DE102021120493A1

DE102021120493A1 - Elektronikgehäuse zur Montage an einer Tragschiene sowie ein System

Info

Publication number: DE102021120493A1
Application number: DE102021120493.3A
Authority: DE
Inventors: Ingo Tasche; Elmar Schaper; Hans-Peter Hudetz
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2023-02-09
Also published as: WO2023011844A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse (10) zur Montage an einer Tragschiene (20), wobei das Elektronikgehäuse (10) einen Innenraum definiert und folgende Merkmale aufweist:wenigstens eine Wärmequelle (30), welche im Innenraum des Elektronikgehäuses (10) angeordnet ist,eine wenigstens abschnittsweise im Innenraum des Elektronikgehäuses (10) angeordnete wärmeleitfähige Einrichtung (40), welche zum Abführen von Wärme aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses (10) ausgebildet ist und ein Basissegment (50) aufweist, welches sich im montierten Zustand des Elektronikgehäuses (10) an einer Tragschiene (20) quer zur Längsachse der Tragschiene (20) erstreckt und die Tragschiene (20) an einem ersten und zweiten Abschnitt (21, 22), die sich gegenüberliegen und jeweils ein freies Ende der Tragschiene (20) bilden, berührt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse zur Montage an einer Tragschiene sowie ein System, welches wenigstens ein solches Elektronikgehäuse umfasst.
Elektronikgehäuse sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und dazu ausgebildet, elektronische und/oder elektrische Einrichtungen, wie zum Beispiel bestückte Leiterplatten, elektrische passive oder aktive Bauelemente oder elektronische Schaltungen zu beherbergen.
Eine Herausforderung bei einem auf einer Tragschiene montierten Kunststoffgehäuse, in dem elektrische und/oder elektronische Einrichtungen implementiert sind, ist darin zu sehen, die im Innenraum entstehende Verlustwärme aus dem Kunststoffgehäuse heraus zu transportieren. In der Regel wird die im Gehäuseinneren entstehende Verlustwärme durch Öffnungen im Gehäuse, wie Bohrungen oder Schlitze, und über Konvektion herausgeführt. Ferner ist bekannt, bei Kunststoffgehäusen, die auf einer Tragschiene aufgerastet sind, Kühlkörper auf dem Kunststoffgehäuse zu verwenden, die über Strahlung die entstehende Verlustwärme an die Umgebung abgeben.
So ist beispielsweise aus der DE 10 2015 111 277 B4 ein Kühlkörper bekannt, der für ein an einer Tragschiene anzubringendes, Verlustwärme erzeugendes Gerät vorgesehen ist. Der bekannte Kühlkörper weist Kühlrippen mit Ableitelementen auf, die an der Tragschiene anliegen, um Wärme hin zur Tragschiene abzuleiten.
Aus der DE 10 2018 124 186 B4 ist ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse bekannt, in dessen Innenraum eine Leiterplatte mit einer Wärme erzeugenden elektronischen Komponente angeordnet ist, wobei das Gehäuse an einer Tragschiene montiert ist. Das elektronische Gerät weist ein Kühlelement, welches an dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Aufnahme zum Aufnehmen einer Tragschiene auf. Das Kühlelement erstreckt sich in den Innenraum und steht mit der Leiterplatte in thermischem Kontakt steht. Das Kühlelement ist mit der Tragschiene thermisch verbindbar und weist im Bereich der Aufnahme des Gehäuses eine Wölbung auf, die mit einer dem Gehäuse zugewandten Seite der Tragschiene in thermischen Kontakt bringbar ist. Das Kühlelement weist eine weitere Wölbung auf, die mit einer dem Gehäuse abgewandten Seite der Tragschiene in thermischen Kontakt bringbar ist, wobei die Wölbung und die weitere Wölbung durch eine geschwungene Form des Kühlelements realisiert sind.
