DE102004013312B4

DE102004013312B4 - Vorrichtung zum Kühlen von in einem Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse übereinander angeordneten Steckeinschüben

Info

Publication number: DE102004013312B4
Application number: DE102004013312A
Authority: DE
Inventors: Andreas MÜLLER; Joachim Dr. Maul
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: US20050221661A1; DE102004013312A1; US7328588B2; JP2005265409A; JP4029094B2; ITMI20050367A1

Abstract

Vorrichtung zum Kühlen von in Steckeinschüben untergebrachten, wärmeerzeugenden Einbauten, wobei die Steckeinschübe in einem Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse übereinander angeordnet sind, wobei eine Kühleinrichtung das zu kühlende Kühlmittel der Steckeinschübe aufnimmt und gekühlt wieder den Steckeinschüben rückführt und wobei die Komponenten der Kühleinrichtung in einem in dem Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse eingebrachten Einsatzgehäuse untergebracht sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterseite (15) des Einsatzgehäuses (10) mindestens drei über die Fläche der Unterseite (15) verteilte Dämpfungselemente (21) trägt, die nur geringfügig an der Unterseite (15) vorstehen und eine Standfläche (23) des Einsatzgehäuses (10) auf dem Boden des Baugruppenträgers oder Aufnahmegehäuses oder einer Deckwand eines Steckeinschubes definieren,
dass die Seiten (11 bis 14) bestimmenden Seitenwänden des Einsatzgehäuses (10) im Bereich der Unterseite (15) einen nach innen abgekanteten Rand (16) aufweisen,
dass mit dem Rand (16) eine die Unterseite (15) abdeckende Bodenwand verbunden ist,
dass der Rand (16) und die Bodenwand...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von in Steckeinschüben untergebrachten, wärmeerzeugenden Einbauten, wobei die Steckeinschübe in einem Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse übereinander angeordnet sind, wobei eine Kühleinrichtung das zu kühlende Kühlmittel der Steckeinschübe aufnimmt und gekühlt wieder den Steckeinschüben rückführt und wobei die Komponenten der Kühleinrichtung in einem in den Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse eingebrachten Einsatzgehäuse untergebracht sind.
Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die JP 2002-374 086 A bekannt. Gerade bei derartig dicht mit Steckeinschüben belegten Baugruppenträgern oder Aufnahmegehäusen bereitet die Kühlung doch verschiedene Schwierigkeiten. Zum einen erzeugen die im Einsatzgehäuse enthaltenen Komponenten der Kühleinrichtung immer mehr oder weniger Erschütterungen, die sich auf die Steckeinschübe übertragen. Sind in den Steckeinschüben empfindliche elektronische Einbauten enthalten, dann kann dies leicht zu Fehlfunktionen der Einbauten oder sogar zum Ausfall derselben führen.
Wie die DE 101 56 701 A1 zeigt, hat man schon versucht, diese Gefahrenquelle dadurch auszuschalten, dass man die Komponenten der Kühleinrichtung im Einsatzgehäuse mittels abgefederter Dämpfungselemente zu befestigen, um die von den Komponenten erzeugten Schwingungen vom Einbaugehäuse und damit den Steckeinschüben fernzuhalten oder zumindest stark zu dämpfen. Dies bedingt einen erhöhten Teile- und Montageaufwand für die Kühleinrichtungen, was sich im Kostenaufwand für die Kühleinrichtung niederschlägt.
Die abgefederten Dämpfungselemente sind auch schon am Gehäuse einer Kühleinrichtung befestigt worden und ragen in eine topfartige Aufnahme einer Montageplatte, wie die US 1 883 330 zeigt. Auf dieser Montageplatte sind die Komponenten der Kühleinrichtung, zum Beispiel ein Kompressor, befestigt. Mit dieser Ausgestaltung der Kühleinrichtung werden die Erschütterungen der Montageplatte vom Gehäuse der Kühleinrichtung festgehalten. Das Gehäuse selbst kann jedoch nicht zur Befestigung der Komponenten der Kühleinrichtung verwendet werden. Die Montageplatte erhöht den Aufwand für die Kühleinrichtung beachtlich.
