-
Die Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse mit mehreren Gehäusemodulen, die auf einer gemeinsamen Rahmenstruktur angeordnet sind, wobei jedes Gehäusemodul Außenflächen aufweist, die jeweils einen Teil der Außenfläche des zusammengebauten Elektronikgehäuses bilden, Dichtungselementen, die zwischen den Gehäusemodulen angeordnet sind, und mindestens einem Verbindungselement für den Anschluss mindestens eines elektrischen Bauteils, wobei das Verbindungselement und das Elektronikgehäuse einen gegenüber Umwelteinflüssen dichten Aufbau bilden.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Elektronikgehäuse mit mehreren Gehäusemodulen, die mit einer Schrauben und Muttern umfassenden rahmenartigen Struktur, die zumindest benachbarte Gehäusemodule verbinden, angeordnet sind, wobei jedes Gehäusemodul Außenflächen aufweist, die jeweils einen Teil der Außenfläche des zusammengebauten Elektronikgehäuses bilden, Dichtungselementen, die zwischen den Gehäusemodulen angeordnet sind, und mindestens einem Verbindungselement für den Anschluss mindestens eines elektrischen Bauteils, wobei das Verbindungselement und das Elektronikgehäuse einen gegenüber Umwelteinflüssen dichten Aufbau bilden.
-
An Elektronikgehäuse für Schienenfahrzeuge sind hohe Anforderungen gestellt. Diese betreffen unterschiedliche Gesichtspunkte. Zum einen spielt im Schienenverkehr der Sicherheitsaspekt eine gewichtige Rolle. Elektronikkomponenten, die in irgendeiner Weise sicherheitsrelevant sind, müssen daher durch das sie umgebende Elektronikgehäuse in jedem Fall vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Spritzwasser oder sonstigen Umwelteinwirkungen geschützt werden. Für sicherheitsrelevante Elektronikkomponenten gilt dies, wie erwähnt, in besonderem Maße, ein Schutz von Elektronikkomponenten gegen äußere Einflüsse ist aber auch ein allgemeines Ziel im Hinblick auf jegliche Elektronikkomponenten. Ein weiteres wichtiges Ziel, welches erreicht werden soll, besteht darin, Elektronikgehäuse und deren Inhalt in möglichst variabler Weise aufbauen zu können, wobei insbesondere eine kundenspezifische Gestaltung ein wichtiger Teilaspekt sein kann.
-
Die
EP 0 353 443 B1 beschreibt ein Gehäuse für ein elektronisches Gerät. Das Gehäuse ist aus mehreren Gehäusemodulen aufgebaut, wobei in den einzelnen Gehäusemodulen angeordnete elektronische Komponenten über einen Leitungsbus miteinander verbunden werden können. Zu diesem Zweck werden Steckersockel auf Leiterplatten in den verschiedenen Gehäusemodulen indirekt über Verbindungskabel miteinander gekoppelt.
-
Aus der
DE 103 26 388 A1 ist ein Messgerät mit einem modularen Aufbau bekannt, wobei die einzelnen Module über ein Bussystem gekoppelt werden. Die Kopplung erfolgt mithilfe von an den Modulen angeordneten Kontaktleisten sowie einer Steckerplatte, die mit den Kontaktleisten der verschiedenen Module kontaktiert wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zusammenbau beziehungsweise den Umbau eines modularen Gehäuses zu vereinfachen und fehlersicher zu gestalten.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die gattungsgemäßen Elektronikgehäuse werden erfindungsgemäß dadurch weiterentwickelt, dass in benachbarten Gehäusemodulen direkt ineinander einsteckbare elektrische Steckkontakte derart angeordnet sind, dass zum Verbinden von in verschiedenen Gehäusemodulen angeordneten Elektronikkomponenten der elektrische Steckkontakt eines Gehäusemoduls direkt in den elektrischen Steckkontakt eines benachbarten Gehäusemoduls einsteckbar ist. Diese elektrischen Steckkontakte sind also so angeordnet, dass sie beim Zusammenfügen der einzelnen Gehäusemodule automatisch miteinander in Kontakt treten. Weitere Maßnahmen zur Verbindung der Elektronikkomponenten in den einzelnen Gehäusemodulen können auf diese Weise entbehrlich sein. Durch den modularen Aufbau ist es möglich, Elektronikgehäuse und deren Inhalt variabel, insbesondere kundenspezifisch, zu gestalten. Aufgrund der Abdichtung der Gehäusemodule gegeneinander sowie die abdichtende Anordnung von Verbindungselementen an den Gehäusemodulen ist nicht zu befürchten, dass die Funktion der Elektronikkomponenten durch äußere Einflüsse gestört wird.