Aus der EP 2 961 013 B1 ist eine Tragschiene bekannt, an welcher elektrische Geräte angeordnet sind. Ferner ist mindestens ein Kühlkörper vorgesehen, der in thermischem Kontakt mit einem elektrischen Gerät steht, wenn das elektrische Gerät bestimmungsgemäß an der Tragschiene angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronikgehäuse zur Montage an einer Tragschiene sowie ein System zu schaffen, welche ermöglichen, dass im Innenraum des Elektronikgehäuses erzeugte Wärme in effizienter und kostengünstiger Weise nach außen, insbesondere zu einer Tragschiene hin, abgeführt werden kann.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, ein Elektronikgehäuse, welches beispielsweise ein Kunststoffgehäuse sein kann, bereitzustellen. Das Elektronikgehäuse weist eine wenigstens abschnittsweise im Innenraum des Elektronikgehäuses angeordnete wärmeleitfähige Einrichtung auf, mit deren Hilfe die im Innenraum des Elektronikgehäuses erzeugte Wärme im montierten Zustand vorzugsweise zu einer Tragschiene und/oder, wenn vorhanden, zu einer Schaltschrankrückwand abgeleitet werden kann. Im montierten Zustand bedeutet, dass das Elektronikgehäuse an der Tragschiene montiert, vorzugsweise aufgerastet ist. Bei der wärmeleitfähigen Einrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein einstückiges Stanzbiegeteil, welches aus einem wärmeleitfähigen Material, wie zum Beispiel Metall, herstellbar ist. Das Elektronikgehäuse ist beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt.
Die wärmeleitfähige Einrichtung kann vorzugsweise als multifunktionale Einrichtung ausgebildet sein, die

i) Wärme aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses abführen kann, und gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung gegebenenfalls
ii) auch als Montageeinrichtung fungieren kann, mit deren Hilfe das Elektronikgehäuse an einer Tragschiene montierbar ist, und/oder
iii) als Stützeinrichtung fungieren kann, um von außen auf das Elektronikgehäuse einwirkende Kräfte aufzunehmen und/oder weiterzuleiten.

Die oben genannte technische Aufgabe wird zum einen durch die Merkmale des Anspruchs 1 und zum anderen durch die Merkmale des Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

1 ein beispielhaftes Elektronikgehäuse mit entfernter Abdeckung,
2 die beispielhafte, in 1 gezeigte wärmeleitfähige Einrichtung, welche an einer Tragschiene mit Hutprofil aufliegt,
3 die in 2 gezeigte wärmeleitfähige Einrichtung mit einem optionalen dritten profilierten stegförmigen Segment, aber ohne Tragschiene, und
4a das in 1 gezeigte Elektronikgehäuse mit einer teilweise entfernten Abdeckung, aber ohne Wärmequelle und ohne Tragschiene
4b das in 1 gezeigte Elektronikgehäuse mit einer alternativ geformten Isolationseinrichtung.

1 zeigt ein beispielhaftes Elektronikgehäuse 10, welches beispielsweise ein Kunststoffgehäuse sein kann. Das beispielhafte Elektronikgehäuse 10 kann ferner beispielsweise als anreihbares Klemmengehäuse ausgebildet sein. Auf diese Weise können mehrere derartige Elektronikgehäuse nebeneinander auf einer Tragschiene 20 anreihbar angeordnet werden.
In an sich bekannter Weise kann das Elektronikgehäuse 10 in seinem Innenraum wenigstens eine Wärmequelle 30 aufnehmen. Bei der wenigstens einen Wärmequelle 30 handelt es vorzugsweise um Wärme erzeugende elektrische und/oder elektronische Einrichtungen, wie zum Beispiel elektrische, aktive und/oder aktive Bauelemente und/oder elektronische Schaltungen und/oder eine beispielsweise mit elektrischen passiven und/oder aktiven Bauelementen und/oder elektronischen Schaltungen bestückte Leiterplatte.
Wie in 1 weiterhin beispielhaft dargestellt, kann das Elektronikgehäuse 10 wenigstens eine wärmeleitfähige Einrichtung 40 aufweisen, die wenigstens abschnittsweise im Innenraum des Elektronikgehäuses 10 angeordnet sein kann. Die wärmeleitfähige Einrichtung 40 ist insbesondere dazu ausgebildet und gestaltet, die durch die wenigstens eine Wärmequelle 30 erzeugte Wärme aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses 10 abzuführen, und zwar vorzugsweise zur Tragschiene 20 hin.
Die beispielhafte wärmeleitfähige Einrichtung 40 kann eine profilierte Struktur aufweisen, die vorzugsweise aus Metall hergestellt und als einstückiges Stanzbiegeteil ausgebildet sein kann. Die wärmeleitfähige Einrichtung 40 weist ein Basissegment 50 auf, welches sich, wenn das Elektronikgehäuse 10 an der Tragschiene 20 montiert ist, quer zur Längsachse der Tragschiene 20 erstreckt und die Tragschiene 40 an einem ersten Abschnitt 21 und an einem zweiten Abschnitt 22 berührt. Der Begriff „berühren“ ist insbesondere dahingehend zu verstehen, dass das Basissegment 50 die Abschnitte 21 und 22 punktuell oder flächig berühren kann. Die beiden Abschnitte 21 und 22 liegen sich gegenüber und bilden jeweils ein freies Ende der Tragschiene 20. Die beiden Abschnitte 21 und 22 erstrecken sich zudem parallel zur Längsachse der Tragschiene 20. Auf diese Weise kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 Wärme aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses 20 Wärme aufnehmen und zu den beiden Abschnitten 21 und 22 der Tragschiene 20 ableiten.
Unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Koordinatensystem verlaufen die Längsachse der Tragschiene 20 und somit auch die Abschnitte 21 und 22 in ihrer Längsausdehnung in x-Richtung. Bereits an dieser Stelle sei erwähnt, dass die beispielhafte Tragschiene 20, wie in den 1 und 2 gezeigt, ein Hutprofil aufweisen kann. Allerdings handelt es sich hierbei lediglich um eine beispielhafte Ausgestaltung der Tragschiene 20. Sie kann beispielsweise auch ein U-Profil aufweisen. Bei dem beispielhaft gezeigten Hutprofil bilden die beiden Abschnitte 21 und 22 jeweils einen Randabschnitt der Tragschiene 20, die sich quer zur Längsachse bzw. x-Achse, und zwar einmal in y-Richtung und zum anderen in -y-Richtung erstrecken.
Das Basissegment 50 weist beispielsweise eine streifenförmige, rechteckförmige Fläche auf, und zwar mit einer sich parallel zur x-Achse, d.h. parallel zur Längsachse der Tragschiene 20, erstreckenden Breite und einer sich parallel zur y-Achse erstreckenden Länge. Die Länge des Basissegments 50 kann so gewählt werden, dass das Basissegment 50 im montierten Zustand flächig auf dem Abschnitt 21 aufliegt und den Abschnitt 22 zumindest teilweise berührt. Auf diese Weise wird der zwischen den beiden Abschnitten 21 und 22 liegende Bereich der hutförmigen Tragschiene 20 vollständig überspannt. Insbesondere bei einem Temperaturgefälle zwischen den beiden Abschnitten 21 und 22 entsteht dank des Basissegments 50 der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 ein thermischer Kurzschluss, wodurch zusätzlich Strahlungswärme an die Tragschiene 20 abgegeben werden kann.
Wie in den 1 und 2 beispielhaft dargestellt ist, kann das Elektronikgehäuse 10 eine erste Seitenwand 11 und eine zweite Seitenwand 13 (nur teilweise in 2 dargestellt) aufweisen. Die beiden Seitenwände 11 und 13 sind gegenüber und vorzugsweise kongruent zueinander angeordnet. Weiterhin kann das Elektronikgehäuse 10 eine zumindest abschnittsweise umlaufende Wandung 12 aufweisen, welche die Seitenwände 11 und 13 zumindest abschnittsweise verbindet. Der Innenraum des Elektronikgehäuses 10 wird in diesem Fall durch die beiden Seitenwände 11 und 13 und die Wandung 12 definiert.
Wie am besten in den 1 und 2 zu sehen, kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 am Elektronikgehäuse 20 befestigbar ausgebildet sein, wobei das Elektronikgehäuse 10 zum Montieren an der Tragschiene 20 mithilfe der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 ausgebildet ist.
Hierzu kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 ein Montageelement 60 aufweisen, welches zum Beispiel eine Einschwenknase bilden kann, die es ermöglicht, das Elektronikgehäuse 10 kraftschlüssig auf der Tragschiene 20 zu verrasten. Dieser Verrast-oder Klemmmechanismus ist insbesondere in den 1 und 2 dargestellt. Das Montageelement 60 ist dazu ausgebildet, im montierten Zustand des Elektronikgehäuses 10 an der Tragschiene 20 einen der beiden Abschnitte, im vorliegenden Beispiel den Abschnitt 22 der Tragschiene 20 zu erfassen. Hierzu weist das Montageelement 60 der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 vorteilhafterweise einen Abschnitt, z. B. die bereits erwähnte Einschwenknase auf, der im montierten Zustand den Abschnitt 22 hintergreifen oder umgreifen kann.