Aus der DE 43 27 444 A1 ist es auch bekannt, die Steckeinschübe über eigene Vorlauf- und Rücklaufleitungen mit der Kühleinrichtung zu verbinden, die dann eine auf die maximale Anzahl der Steckeinschübe im Baugruppenträger angepasste Anzahl von Anschlüssen aufweisen muss.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art auf wesentlich einfachere Art das Einsatzgehäuse mit der Kühleinrichtung von den Steckeinschüben so zu trennen, dass die Übertragung von Erschütterungen und Schwingungen der Komponenten der Kühleinrichtung auf die Steckeinschübe vermieden ist und dabei der kompakte Ausbau des Baugruppenträgers oder Aufnahmegehäuses ohne kostenträchtigen Teile- und Montageaufwand für das Einsatzgehäuse mit der Kühleinrichtung beibehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Unterseite des Einsatzgehäuses mindestens drei über die Fläche der Unterseite verteilte Dämpfungselemente trägt, die an der Unterseite vorstehen und eine Standfläche der Einsatzgehäuses auf dem Boden des Baugruppenträgers oder Aufnahmegehäuses oder einer Deckwand eines Steckeinschubes bilden dass die Seiten bestimmenden Seitenwänden des Einsatzgehäuses im Bereich der Unterseite einen nach innen abgekanteten Rand aufweisen, dass mit dem Rand eine die Unterseite abdeckende Bodenwand verbunden ist, dass der Rand und die Bodenwand im Bereich der Dämpfungselemente ausgespart sind, dass im Bereich der Aussparungen vom Rand und Bodenwand im Einsatzgehäuse zur Unterseite hin offene Aufnahmen mit Gewindeaufnahme gebildet sind, dass in die Aufnahmen zylinderförmige Dämpfungselemente einsetzbar und mit einem Gewindeteil in die Gewindeaufnahme eingeschraubt sind und dass die freien Stirnseiten der Dämpfungselemente die an der Unterseite vorstehende Standfläche des Einsatzgehäuses definieren.
Das Einsatzgehäuse mit der Kühleinrichtung steht daher über die an der Unterseite geringfügig vorstehenden Dämpfungselemente auf dem Boden des Baugruppenträgers oder Aufnahmegehäuses oder auch einer Deckwand eines Steckeinschubes auf, ohne den kompakten Ausbau zu beeinträchtigen. Die Erschütterungen der Komponenten der Kühleinrichtung sind jedoch von den Steckeinschüben und dem Baugruppenträger oder dem Aufnahmegehäuse festgehalten oder zumindest sehr stark gedämpft, so dass die Funktionen der Steckeinschübe nicht beeinträchtigt werden.
Diese Dämpfungselemente erfordern einen geringen Mehraufwand am Einbaugehäuse, das zudem für die Befestigung der Komponenten der Kühleinrichtung verwendet werden kann.
Eine optimale Standfläche für das Einsatzgehäuse mit der Kühleinrichtung ergibt sich dadurch, dass die Stirnseiten von vier im Rechteck auf der Unterseite des Einsatzgehäuses verteilten Dämpfungselementen die Standfläche definieren, wobei zwei der Dämpfungselemente im Bereich der Ecken zwischen der vorderen Seite und den anschließenden Seiten und die anderen zwei Dämpfungselemente im Abstand und parallel zur Rückseite im Bereich der auf die Rückseite stoßenden Seiten angeordnet sind.