-
Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Rahmenstruktur Stangen umfasst, auf die die Gehäusemodule über durchgängige Bohrungen aufsteckbar sind. Eine derartige Rahmenstruktur mit beispielsweise vier Stangen und auf diese aufgesteckten Gehäusemodulen ermöglicht einen besonders stabilen aber dennoch einfachen Aufbau. Weiterhin ist ein einmal zusammengebautes Gehäuse in einfacher Weise zu öffnen, beispielsweise für Reparatur- oder Wartungsarbeiten. Die Anzahl der verwendeten Stangen kann der Geometrie und den Stabilitätsanforderungen angepasst sein.
-
Es ist bevorzugt, dass Wärmeabfuhrbleche zwischen den Gehäusemodulen angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, je nach Bedarf, wirksame Maßnahmen für die Wärmeabfuhr aus dem Elektronikgehäuse zu ergreifen. Bei stark wärmeerzeugenden Elektronikkomponenten innerhalb des Gehäuses beziehungsweise der Gehäusemodule können zwischen vielen beziehungsweise allen Gehäusemodulen Wärmeabfuhrbleche angeordnet werden, während bei nur geringer Wärmeerzeugung nur wenige Wärmeabfuhrbleche benötigt werden, beziehungsweise auf diese gänzlich verzichtet werden kann.
-
Ebenfalls ist es möglich, dass EMV-Dichtbleche zwischen den Gehäusemodulen angeordnet sind. EMV-Dichtbleche (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) dienen dazu, eine elektromagnetische Beeinflussung der Elektronikkomponenten in den verschiedenen Gehäusemodulen zu vermeiden.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine mehrere Gehäusemodule verbindende Rückplatte (”backplane”) vorgesehen ist. Eine solche sich über mehrere Gehäusemodule erstreckende Rückplatte kann zusätzliche Stabilität liefern.
-
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine Rückplatte (”backplane”) dadurch gebildet wird, dass jedes Gehäusemodul eine eigene Teilrückplatte aufweist und die Teilrückplatten zusammen die Rückplatte bilden. Diese Ausführungsform unterstützt die modulare Struktur des Elektronikgehäuses. Die Teilrückplatten sind mit Steckern versehen, so dass sie mit Teilrückplatten der benachbarten Module verbunden werden können. Ebenfalls ist es möglich, die elektrische Funktionalität der ”backplane” mittels die Gehäusemodule verbindenden Flachbandkabeln zu realisieren; auf eine durchgängige Rückplatte beziehungsweise auf Teilrückplatten kann dann verzichtet werden.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in mindestens einem Gehäusemodul Schienen für das Einschieben von Elektronikkarten vorgesehen sind. Dies ist eine besonders nützliche Möglichkeit, um auch die Gehäusemodule selbst variabel zu gestallten, nämlich dadurch, dass Elektronikkarten in einfacher Weise über ihre Schienenführung austauschbar sind.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine rahmenartige Struktur ein stabiler modularer Aufbau geschaffen werden kann, der sowohl schädliche äußere Einflüsse von Elektronikkomponenten abhalten kann, gleichwohl aber eine hohe Variabilität bietet.
-
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 bis 11 verschiedene Darstellungen und Ansichten eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses und seiner Komponenten;
-
12 bis 14 verschiedene Darstellungen und Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses und seiner Komponenten;
-
15 eine perspektivische Darstellung eines Gehäusemoduls für ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse;
-
16 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Gehäusemoduls für ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse;
-
17 eine perspektivische Darstellung einer Steckereinrichtung für den Einbau in ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse;
-
18 eine perspektivische Darstellung von zwei zusammengefügten Steckereinrichtungen für den Einbau in ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse;
-
19 eine perspektivische Darstellung eines Gehäusemoduls sowie weiterer Komponenten;
-
20 eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß 19;
-
21 eine perspektivische Darstellung eines Gehäusemoduls für ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse mit an- beziehungsweise eingebauten Komponenten;
-
22 eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß 21;
-
23 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses;
-
24 eine andere perspektivische Ansicht des Elektronikgehäuses gemäß 23.