Um in einfacher Weise an dem Elektronikgehäuse 10 befestigt werden zu können, kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 eine Grundfläche 70 aufweisen, welche einen Abschnitt 71 aufweist, der an das Basissegment 50 angrenzt und mit diesem vorzugsweise einen rechten Winkel einschließt. Die Grundfläche 70 bzw. der Abschnitt 71 liegt vorzugsweise vollständig in der y-z-Ebene des in 3 gezeigten Koordinatensystems. Im einfachsten Fall kann die Grundfläche 70 bzw. der Abschnitt 71 zum Beispiel eine band-, streifen- oder balkenförmige Gestalt aufweisen, in der zumindest eine Öffnung 80 ausgenommen ist, durch die beispielsweise ein an der Seitenfläche 11 angeformter Montagestift 90, der pilzförmig ausgebildet sein kann, durchgesteckt werden kann, um die wärmeleitfähige Einrichtung 40 am Elektronikgehäuse 10 lösbar befestigen zu können. Die Grundfläche 70 bzw. der Abschnitt 71 kann die gleiche Länge wie das Basissegment 50 aufweisen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen das Basissegment 50 und der Abschnitt 71 der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 parallel zueinander.
Um die Wärmeabfuhr zu verbessern, kann, wie insbesondere in den 2 und 3 zu sehen, die wärmeleitfähige Einrichtung 40 beispielsweise ein erstes profiliertes, stegförmiges Segment 100 aufweisen, welches beispielsweise in seiner länglichen Ausdehnung quer zum Basissegment 50 verläuft. Die längliche Ausdehnung des Segments 100 liegt somit in der Ebene, in der sich die Grundfläche 70 bzw. der Abschnitt 71 befindet, d.h. in der y-z-Ebene des in 3 dargestellten Koordinatensystems. Beispielsweise verläuft die längliche Ausdehnung des Segments 100 parallel zur z-Achse. Das erste profilierte stegförmige Segment 100 grenzt zum Beispiel an einem äußeren, rechten Ende des Basissegments 50 an und erstreckt sich im montierten Zustand zumindest abschnittsweise in den Innenraum des Elektronikgehäuses 10.
Wie in den 2 und 3 beispielhaft illustriert, kann sich an den Abschnitt 71 der Grundfläche 70 vorzugsweise ein streifenförmigen Abschnitt 72 anschließen, dessen längliche Ausdehnung in der Ebene des Abschnitts 71 liegt. Die Abschnitte 71 und 72 bilden einen Winkel - einen spitzen oder stumpfen Winkel -, der vorzugsweise 90° betragen kann. Der Abschnitt 72 kann als ein Teil des stegförmigen Segments 100 betrachtet werden. An dem außenliegenden Rand des Abschnitts 72 kann ein Schenkel 101 angeformt sein, der mit dem Abschnitt 72 einen spitzen oder stumpfen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 90° einschließen kann. In diesem speziellen Fall liegt der Schenkel 101 in der x-z-Ebene. Der Schenkel 101 und/oder der Abschnitt 72, bilden, wenn vorhanden, das stegförmige, profilierte Segment 100. Wie in 3 zu sehen, kann der Schenkel 101 an seiner Unterseite an die Einschwenknase 60 angrenzen. Das beispielhaft in den 1-3 gezeigte Segment 100 weist ein L-Profil auf. Jedoch kann das beispielhafte stegförmige, profilierte Segment 100 auch ein U- oder Hohlprofil aufweisen. Wie 3 weiterhin beispielhaft zeigt, können in dem Abschnitt 72 der Grundfläche 70 weitere Öffnungen 80 vorgesehen sein, durch die an der Seitenfläche 11 angeformte Montagestifte hindurchgesteckt werden können, um die wärmeleitfähige Einrichtung 40 an dem Elektronikgehäuse 10 beispielsweise lösbar befestigen zu können.
Wie die 2 und 3 weiter zeigen, kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 beispielsweise ein zweites profiliertes, stegförmiges Segment 110 aufweisen, um die Wärmeabfuhr zu verbessern. Das Segment 110 verläuft beispielsweise in seiner länglichen Ausdehnung quer zum Basissegment 50. Die längliche Ausdehnung des Segments 110 liegt somit in der Ebene, in der sich die Grundfläche 70 bzw. der Abschnitt 71 befindet, d.h. in der y-z-Ebene des in 3 dargestellten Koordinatensystems. Beispielsweise verläuft die längliche Ausdehnung des Segments 110 parallel zur z-Achse verläuft. Das Segment 110 grenzt zum Beispiel an einem äußerenlinken Ende des Basissegments 50 an und erstreckt sich im montierten Zustand zumindest abschnittsweise in den Innenraum des Elektronikgehäuses 10.
