplatten noch nicht oder nicht mehr fest miteinander verbunden sind.

Der Wartungsfreundlichkeit dient es auch, die beiden Montageplatten durch Schrauben miteinander zu verbinden, welche unverlierbar in der jeweils vorderen Montageplatte gehalten und in Gewindebohrungen in der jeweils hinteren Montageplatte eingedreht werden. Der Techniker, der Wartungsarbeiten am System durchführt, braucht sich beim Austausch von Funktionseinheiten, welche mittels zweier solcher Montageplatten montiert sind, deshalb keine Gedanken zu machen, wie er die Befestigungsschrauben sichert

Die Montageplatte, welche unmittelbar der Wand des Gestells anliegt, wird zweckmäßigerweise von der Außenseite der Wand her mit dieser verschraubt und zwar durch Schrauben, welche in Gewindebohrungen der Montageplatte eingedreht werden; die Bohrungen in der Wand des Gestells, durch welche die Schrauben hindurchführen, sollen hingegen kein Gewinde haben, sodaß durch festes Anziehen dieser Schrauben die Montageplatte in innigen Kontakt mit der Wand des Gestells gebracht werden kann. Der Wärmeübergang zwischen der Wand des Gestells und den Montageplatten und zwischen den Montageplatten und den Funktionseinheiten kann man dadurch verbessern, daß diese Flächen plan geschliffen werden und daß man vor der Montage die Wärmeübergangsflächen mit einer Wärmeleitpaste bestreicht

Mit den Schrauben, mit welchen man die Montageplatten mit der Wand des Gestells verschraubt kann man zugleich auf der Außenseite der Wand des Gestells Kühlkörper befestigen, welche die Wärmeabfuhr begünstigen. Jene Bauteile der Gestelle, welche in erster Linie für die Wärmeableitung in Frage kommen, fertigt man vorzugsweise aus einem die Wärme gut leitenden Metall, insbesondere aus Aluminium; dies trifft insbesondere zu auf den Grundrahmen des Gestells, auf die Wände, auf welchen die Hauptwärmeerzeuger unter den Funktionseinheiten befestigt werden sollen, und auf die Montageplatten, mit welchen diese Befestigung »folgt Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Figur 1 zeigt die Ansicht eines Richtfunksystems, dessen Funktionseinheiten in drei 19-Zoll-Gestellen untergebracht sind,

Figur 2 zeigt die Anordnung dieser drei Gestelle aus Fig. 1 im Grundriß ohne die Funktionseinheiten,

Figur 3 zeigt einen entlang der Linie (ΙΠ) durch eines dieser Gestelle gelegten Horizontalschnitt,

Figur 4 zeigt schematisch einen Horizontalschnitt durch ein abgewandeltes Gestell, welches nicht in vier Quadranten unterteilt ist, sondern nur zwei Sendeverstärker auf gleich» Höhe angeordnet enthält,

Figur 5 zeigt die Vorderansicht des oberen Abschnitts eines Gestells wie in Fig. 4 dargestellt, wobei die Frontplatte vor den Sendeverstärkem abgenommen ist,

Figur 6 zeigt teilweise geschnitten in der Seitenansicht die Befestigung einer wärmeerzeugenden Funktionseinheit mittels zweier Montageplatten auf einer Wand eines Gestells,

Figur 7 zeigt die Anordnung aus Fig. 6 in der Vorderansicht, und

Figur 8 zeigt die Anordnung aus Fig. 6 und 7 in der Draufsicht, jedoch zusätzlich mit rückseitig angebrachtem Kühlkörper.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Anordnung umfaßt drei auf einem gemeinsamen Sockel (1) angeordnete 19-Zoll-Gestelle (2a), (2b), (2c), in welchen die Funktionseinheiten eines Richtfunksystems untergebracht sind. Hinter abnehmbaren Frontplatten (3a) bis (3h) sind die Hauptwärmeerzeuger unter den Funktionseinheiten des Richtfunksystems angeordnet. Am oberen Ende der Gestelle sind hinter kleineren abnehmbaren Frontplatten (5a) bis (5c) die Zusammenführ- und Verteilnetzwerke des Richtfunksystems angeordnet. Die übrigen Funktionseinheiten des Richtfunksystems sind in üblicher Weise in 19-Zoll-Einschüben (4) angeordnet.