-
Die 1 bis 11 zeigen verschiedene Darstellungen und Ansichten eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses 10 und seiner Komponenten. In 1 ist ein Gehäusemodul 12 mit einem Verbindungselement 46 dargestellt. Dieses Verbindungselement 46 ist für den Anschluss weiterer elektrischer Komponenten vorgesehen, zum Beispiel für den Anschluss einer Stromversorgung. Das Gehäusemodul 12 ist an fünf Seiten verschlossen, insbesondere auch an der in 1 von innen zu erkennenden Unterseite 64. Das Gehäusemodul 12 eignet sich daher als erstes oder letztes Gehäusemodul einer Vielzahl von übereinander gestapelter Gehäusemodule, die zusammen ein Elektronikgehäuse bilden. An einer Seitenfläche 66 des Gehäusemoduls 12 sind Kühlrippen 68 vorgesehen. An den anderen Seitenflächen und auch an der Unterseite des Gehäusemoduls 12 können ebenfalls Kühlrippen vorgesehen sein. Das Gehäusemodul 12 ist weiterhin mit Bohrungen 52 ausgestattet, in die Stangen (siehe 3) zur Bereitstellung einer Rahmenstruktur eingeführt werden können. Diese Bohrungen 52 können eine glatte Innenwand aufweisen, wobei dann die Stangen durch zusätzliche Elemente an beziehungsweise in dem Gehäusemodul 12 befestigt werden müssen. Ebenfalls ist es möglich, dass die Bohrungen 52 ein Innengewinde aufweisen, das mit einem Außengewinde der Stangen zur Befestigung der Stangen in beziehungsweise an dem Gehäusemodul 12 zusammenwirken kann.
-
In 2 ist das in 1 dargestellte Gehäusemodul 12 mit einer eingelegten Elektronikkarte 70 dargestellt.
-
3 zeigt das Gehäusemodul 12 gemäß 3 mit eingesetzten Stangen 22, 24, 26, 28, die zusammen eine Rahmenstruktur für den Aufbau des Elektronikgehäuses bilden.
-
4 zeigt die Anordnung gemäß 3, wobei zusätzlich ein weiteres Gehäusemodul 14 auf die Rahmenstruktur aufgesetzt ist. Dieses weitere Gehäusemodul 14 ist vorzugsweise an seiner Oberseite und seiner Unterseite gemäß 4 offen. Es hat ein Verbindungselement 48 für den Anschluss elektrischer Komponenten. Das Aufschieben des Gehäusemoduls 14 auf die Rahmenstruktur erfolgt mittels durchgängiger Bohrungen in dem Gehäusemodul 14. In dem Gehäusemodul 14 ist bereits eine Elektronikkarte 70 angeordnet. Auch das Elektronikgehäuse 14 weist Kühlrippen 68 auf.
-
5 zeigt einen weiteren Aufbauschritt des Elektronikgehäuses, wobei auf die Anordnung gemäß 4 ein weiteres Gehäusemodul 14 aufgesetzt wird. Dieses ist im vorliegenden Beispiel identisch zu dem bereits auf das Gehäusemodul 12 aufgesetzten Gehäusemodul 14. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein wiederum unterschiedliches Gehäusemodul als drittes Gehäusemodul aufgesetzt wird.
-
In 6 sitzt das oberste Gehäusemodul 14 dicht auf dem mittleren Gehäusemodul 14.
-
In 7 ist die Anordnung gemäß 6 um ein zusätzliches Gehäusemodul 14 erweitert.
-
In 8 ist zusätzlich zu der Anordnung gemäß 7 ein weiteres Gehäusemodul 14 aufgesetzt.
-
9 zeigt das vollständige Elektronikgehäuse 10, wobei zusätzlich zu dem Aufbau gemäß 8 ein Deckel 56 auf das oberste Gehäusemodul 14 aufgesetzt ist. Dieser Deckel 56 ist im vorliegenden Fall mit Schrauben 72 befestigt, wobei diese mit ihrem Außengewinde in ein Innengewinde der Stangen 22, 24, 26, 28 eingeschraubt sind. Ebenfalls ist es möglich, dass die Stangen mit einem Außengewinde ausgestattet sind und über den Deckel 56 hinausragen, wobei dann die feste Verbindung des Deckels sowie das Zusammenziehen der einzelnen Gehäusemodule 12, 14 zur Bereitstellung einer dichten Verbindung über das Aufsetzen von Muttern erfolgen könnte.
-
In 10 sind auf einige Verbindungselemente des in 9 dargestellten Elektronikgehäuses 10 zusätzliche abgewinkelte Kabelführungen aufgesetzt.
-
11 zeigt den Aufbau gemäß 10 aus einer anderen Blickrichtung.