Wie in den 2 und 3 beispielhaft illustriert, kann sich an den Abschnitt 71 der Grundfläche 70 vorzugsweise ein weiterer streifenförmigen Abschnitt 73 anschließen, dessen längliche Ausdehnung in der Ebene des Abschnitts 71 liegt. Die Abschnitte 71 und 73 bilden einen spitzen oder stumpfen Winkel, der beispielsweise einen Winkel von 90° betragen kann. Der Abschnitt 73 kann als ein Teil des Segments 110 betrachtet werden. An dem außenliegenden Rand des Abschnitts 73 kann ein Schenkel 112 angeformt sein, der mit dem Abschnitt 73 einen spitzen oder stumpfen Winkel, beispielsweise einen Winkel 90° einschließen kann. In diesem speziellen Fall liegt der Schenkel 101 in der x-z-Ebene. Wie in 3 zu sehen, kann der Schenkel 112 an seiner Unterseite in einen Auflagebereich 111 auslaufen, der in der Ebene des Basissegments 50, d.h. in einer Ebene parallel zur x-y-Ebene liegt und seitlich an das Basissegment 50 angrenzt. Der Auflagebereich 111 bildet somit eine Verlängerung des Basissegments 50 quer zur Längsachse der Tragschiene 20, d.h. in y-Richtung. Im montierten Zustand liegt der Auflagebereich 111 auf dem Abschnitt 21 der Tragschiene 20 auf. Der Auflagebereich 111 sorgt, wenn das Elektronikgehäuse 10 auf der Tragschiene 20 aufgerastet ist, für eine bessere Wärmeabfuhr zur Tragschine 20 hin und für eine stabile und robuste Montage des Elektronikgehäuses 10 an der Tragschiene 20. Ferner kann an dem innenliegenden Rand des Abschnitts 73 ein weiterer Schenkel 113 angeformt sein, der mit dem Abschnitt 73 einen spitzen oder stumpfen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 90° einschließen kann. In diesem speziellen Fall liegt der Schenkel 101 in der x-z-Ebene. Die Schenkel 112 und 113 sowie der streifenförmige Abschnitt 73 bilden zusammen, soweit vorhanden, das stegförmige, profilierte Segment 110. Wie in den 2 und 3 zu sehen, kann das zweite profilierte, stegförmige Segment 110 ein U-Profil aufweisen. Denkbar ist jedoch auch, das stegförmige Segment 110 mit einem T-, L-, oder Hohlprofil auszugestalten. Wie 3 weiterhin beispielhaft zeigt, können in dem Abschnitt 73 der Grundfläche 70 weitere Öffnungen 80 vorgesehen sein, durch die an der Seitenfläche 11 angeformte Montagestifte 90 hindurchgesteckt werden können, um die wärmeleitfähige Einrichtung 40 an dem Elektronikgehäuse 10 beispielsweise lösbar befestigen zu können. Die derart ausgestaltete, beispielhafte und in den 1 und 2 gezeigte wärmeleitfähige Einrichtung 40 weist bei einer Blickrichtung, die in die x-Richtung weist, einen U-förmigen Verlauf auf.
Bereits an dieser Stelle wird deutlich, dass die wärmeleitfähige Einrichtung 40 vorzugsweise eine multifunktionale Einrichtung sein kann, die zum einen dazu dient, im Innenraum des Elektronikgehäuses 10 entstehende Wärme aus dem Innenraum nach außen und vorzugsweise zur Tragschiene 20 abzuleiten. Des Weiteren kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 vorzugsweise auch dazu dienen, das Elektronikgehäuse 10 an der Tragschiene 20 befestigen, beispielsweise aufrasten zu können.
Die wärmeleitfähige Einrichtung 40 kann zum Beispiel wenigstens ein weiteres profiliertes, stegförmiges Segment 120 aufweisen, welches beispielhaft nur in 3 gezeigt ist.
Das Segment 120 verläuft beispielsweise in seiner länglichen Ausdehnung quer zum Basissegment 50. Die längliche Ausdehnung des Segments 120 liegt somit in der Ebene, in der sich die Grundfläche 70 bzw. der Abschnitt 71 befindet, d.h. in der y-z-Ebene des in 3 dargestellten Koordinatensystems. Beispielsweise verläuft die längliche Ausdehnung des stegförmigen Segments 120 parallel zur z-Achse. Das Segment 120 erstreckt sich zwischen den beiden stegförmigen, profilierten Segmenten 100 und 110 im montierten Zustand zumindest abschnittsweise in den Innenraum des Elektronikgehäuses 10.