Die dargestellten Gestelle sind jeweils in vier spiegelbildlich gleiche Quadranten (6a) bis (6d) unterteilt und können sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite her bestückt werden. Auf diese Weise ist eine außerordentlich kompakte Anordnung der Funktionseinheiten möglich. Beispielsweise kann man in der -5-

Nr. 389615 dargestellten Anordnung aus drei Gestellen insgesamt 24-TV-Kanäle und zwei UKW-Breitbandkanäle unterbringen. Um dieses zu erreichen, kann die Anordnung z. B. folgendermaßen getroffen werden: In den Gestellen (2a) und (2b) befinden sich die Femsehkanäle, und zwar sind hinter den Frontplatten (3a)-(3f) je zwei Sendeverstärker angeordnet, und in den Einschüben (4), welche zwischen den Frontplatten (3a)-(3f) angeordnet sind, befinden sich die zugehörigen 12 ZF/RF-Umsetzer. Oberhalb der Einschübe (4) befindet sich noch ein schmales DC-Anschlußfeld (7), und unterhalb der Einschübe (4) jeweils ein HF-Anschlußfeld (8). Unterhalb der kleinen Frontplatten (5a)-(5c) ist noch jeweils ein schmales Alarmfeld (9) angeordnet.

In den Gestellen (2a) und (2b) sind rückseitig die Funktionseinheiten von 12 weiteren TV-Kanälen in gleicher Weise wie auf der Vorderseite untergebracht.

Im linken Gestell (2c) befinden sich hinter der Frontplatte (3h) die Sendeverstärker für zwei UKW-Breitbandkanäle, in den darunterliegenden Einschüben die zugehörigen ZF/RF-Umsetzer, der oder die Oszillatoren des Richtfunksystems und die Baugruppen für die Erzeugung von Pilotsignalen. Hinter der unten links angeordneten Frontplatte (3g) ist Platz zum Unterbringen der nötigen Bedienungs- und Wartungsunterlagen für das Richtfunksystem.

Natürlich sind abweichende Anordnungen möglich.

Die Gestellhöhe hält sich bei der gewählten Anordnung in üblichen Grenzen, sie beträgt für ein 19-Zoll-Gestell nicht mehr als 50 Höheneinheiten.

Die Grundrißaufteilung der Gestelle in vier Quadranten (6a)-(6d) ist bereits in Fig. 2 angedeutet und in Fig. 3 detaillierter gezeichnet. In Fig. 3 sind vom Grundrahmen des Gestells vier Pfosten (10) dargestellt, welche in den vier Eckpunkten des Gestells angeordnet sind. An der Außenseite der Pfosten (10) werden an der Vorderseite und an der Rückseite des Gestells die Frontplatten (3) befestigt, hinter welchen die Hauptwärmeerzeuger angeordnet sind. Die Seitenwände (11) des Gestells werden an den Innenseiten der Pfosten (10) befestigt und sind deshalb um die Breite (b) der Pfosten zur Mitte des Gestells hin verlegt, darüberhinaus weist jede der Seitenwände (11) eine in der Mitte zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Gestells angeordnete Einbuchtung mit rechteckigem Grundriß auf. Diese Einbuchtung bildet einen Lüftungsschacht (12), welcher sich mit den Seitenwänden (11) über die volle Höhe der Gestelle erstreckt. Die Lüftungsschächte (12) in den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden (11) erstrecken sich nicht bis in die Mitte des Gestells, sondern weisen einen Abstand voneinander auf, der hinreichend groß bemessen ist, um in den Zwischenraum zwischen diesen beiden Lüftungsschächten (12) vier von unten nach oben verlaufende Kanalweichenketten (13) anzuordnen, von denen je eine in einem der Quadranten (6a)-(6d) liegt

Auf den abgeknickten Abschnitten (11a) der Seitenwände (11), welche parallel zu den Frontplatten (3) verlaufen, sind die Hauptwärmeerzeuger unter den Funktionseinheiten des Richtfunksystems angeordnet Diese Anordnung ist nur in einem der Quadranten in Fig. 3 dargestellt, in den übrigen Quadranten ist eine entsprechend spiegelbildliche Anordnung vorgesehen. Bei den Hauptwärmeeizeugem handelt es sich um die Sendeverstärker für jeden Kanal des Richtfunksystems, im wesentlichen bestehend aus einer Wanderfeldröhre (TWT) (14) mit der zugehörigen Stromversorgungseinheit (15) und den zugehörigen Leitungsverbindungen.