-
Die 12 bis 14 zeigen verschiedene Darstellungen und Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses und seiner Komponenten. Das in 12 dargestellte Gehäusemodul 16 hat einen anderen Aufbau als die in den 1 bis 11 dargestellten Gehäusemodule. Es ist ebenfalls mit Kühlrippen 68 ausgestattet, weist aber zwei Verbindungselemente 46 für den Anschluss weiterer elektrischer Komponenten auf. Wie in 13 zu erkennen ist, ist das Gehäusemodul 16 auf seiner Unterseite teilweise geschlossen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gehäusemodul an sowohl seiner Oberseite als auch seiner Unterseite vollständig geöffnet ist, das heißt nur einen Rahmen mit vier Außenseiten bildet. 14 zeigt ein Elektronikgehäuse 10, das in vergleichbarer Weise aufgebaut ist wie das Elektronikgehäuse gemäß den 9 bis 11, wobei jedoch die Gehäusemodule mit jeweils zwei Verbindungselementen zusätzlich zu dem Gehäusemodul gemäß 1 verwendet werden. Ebenfalls ist eine beliebige Kombination der bisher in den 1 bis 13 dargestellten Gehäusemodule möglich. Wiederum ist das Gehäusemodul 14 mit einem Deckel 56 verschlossen. Dies ist beispielsweise dann nicht erforderlich, wenn als letztes Gehäusemodul ein in entsprechender Weise aufgesetztes Gehäusemodul 12 gemäß 1 verwendet wird. Dieses kann beispielsweise auf die noch überstehenden Stangen aufgesteckt werden und dann an den Innengewinden der Stangen angeschraubt werden.
-
15 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gehäusemoduls für ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse. Die hier und in den nachfolgenden Figuren dargestellten Gehäusemodule, beispielsweise das Gehäusemodul 18 gemäß 15, weisen jeweils acht Bohrungen 54 auf, um mit anderen Gehäusemodulen verbunden zu werden. Die Art dieser Verbindung wird mit Bezug auf die 23 und 24 näher erläutert. Das in 15 dargestellte Gehäusemodul 18 ist mit einem Deckel 76 versehen, der mit dem Gehäusemodul einstückig ausgebildet ist oder auf das Gehäusemodul 18 aufgeschnappt sein kann. In dieser Form bildet das Gehäusemodul 18 ein erstes oder letztes Gehäusemodul des gesamten Elektronikgehäuses. Das Gehäusemodul 18 ist weiterhin mit einer umlaufenden Nut 78 ausgestattet, die für die Aufnahme einer Dichtung vorgesehen ist. Bei dem in 15 dargestellten endständigen Gehäusemodul ist kein Verbindungselement für den Anschluss externer elektrischer Komponenten vorgesehen. Auch ein nicht endständiges Modul, d. h. ein Zwischenmodul oder Anbaumodul, kann ohne Verbindungselement realisiert sein. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein Gehäusemodul als Leermodul ausgebildet ist; das heißt insbesondere, dass in oder an diesem keine funktionellen Komponenten vorgesehen sind. Letzteres kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn die äußeren Abmessungen des Elektronikgehäuses durch die Einbaubedingungen vorgegeben sind. Als weitere Variationsmöglichkeit ist zu erwähnen, dass auch ein einzelnes Gehäusemodul mit zwei dieser abschließenden Deckeln Verwendung finden kann.
-
16 zeigt eine perspektivische Darstellung eines weiteren Gehäusemoduls für ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse. Dieses Gehäusemodul 20 ist an seiner Oberseite und seiner Unterseite offen, so dass es insbesondere als ”Anbau”-Gehäusemodul verwendbar ist. Es weist eine Öffnung für den Anbau eines Verbindungselementes (siehe 19 bis 22) auf. Auch hier sind wieder acht Bohrungen für die Durchführung von Schrauben vorgesehen, um zusammen mit den anderen Schrauben des Elektronikgehäuses eine Rahmenstruktur zu bilden.
-
17 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Steckereinrichtung für den Einbau in ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse. Die Steckereinrichtung 82 weist eine Platte 84 auf, an der Befestigungselemente 86, 88 zur Befestigung der Steckereinrichtung im Elektronikgehäuse beziehungsweise einem Gehäusemodul vorgesehen sind. Weiterhin sind elektrische Steckkontakte 58, 60, 90 vorgesehen, die einerseits der Kontaktierung einer in ein Gehäusemodul eingesetzten Elektronikplatine dienen (siehe zum Beispiel 19) und die andererseits zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung mit Steckkontakten benachbarter Gehäusemodule vorgesehen sind.