Wie in 3 beispielhaft illustriert, kann sich an den Abschnitt 71 der Grundfläche 70 vorzugsweise ein weiterer, streifenförmigen Abschnitt 74 anschließen, dessen längliche Ausdehnung in der Ebene des Abschnitts 71 liegt und der zwischen den Abschnitten 72 und 73 verläuft. Die Abschnitte 71 und 74 bilden einen spitzen oder stumpfen Winkel, der vorzugsweise 90° betragen kann. Der Abschnitt 74 kann als ein Teil des Segments 120 betrachtet werden. An dem zum Segment 110 weisenden Rand des Abschnitts 74 kann ein Schenkel 122 angeformt sein, der mit dem Abschnitt 74 einen spitzen oder stumpfen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 90° einschließen kann. In diesem speziellen Fall liegt der Schenkel 1122 in der x-z-Ebene. Ferner kann an dem zum Segment 100 weisenden Rand des Abschnitts 74 ein weiterer Schenkel 121 angeformt sein, der mit dem Abschnitt 74 einen spitzen oder stumpfen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 90° einschließen kann. In diesem speziellen Fall liegt der Schenkel 121 in der x-z-Ebene. Die Schenkel 121 und 122 sowie der streifenförmige Abschnitt 74 bilden zusammen, soweit vorhanden, das stegförmige, profilierte Segment 120. Wie in den 2 und 3 zu sehen, kann das zweite profilierte, stegförmige Segment 120 ein U-Profil aufweisen. Denkbar ist jedoch auch, das Segment 120 mit einem T-, L-, oder Hohlprofil auszugestalten. Die derart ausgestaltete, beispielhafte und in 3 gezeigte wärmeleitfähige Einrichtung 40 weist bei einer Blickrichtung, die in die x-Richtung weist, einen um -90° gedrehten E-förmigen Verlauf auf. Wie 3 beispielhaft zeigt, können die beiden außenliegenden profilierten stegförmigen Segmente 100 und 110 die gleiche längliche Ausdehnung in x-Richtung aufweisen, während das mittlere profilierte stegförmige Segment 120 eine kürzere längliche Ausdehnung in x-Richtung aufweisen kann. Bei dieser beispielhaften Dimensionierung würde das mittlere Segment 120 sich bis oder nahezu bis zur Wärmequelle 30 hin erstrecken.
Jedes der profilierten, stegförmigen Segmente 100, 110, 120 unterstützt dank seiner kanalförmigen Ausgestaltung die Wärmeabfuhr aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses 10 nach außen und insbesondere zur Tragschiene 20 hin. Wie in 1 beispielhaft angedeutet, können die beiden außenliegenden Segmente 100 und 110 und der Abschnitt 71 bzw. das Basissegment die Wärmequelle 30 zumindest teilweise umgeben.
Die mehrere stegförmige, profilierte Segmente aufweisende wärmeleitfähige Einrichtung 40 kann als eine Art Fächerkühler betrachtet werden.
Die beispielhafte Multifunktionalität der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 kann noch erweitert werden, indem, soweit vorhanden, der Schenkel 101 des stegförmigen, profilierten Segments 100, und/oder zumindest einer der beiden Schenkel 112 und 113 des stegförmigen, profilierten Segments 110 und/oder zumindest einer der beiden Schenkel 121 und 122 des stegförmigen, profilierten Segments 120 eine Ausdehnung in -x-Richtung derart aufweisen, dass sie von außen auf das Elektronikgehäuse 10 einwirkende Kräfte aufnehmen und/oder weiterleiten können. In diesem Fall fungieren die entsprechenden Schenkel als Stützelemente des Elektronikgehäuses 10.
Im montierten und geschlossenen Zustand des Elektronikgehäuses verlaufen die Schenkel 101, 112, 113, 121 und 122 schräg, vorzugsweise senkrecht zwischen den Seitenflächen 11 und 13, wobei die Schenkel 61, 112 und 113 im geschlossenen Zustand des Gehäuses 10 die beiden gegenüberliegenden Seitenflächen 11 und 13 berühren können.
Um die Wärmequelle 30, die vorzugsweise mehrere elektrische und/oder elektronische Bauelemente umfassen kann, elektrisch von der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 isolieren zu können, kann im Innenraum des Elektronikgehäuses 10 eine vorzugsweise aus Kunststoff hergestellte Isolationseinrichtung 130 oder 130` vorgesehen sein, welche dazu ausgebildet ist, die wärmeleitfähige Einrichtung 40 zumindest abschnittsweise gegenüber der wenigstens einen Wärmequelle 30 elektrisch zu isolieren.