Die Wanderfeldröhre (14) und die Stromversorgungseinheit (15) sind mit Hilfe von Montageplatten (16), (17), (18) und (19), deren Aufbau im Einzelnen in den Fig. 6-8 dargestellt ist, unter Bildung großer Wärmeübergangsflächen auf der Innenseite des Abschnitts (11a) der Seitenwände (11) befestigt, und zwar in vertikaler Anordnung, um auch im Inneren der Gestelle eine möglichst ungehinderte Konvektion zu ermöglichen. In den vier Quadranten (6a-6d) sind jeweils vier Sendeverstärker auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet, d. h., sie werden ungefähr übereinstimmende Betriebstemperaturen aufweisen, was bei einer Anordnung übereinander nicht der Fall wäre. Der Ausgang der Wanderfeldröhre (14) ist durch eine biegsame, einige Zentimeter lange Koaxialleitung (21) über einen Zirkulator (22) mit einer abgewinkelten Hohlleitung (23) verbunden, welche zum Kanalweichenfilter (24) führt Das Kanalweichenfilter (24) ist einerseits starr mit dieser Hohlleitung (23) und andererseits starr mit einem Zirkulator (25) verbunden, welcher in der Kanalweichenkette liegt und das Ausgangssignal des Sendeverstärkers in die Kanalweichenkette einkoppelt

Die Wanderfeldröhre (14) und die Stromversorgungseinheit (15) übertragen den größten Teil ihrer Verlustwärme über die Montageplatten (16) und (17) bzw. (18) und (19) auf die Seitenwand (11) und damit auf den gesamten Grundrahmen des Gestells. Die Verlustwärme kann also von einer verhältnismäßig großen Masse aufgenommen und über eine große Fläche abgegeben werden. Zur Verbesserung der Wärmeabgabe an die Umgebungsluft können in den Lüftungsschächten (12) in an sich bekannter Weise Kühlkörper (26) angeordnet sein, welche an dem zur Frontplatte (3) parallelen Abschnitt (11a) der Seitenwand befestigt sind, und zwar möglichst unmittelbar hinter den Montageplatten (16) bis (19); diese Kühlkörper vergrößern die Oberfläche, über welche die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden kann.

Die Kabelbäume für die Verdrahtung der Funktionseinheiten des Richtfunksystems werden bei der dargestellten Anordnung auf der Außenseite der Seitenflächen (11) verlegt, denn durch die Anordnung der Seitenflächen auf der Innenseite der Pfosten (10) ist für die Kabelbäume (27) auf der Außenseite der Seitenflächen (11) hinreichend Raum vorhanden. Um die Kabel an den dazu nötigen Stellen in das Innere des Gestells hinein führen zu können, sieht man in der Seitenfläche (11) Kabeldurchbrüche vor, welche man z. B. durch eine gummielastische Folie einigermaßen dicht wieder verschließen kann.

Stellt man zwei solche Gestelle, wie sie in Fig. 3 gezeichnet sind, nebeneinander auf, wie es in Fig. 1 und 2 -6-

Claims (15)