Die Bildung Von Kühlkreisen für die eingebauten Steckeinschübe wird dadurch erleichtert, dass die Anschlüsse als Anschlusselemente für Verbindungsleitungen zu den Steckeinschüben ausgebildet, die vorzugsweise als Schnellverschlüsse mit Öffnungsfunktion ausgelegt sind und dass die Anschlüsse paarweise für je eine Vorlaufleitung für das zu kühlende Kühlmittel und eine Rücklaufleitung für das gekühlte Kühlmittel angebracht sind, wobei die Paare vorzugsweise vertikal übereinander an der Rückseite des Einsatzgehäuses angeordnet sind.
Ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass die Anschlüsse im Bereich der Rückseite zu einer gemeinsamen Vorlauf und einer gemeinsamen Rücklaufleitung zusammengefasst und mit den Komponenten der Kühleinrichtung verbunden sind, dann braucht der innere Aufbau mit der Kühleinrichtung nicht geändert werden, wenn eine unterschiedliche Anzahl von Kühlkreisen gewünscht wird. Gerade dabei ist der Schnellverschluss von Vorteil, da es erst den Kühlkreislauf schalten kann, wenn die Anschlüsse belegt werden.
Von Vorteil ist dabei auch, wenn der Ausbau so vorgenommen ist, dass die Anzahl der Paare von Anschlüssen auf die maximale Anzahl der im Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse untergebrachten Steckeinschübe abgestimmt ist.
Für die Kühlung kann gemäß der Erfindung ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel verwendet werden. Die Komponenten der Kühleinrichtung im Einsatzgehäuse sind dann auf das verwendete Kühlmittel abzustimmen und entsprechend zu wählen.
Der Stand der Technik bietet dazu ausreichend Möglichkeiten, ohne den wesentlichen Erfindungsgedanken zu tangieren. So ist z. B. bei einem flüssigen Kühlmittel ein Kompressor, eine Pumpe, ein Verflüssiger und ein Verdampfer in die Kühleinrichtung eingesetzt, deren Funktionen bekannt sind und in der Auswahl der Komponenten die Realisierung unterschiedlich großer Kühlleistungen zulässt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 die Ansicht auf die Unterseite eines für den Einbau einer Kühleinrichtung geeigneten Einsatzgehäuse,
2 eine schematische Seitenansicht des Einsatzgehäuses nach 1,
3 die Ansicht auf die Unterseite des Einsatzgehäuses mit den eingebauten Komponenten für eine Kühleinrichtung für flüssiges Kühlmittel und
4 die Seitenansicht bei abgenommener Seitenwand auf der Seite 14 nach 3.
Das Einsatzgehäuse 10 nach 1 und 2 ist im Prinzip wie ein Steckeinschub mit Einbauten aufgebaut, wobei die Frontseite 11 und die Rückseite 12 wie die Seiten 13 und 14 vertikal ausgerichtet sind und durch Seitenwände gebildet werden. An der Unterseite 15 ist die Bodenwand 17 (nach 2) abgenommen, so dass die Abkantungen 16 dieser Seitenwände einzusehen sind. An diese Abkantungen 16 wird die Bodenwand 17 angebracht, die das Einsatzgehäuse 10 nach unten abschließt und die als Montageplatte für die Komponenten der Kühleinrichtung genutzt wird, wie noch gezeigt wird. Die Oberseite 18 des Einsatzgehäuses 10 ist mit einer Deckwand 18 verschlossen.