In den 4a und 4b ist jeweils das in 1 gezeigte Elektronikgehäuse 10 ohne Wärmequelle 30, ohne wärmeleitfähige Einrichtung 40 und ohne die Tragschiene 20 dargestellt. Zu zusehen sind allerdings die Seitenfläche 11 und ein Teil der Seitenfläche 13, die Wandung 12 und die Isolationseinrichtung 130 bzw. 130`. Die Isolationseinrichtungen 130 und 130` können jeweils mehrere vorzugsweise band- oder streifenförmige Abschnitte 131, 132, 133, 134 bzw. 134`, 135, 136 und 137 aufweisen, die vorzugsweise quer zwischen den Seitenfläche 11 13 verlaufen und der äußeren Kontur der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 derart folgen können, dass die Isolationseinrichtung in der Lage ist, die eingesetzte wärmeleitfähige Einrichtung 40 zu positionieren und/oder zu halten. Folglich kann, wie beispielhaft in 4a gezeigt, die Isolationseinrichtung 130 beispielsweise eine U-förmige Kontur entsprechend der beispielhaften in 2 dargestellten wärmeleitfähigen Einrichtung 40 aufweisen. Hingegen kann, wie beispielhaft in 4b gezeigt, die Isolationseinrichtung 130' eine bezüglich der Längsachse der Tragschiene 20 um -90° gedrehte E-förmige Kontur entsprechend der beispielhaften in 3 dargestellten wärmeleitfähigen Einrichtung 40 aufweisen. Die Isolationseinrichtung 130 bzw. 130` kann zum Beispiel an eine der Seitenwände 11, 13 angeformt oder in sonstiger Weise mit einer der Seitenwände verbunden sein.
Das in 1 beispielhaft gezeigte Elektronikgehäuse 10 kann im geschlossenen Zustand eine Breite von weniger als 10mm und insbesondere eine Breite zwischen 2,5mm und 4mm aufweisen. Zweckmäßigerweise kann die Breite des Basissegments 50 im Wesentlichen der Breite des Elektronikgehäuses 10 entsprechen. Vorteilhafterweise entspricht die Gesamtlänge des Basissegments 50 und der Auflagefläche 111, die parallel zur y-Achse verläuft, etwa der Breite der hutförmigen Tragschiene 20. Angemerkt sei, dass die Breite bezüglich des in 3 gezeigten Koordinatensystems parallel zur x-Richtung gemessen wird, während die Länge des Basissegments parallel zur y-Achse gemessen wird.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die wärmeleitfähige Einrichtung 40, beispielsweise mittels der Auflagefläche 111 oder der Montageeinrichtung 60 als Schutzerde-Anschluss oder Funktionserde-Anschluss fungieren kann.
Am Basissegment 50 können mehrere Wärmeableitelemente 140 angeordnet sein, die sich vom Innenraum des Elektronikgehäuses 10 weg in Richtung Tragschiene 20 erstrecken. Dies ist beispielhaft in 2 und 3 dargestellt. Die Wärmeableitelemente 140 können als lamellenartige Vorsprünge ausgebildet sein, die die Tragschiene 20 zwischen den Abschnitten 21 und 22 berühren.
Weiterhin sei angemerkt, dass die wärmeleitfähige Einrichtung 40 zumindest abschnittsweise im direkten thermischen Kontakt mit der wenigstens einen Wärmequelle 30 stehen kann. Dies kann dadurch erreicht werden, dass beispielsweise das in 3 dargestellte stegförmige Segment 120 die Wärmequelle 30 berührt. Allerdings können auch die beiden stegförmigen Segmente 100 und 110 sich bis zu der wenigstens einen Wärmequelle 30 hin erstrecken.
Die Tragschiene 20 und das daran montierbare Elektronikgehäuse 10 können als ein System betrachtet werden, welches beispielsweise zur Montage in einem Schaltschrank vorgesehen ist. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann es sich bei dem Elektronikgehäuse 10 um ein anreihbares Klemmengehäuse handeln, sodass mehrere derartige Elektronikgehäuse nebeneinander eingereiht an der Tragschiene 20 montiert werden können. Vorzugsweise ist das Elektronikgehäuse 10 ein Kunststoffgehäuse.
Zumindest einige der zuvor beispielhaft geschilderten Aspekte werden nachfolgend zusammengefasst.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt wird ein Elektronikgehäuse 10 zur Montage an einer Tragschiene 20 geschaffen, wobei das Elektronikgehäuse 10 einen Innenraum definiert und folgende Merkmale aufweisen kann:

wenigstens eine Wärmequelle 30, welche im Innenraum des Elektronikgehäuses 10 angeordnet ist,
eine wenigstens abschnittsweise im Innenraum des Elektronikgehäuses 10 angeordnete wärmeleitfähige Einrichtung 40, welche zum Abführen von Wärme aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses 10 ausgebildet ist und ein Basissegment 50 aufweist, welches sich im montierten Zustand des Elektronikgehäuses 10 an einer Tragschiene 20 quer zur Längsachse der Tragschiene 20 erstreckt und die Tragschiene 20 an einem ersten und zweiten Abschnitt 21 und 22, die sich gegenüberliegen und jeweils ein freies Ende der Tragschiene 20 bilden, berührt.