1. Nr. 389615 gezeichnet ist, dann bilden die im einzelnen Gestell seitlich offenen Lüftungsschächte paarweise gemeinsam einen innenliegenden, seitlich geschlossenen Lüftungsschacht mit doppelter Querschnittsfläche. Die Lüftungsschächte zeigen eine kaminähnliche Wirkung und können obendrein durch Ventilatoren fremdbelüftet werden. Wo sich an ein Gestell seitlich kein weiteres Gestell anschließt, kann dar hier liegende Lüftungsschacht (12) grundsätzlich seitlich offen bleiben; es ist jedoch auch möglich, die Seitenwand (11) samt Lüftungsschacht (12) durch eine weitere Wand (28) zu verkleiden, wodurch auch die dort liegenden Kabelbäume (27) abgedeckt werden; eine solche zusätzliche Wand (28) ist in Fig. 3 an einer Seite durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Wenn es auf eine derart kompakte Anordnung, wie sie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, nicht ankommt, dann kann man auf die Unterteilung der Gestelle (2a) bis (2c) in vier Quadranten verzichten und ordnet statt dessen im Gestell auf gleicher Höhe nur noch zwei statt vier Sendeverstärker an. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei die Darstellungsweise der Darstellung in Fig. 3 entspricht. In beiden Ausführungsbeispielen sind gleiche oder einander entsprechende Bauteile mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Der Grundrahmen des Gestells (2) ist in Fig. 4 und Fig. 5 nur schematisch dargestellt, da es auf dessen Aufbau im Einzelnen nicht ankommt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel i. w. dadurch, daß die seitlich angeordneten Lüftungsschächte entfallen sind. Die gestellfeste Wand (31), auf welcher die Sendeverstärker, repräsentiert durch die Wanderfeldröhren (14) und deren Stromversorgungseinheiten (15), befestigt sind, verläuft parallel zur Vorderseite des Gestells in einigem Abstand von der Rückseite des Gestells. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind die Wanderfeldröhren (14) und ihre Stromversorgungseinheiten (15) aufrecht nebeneinander auf gleicher Höhe auf der Wand (31) angeordnet. Die Figuren 6 bis 8 zeigen als Detail den Aufbau eines Montagesystems, mit welchem die Hauptwärmeerzeuger eines Richtfunksystems auf der gestellfesten Wand (11) (Fig. 3) oder (31) (Fig. 4) befestigt werden können. Der Hauptwärmeverbraucher (32) ist in den Fig. 6 bis 8 nur schematisch dargestellt, es kann sich dabei um eine Wanderfeldröhre oder um eine Stromversorgungseinheit handeln. Das Montagesystem besteht aus zwei Montageplatten (16) und (17), von denen die hintere auf der Innenseite des Abschnitts (11a) der Wand (11) eines Gestells verschraubt ist, und zwar durch Schrauben (33), welche von der Rückseite der Wand (11) her in Gewindebohrungen (34) der Montageplatte (17) eingedreht sind. Durch dieselben Schrauben (33) kann zugleich auf der Außenseite der Wand (11) ein Kühlkörper (26) befestigt werden. Zur Erzielung eines guten Wärmeübergangs sind die Wärmedurchgangsflächen plan geschliffen und vor dem Befestigen auf der Wand (11) vorzugsweise mit einer Wärmeleitpaste bestrichen. Am oberen und unteren Ende der Montageplatte (17) sind in dieser übereinander zwei Paßstifte (35) befestigt, welche nach vom vorstehen und in zwei entsprechende Bohrungen (36) der vorderen Montageplatte (16) passen. Auf diese Paßstifte (35) wird die vordere Montageplatte (16) aufgeschoben, bevor sie mit vier Schrauben (37), welche an den Ecken der Montageplatte (16) angeordnet sind, mit der hinteren Montageplatte (17) verschraubt wird. Die hintere Montageplatte (17) besitzt zu diesem Zweck an den entsprechenden Stellen Gewindebohrungen (38), in welche die Schrauben (37) eingedreht werden. Die Schrauben (37) sind als unverlierbare Schrauben ausgeführt und können deshalb bei der Montage aus den Durchgangsbohrungen (39) in der vorderen Montageplatte (16) nicht herausgleiten. Die Art der Befestigung des Wärmeerzeugers (32) auf der Montageplatte (16) hängt von dessen konkreter Gestalt ab. Im vorliegenden Fall ist der Wärmeerzeuger (32) durch versenkte Schrauben (40) von der Rückseite her mit der Montageplatte (16) verschraubt. Diese Verschraubung kann außerhalb des Gestells erfolgen, sodaß im Gestell selbst nur noch die Schrauben (37) eingedreht werden müssen. Die Wand (11), die Montageplatten (16) und (17) sowie der Grundrahmen des Gestells bestehen zweckmäßigerweise aus Aluminium, weil dieses eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit besitzt PATENTANSPRÜCHE 1. Anordnung von elektrischen Funktionseinheiten von Richtfunksystemen in Gestellen mit genormten Abmessungen, insbesondere in 19-Zoll-Gestellen, welche Einschübe zur Aufnahme eines Teils solcher Funktionseinheiten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwärmeerzeuger (14,15) unter den elektrischen Funktionseinheiten nicht in Einschüben des Gestells (2a-c), sondern auf einer gestellfesten, lotrechten, metallischen Wand (11, 31) des Gestells (2a-c) befestigt sind, welche keine Frontplatte des Gestells (2a-c) ist und in großflächig wärmeleitender Verbindung mit dem Grundrahmen des Gestells (2a-c) steht. -7- Nr. 389615