In den Eckbereichen zwischen der Frontseite 11 und den anschließenden Seiten 13 und 14 werden topfartige Aufnahmen 19 eingebracht, die sowohl mit den der Frontseite 12 und der jeweils angrenzenden Seite 13 bzw. 14 zugeordneten Seitenwand verbunden sein können. Zudem sind mit den Seitenwänden der Seiten 13 und 14 weitere zwei Aufnahmen 19 verbunden, die parallel und im Abstand zur Rückseite 12 stehen. Die Abkantungen 16 und die Bodenwand 17 sind im Bereich der offenen Seite der Aufnahmen 19 ausgespart, so dass die im Boden der Aufnahmen 19 eingebrachten Gewindeaufnahmen 20 zugänglich sind. In die Aufnahmen 19 werden zylinderförmige Dämpfungselemente 21 eingeschraubt, die dem Boden der Aufnahme 19 zugekehrt ein Gewindeteil 22 tragen. Die den Gewindeteilen 22 abgekehrten Stirnseiten der Dämpfungselemente 21 definieren im eingeschraubten und einjustierten Zustand eine rechteckige Standfläche 23, die nur geringfügig im Abstand zur Außenseite der Bodenwand 17 steht, wie in 2 gezeigt ist. Es ist leicht einzusehen, dass diese Anbringung der Dämpfungselemente 21 am Einsatzgehäuse 10 auf die Bauhöhe desselben keinen nennenswerten Einfluss hat und daher vernachlässigt werden kann. Da die Seitenwände der Frontseite 11 und der Seiten 13 und 14 keine Befestigungs- und/oder Führungselemente zum Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse haben, wird das Einsatzgehäuse 10 nur über die Dämpfungselemente 21 mit der Standfläche 23 in den Baugruppenträger oder das Aufnahmegehäuse eingestellt. Dabei steht das Einsatzgehäuse 10 z. B. als unterste Einheit nur auf dem Boden des Baugruppenträgers oder Aufnahmegehäuses auf. Das Einsatzgehäuse 10 kann aber an beliebiger Höhenstellung im Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse angeordnet werden, wenn es auf der Deckwand eines darüber angeordneten Steckeinschubes aufgestellt werden kann.
Bei dem Einsatzgehäuse 10 nach 3 und 4 sind die Komponenten für die Kühleinrichtung bereits eingebaut. Wie zu ersehen ist, beeinträchtigen die Aufnahmen 19 für die Dämpfungselemente 21 diesen Einbau nicht, da sie an den vorgesehenen Stellen nur wenig Innenraum des Einsatzgehäuses 10 beanspruchen. Ist im Ausführungs beispiel ein flüssiges Kühlmittel verwendet, dann werden in an sich bekannter Weise ein Kompressor 24, eine Pumpe 25, ein Verflüssigen 26 und ein Verdampfer 27 als Komponenten für die Kühleinrichtung verwendet.
Diese Komponenten sind in ihrer Funktion bekannt und können für unterschiedliche Kühlleistungen gewählt werden. Zudem kann der Aufbau der Kühleinrichtung mit diesen Komponenten noch in verschiedener Weise variiert werden. Die Auslegung und Auswahl der Komponenten der Kühleinrichtung hat für den erfindungsgemäßen Einbau des Einsatzgehäuses mit der Kühleinrichtung im Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse keinen Einfluss.
Zu erwähnen bleibt noch, dass die Anschlüsse 30 und 31 für das zu kühlende Kühlmitte, das über Vorlaufleitungen von den Steckeinschüben kommt, und das gekühlte Kühlmittel, das den Steckeinschüben wieder rückgeführt wird, auf der Rückseite 12 des Einsatzgehäuses 10 angeordnet sind.
Die Anschlüsse 30 und 31 für Vorlauf- und Rücklaufleitungen sind paarweise übereinander angebracht und auf die maximale Anzahl der Steckeinschübe abgestimmt, die in dem Baugruppenträger oder dem Aufnahmegehäuse untergebracht werden können. Nicht belegte Anschlüsse 30, 31 sind normalerweise verschlossen. Wird mit einem Schnellverschlusselement eine Leitung angeschlossen, dann wird der Anschluss zur Kühleinrichtung hergestellt. Auf diese weise können alle Anschlüsse 30 für Vorlaufleitungen und alle Anschlüsse 31 für Rücklaufleitungen zusammengefasst und mit den Komponenten der Kühleinrichtung verbunden werden. die Anzahl der belegten Anschlüsse ist dann frei wählbar, ohne zusätzliche Maßnahmen zu treffen.