-
18 zeigt eine perspektivische Darstellung von zwei zusammengefügten Steckereinrichtungen für den Einbau in ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse. Hier ist die Kontaktierung von Steckereinrichtungen 82, 92 über die elektrischen Steckkontakte 58, 60 benachbarter Gehäusemodule dargestellt.
-
19 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gehäusemoduls sowie weiterer Komponenten. 20 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß 19. In das in 19 dargestellte Gehäusemodul ist eine Steckereinrichtung 82 eingesetzt. Weiterhin ist ein Verbindungselement 50 mit einer zugeordneten Elektronikkarte 70 dargestellt, die durch die Öffnung 80 des Gehäusemoduls in die Schienen 62 eingeschoben werden kann, um dann die elektrischen Steckkontakte der Steckereinrichtung 82 zu kontaktieren. In 20 ist erkennbar, dass das Verbindungselement 50 mit einer Dichtung 94 zur abdichtenden Montage an dem Gehäusemodul 18 ausgestattet ist. Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass die eigentliche Durchführung von Leitungen am Gehäuse nicht gegen Umwelteinflüsse abgedichtet ist; um dennoch eine Abdichtung zu erzielen, sind zusätzliche Dichtelemente um die Leitungen und Durchführungen angeordnet, beispielsweise in Form von Schläuchen.
-
21 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gehäusemoduls für ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse mit an- beziehungsweise eingebauten Komponenten. 22 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß 21. Das in dieser Weise mit Verbindungselement 50, Steckereinrichtung 82 und Elektronikkarte 70 ausgestattete Gehäusemodul 18 ist für den Zusammenbau mit weiteren Gehäusemodulen vorbereitet.
-
23 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses. 24 zeigt eine andere perspektivische Ansicht des Elektronikgehäuses gemäß 23. Das zusammengebaute Elektronikgehäuse 10 umfasst eine Vielzahl baugleicher Gehäusemodule 18 und ein einen Abschluss bildendes Gehäusemodul 16. Die Gehäusemodule 16, 18 sind durch Schrauben und Muttern miteinander verbunden. Beispielsweise verbinden die Schraube 96 und die Mutter 98 die Gehäusemodule 16, 18. Die Schraube 100 und die Mutter 102 verbinden die Gehäusemodule 18 und 18'. In Fortsetzung dieser Verbindungsart sind jeweils benachbarte Gehäusemodule miteinander verbunden, so dass insgesamt eine rahmenartige Verbindungsstruktur entsteht. Mittels einer letzten Schraube 104 sowie einer letzten Mutter 106 ist ein Deckel 56 auf das Gehäusemodul 18'' aufgeschraubt. Abweichend von der konkreten Darstellung gemäß den 23, 24 kann auch vorgesehen sein, dass wiederum, wie im Zusammenhang mit den 1 bis 14 erläutert, durchgehende Stangen oder Schrauben beziehungsweise mehrere Gehäusemodule verbindende Stangen beziehungsweise Schrauben vorgesehen sind.
-
Zusätzlich zu den in den Zeichnungen dargestellten Komponenten können zwischen den Gehäusemodulen Wärmeabfuhrbleche beziehungsweise EMV-Dichtbleche vorgesehen sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Elektronikgehäuse
- 12
- Gehäusemodul
- 14
- Gehäusemodul
- 16
- Gehäusemodul
- 18
- Gehäusemodul
- 20
- Gehäusemodul
- 22
- Stange
- 24
- Stange
- 26
- Stange
- 28
- Stange
- 46
- Verbindungselement
- 48
- Verbindungselement
- 50
- Verbindungselement
- 52
- Bohrung
- 54
- Bohrung
- 56
- Deckel
- 58
- elektrischer Steckkontakt
- 60
- elektrischer Steckkontakt
- 62
- Schiene
- 64
- Unterseite
- 66
- Seitenwand
- 68
- Kühlrippe
- 70
- Elektronikkarte
- 72
- Schraube
- 74
- Kabelführung
- 76
- Deckel
- 78
- Nut
- 80
- Öffnung
- 82
- Steckereinrichtung
- 84
- Platte
- 86
- Befestigungselement
- 88
- Befestigungselement
- 90
- elektrischer Steckkontakt
- 92
- Steckereinrichtung
- 94
- Dichtung
- 96
- Schraube
- 98
- Mutter
- 100
- Schraube
- 102
- Mutter
- 104
- Schraube
- 106
- Mutter