2. 2. Anordnung nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11, 31) des Gestells (2a-c), auf welcher die Hauptwärmeerzeuger (14,15) befestigt sind, sich über die volle Höhe des Gestells (2a-c) erstreckt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11, 31), auf welcher die Hauptwärmeerzeuger (14,15) befestigt sind, eine Außenwand des Gestells (2a-c) ist
4. 4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11, 31), auf welcher die Hauptwärmeerzeuger (14,15) befestigt sind, auf ihrer Außenseite Kühlkörper (26) trägt.
5. 5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (2a-c) im Grundriß in vier spiegelbildlich gleiche Quadranten (6a-6d) unterteilt ist, von denen zwei Quadranten (6a, 6b) von der Vorderseite des Gestells (2a-c) und zwei Quadranten (6c, 6d) von der Rückseite des Gestells (2a-c) aus zugänglich sind, und daß die beiden Seitenwände (11) des Gestells (2a-c) zur Bildung zur je eines oben, unten, und zur Außenseite offenen, im Grundriß i. w. rechteckigen Lüftungsschachts (12) in der Mitte zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Gestells (2a-c) eingebuchtet sind, wobei die Hauptwärmeerzeuger (14,15) unter den Funktionseinheiten des Richtfunksystems auf den durch die Einbuchtung entstandenen, zur Vorder- und Rückseite des Gestells (2a-c) parallelen Abschnitten (11a) der Seitenwände (11) befestigt sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lüftungsschächte (12) des Gestells (2a-c) einen Abstand voneinander aufweisen und daß von den Funktionseinheiten des Richtfunksystems im Zwischenraum zwischen den beiden Lüftungsschächten (12) in jedem Quadranten (6a-6d) eine Kanalweichenkette (13) angeordnet ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (11) des Gestells (2a-c) wenigstens im Bereich der Lüftungsschächte (12), vorzugsweise auf ganzer Fläche, geschlossen sind.
8. 8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Verdrahtung der Funktionseinheiten nötigen Kabelbäume (27) auf der Außenseite der Seitenwände (11) des Gestells (2a-c) verlegt sind und daß die Seitenwände (11) zu diesem Zweck in einem (ggfs, außerhalb der Kühlschächte (12) gelegenen) Bereich aus der Flucht der Außenseiten der Pfosten (10) des Grundrahmens des Gestells (2a-c) heraus ein Stück weit in Richtung zur Gestellmitte hin versetzt angeordnet sind und Käbeldurchbrüche aufweisen.
9. 9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gestell (2a-c) bei Bestückung mit den Funktionseinheiten nur von der Vorderseite aus zwei Sendeverstärker, bei Bestückung von der Vorderseite und von der Rückseite aus vier Sendeverstärker, jeweils i. w. bestehend aus einer Wanderfeldröhre (14) und zugehöriger Stromversorgungseinheit (15), nebeneinander in gleicher Höhe angeordnet sind.
10. 10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Funktionseinheiten mit Ausnahme der Sendeverstärker (14,15) und der Hohlleiterverbindungen (13,21-25) in Einschüben (4), insbesondere in 19-Zoll-Einschüben, angeordnet sind.
11. 11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Hauptwärmeerzeuger (14,15) unter den Funktionseinheiten des Richtfunksystems auf einer Wand (11,31) des Gestells (2a-c) mit Hilfe zweier Montageplatten (16, 17; 18, 19) aus die Wärme gut leitendem Werkstoff erfolgt, von denen die eine an der Innenseite dieser Wand (11,31) des Gestells (2a-c) anliegt und befestigt ist und von denen die andere an der Rückseite der Wärme erzeugenden Funktionseinheit (14,15) anliegt und befestigt ist und beide Montageplatten (16,17; 18,19) vollflächig aneinanderliegend lösbar miteinander verbunden sind.
12. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Wand (11, 31) des Gestells (2a-c) befestigte Montageplatte (16,18) Paßstifte (35) trägt, welche in entsprechend angeordnete Bohrungen (36) in der anderen Montageplatte (17,19) passen.
13. 13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Montageplatten (16, 17; 18, 19) durch Schrauben (37) miteinander verbunden sind, welche unverlierbar in der jeweils vorderen Montageplatte (17, 19) gehalten und in Gewindebohrungen (38) in der jeweils hinteren Montageplatte (16,18) eingedreht sind. -8- Nr. 389615
14. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils hintere, an der Wand (11, 31) des Gestells (2a-c) anliegende Montageplatte (16, 18) von der Außenseite der Wand (11, 31) her mit dieser verschraubt ist, und daß zu diesem Zweck die Montageplatte (16, 18) Gewindebohrungen (34) und die Wand des Gestells (2a-c) entsprechende gewindelose Bohrungen aufweist. 5
15. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Schrauben (33), mit welchen die Montageplatte (16,18) an der Wand (11,31) des Gestells (2a-c) verschraubt ist, zugleich ein Kühlkörper (26), welcher an entsprechenden Stellen gewindelose Bohrungen aufweist, an der Außenseite dieser Wand (11, 31) befestigt ist 10 Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 15