Claims

Vorrichtung zum Kühlen von in Steckeinschüben untergebrachten, wärmeerzeugenden Einbauten, wobei die Steckeinschübe in einem Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse übereinander angeordnet sind, wobei eine Kühleinrichtung das zu kühlende Kühlmittel der Steckeinschübe aufnimmt und gekühlt wieder den Steckeinschüben rückführt und wobei die Komponenten der Kühleinrichtung in einem in dem Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse eingebrachten Einsatzgehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (15) des Einsatzgehäuses (10) mindestens drei über die Fläche der Unterseite (15) verteilte Dämpfungselemente (21) trägt, die nur geringfügig an der Unterseite (15) vorstehen und eine Standfläche (23) des Einsatzgehäuses (10) auf dem Boden des Baugruppenträgers oder Aufnahmegehäuses oder einer Deckwand eines Steckeinschubes definieren, dass die Seiten (11 bis 14) bestimmenden Seitenwänden des Einsatzgehäuses (10) im Bereich der Unterseite (15) einen nach innen abgekanteten Rand (16) aufweisen, dass mit dem Rand (16) eine die Unterseite (15) abdeckende Bodenwand verbunden ist, dass der Rand (16) und die Bodenwand (17) im Bereich der Dämpfungselemente (21) ausgespart sind, dass im Bereich der Aussparungen vom Rand (16) und Bodenwand im Einsatzgehäuse (10) zur Unterseite (15) hin offene Aufnahmen (19) mit Gewindeaufnahme (20) gebildet sind, dabei die Aufnahmen (19) mit den Seitenwänden (11 bis 14) verbunden sind. dass in die Aufnahmen (19) zylinderförmige Dämpfungselemente (21) einsetzbar und mit einem Gewindeteil (22) in die Gewindeaufnahme (20) eingeschraubt sind und dass die freien Stirnseiten der Dämpfungselemente (21) die an der Unterseite (15) vorstehende Standfläche (23) des Einsatzgehäuses (10) definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse (30, 31) für das zu kühlende und das gekühlte Kühlmittel auf der Rückseite (12) des Einsatzgehäuses (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten von vier im Rechteck auf der Unterseite (15) des Einsatzgehäuses (10) verteilten Dämpfungselemente (21) die Standfläche (23) definieren, wobei zwei der Dämpfungselemente (21) im Bereich der Ecken zwischen der vorderen Seite (11) und den anschließenden Seiten (13, 14) und die anderen zwei Dämpfungselemente (21) im Abstand und parallel zur Rückseite (12) im Bereich der auf die Rückseite (15) stoßenden Seiten (13, 14) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (30, 31) als Anschlusselemente für Verbindungsleitungen zu den Steckeinschüben ausgebildet sind, die vorzugsweise als Schnellverschlüsse mit Öffnungsfunktion ausgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (30, 31) paarweise für je eine Vorlaufleitung für das zu kühlende Kühlmittel und eine Rücklaufleitung für das gekühlte Kühlmittel angebracht sind, wobei die Paare vorzugsweise vertikal übereinander an der Rückseite (12) des Einsatzgehäuses (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (30, 31) im Bereich der Rückseite (15) zu einer gemeinsamen Vorlauf- und einer gemeinsamen Rücklaufleitung zusammengefasst und mit den Komponenten der Kühleinrichtung verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Paare von Anschlüssen (30, 31) auf die maximale Anzahl der im Baugruppenträger oder Aufnahmegehäuse untergebrachten Steckeinschübe abgestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel verwendet ist und dass die Komponenten der Kühleinrichtung auf das verwendete Kühlmittel abgestimmt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem flüssigen Kühlmittel ein Kompressor (24), eine Pumpe (25), ein Verflüssiger (26) und ein Verdampfer (27) als Komponenten für die Kühleinrichtung mit an sich bekannter Funktion verwendet sind.