Der Begriff „berühren“ soll insbesondere auch die beispielhaften Ausgestaltungen miterfassen, bei denen das Basissegment den Abschnitt 21 und/oder 22 punktuell oder flächig berührt.
Vorteilhafterweise kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 am Elektronikgehäuse 10 befestigbar ist, wobei das Elektronikgehäuse 10 zum Montieren - Aufrasten oder Klemmen - an der Tragschiene mithilfe der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 ausgebildet sein kann.
Zweckmäßigerweise kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 wenigstens ein Montageelement 60 aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, den ersten Abschnitt 21 der Tragschiene 20 zu erfassen, wenn das Elektronikgehäuse 10 an der Tragschiene 20 montiert ist.
Vorteilhafterweise kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 eine Grundfläche 70 aufweisen, welche an das Basissegment 50 angrenzt und mit diesem einen Winkel einschließt.
Zweckmäßigerweise kann das Elektronikgehäuse 10 zwei gegenüberliegende Seitenwände 11 und 13 und eine zumindest abschnittsweise umlaufene Wandung 12 aufweisen, welche die beiden Seitenwände verbindet, wobei die beiden Seitenwände 11 und 13 und die Wandung 12 den Innenraum definieren, und wobei die Grundfläche 70 der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 an der Innenseite einer der beiden Seitenwände 11 vorzugsweise lösbar befestigbar ist.
Um die Wärmeabfuhr aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses 10 zu verbessern, kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 ein erstes profiliertes, stegförmiges Segment 100 aufweisen, welches quer zum Basissegment 50 verläuft, an einem äußeren Ende des Basissegments 50 angrenzt und sich zumindest abschnittsweise in den Innenraum erstreckt.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Montageelement 60 am ersten stegförmigen, profilierten Segment 100 angeformt und beispielsweise als Einschwenknase ausgebildet sein.
Die Wärmeabfuhr kann weiter gesteigert werden, indem die wärmeleitfähige Einrichtung 40 ein zweites profiliertes, stegförmiges Segment 110 aufweisen kann, welches quer zum Basissegment 50 verläuft, an einem anderen äußeren Ende des Basissegments 50 angrenzt und sich zumindest abschnittsweise in den Innenraum erstreckt, wobei sich die beiden äußeren Enden des Basissegments 50 gegenüberliegen.
Um eine stabile Montage des Elektronikgehäuses 10 an der Tragschiene 20 und eine verbesserte Wärmeabfuhr erzielen zu können, kann das zweite stegförmige Segment 110 eine Auflagefläche 111 aufweisen, die, wenn das Elektronikgehäuses 10 an der Tragschiene 20 montiert ist, am zweiten Abschnitte 22 der Tragschiene 20 anliegt.
Die Wärmeabfuhr kann noch weiter gesteigert werden, indem die wärmeleitfähige Einrichtung 40 wenigstens ein drittes profiliertes, stegförmiges Segment 120 aufweisen kann, welches zwischen dem ersten und zweiten stegförmigen Segment 100 und 110 angeordnet ist, quer zum Basissegment 50 verläuft und sich zumindest abschnittsweise in den Innenraum erstreckt.
Eine multifunktionale wärmeleitfähige Einrichtung 40 kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, dass das erste, und/oder zweite und/oder dritte stegförmige, profilierte Segment 100, 110, 120 wenigstens einen Stützbereich, zum Beispiel die Schenkel 61, 112, 113, 121, 122 aufweisen, welche jeweils dazu ausgebildet sind, von außen auf das Elektronikgehäuse 10 einwirkende Kräfte aufzunehmen und/oder weiterzuleiten.
Vorzugsweise kann die wenigstens eine Wärmequelle 30 eine wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Einrichtung sein, wobei
eine im Innenraum angeordnete Isolationseinrichtung 130 vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, die wärmeleitfähige Einrichtung 40 zumindest abschnittsweise gegenüber der wenigstens einen Wärmequelle 30 elektrisch zu isolieren.
Die Isolationseinrichtung 130 kann beispielsweise Abschnitte 131-137 aufweisen, die zumindest teilweise dazu ausgebildet sind, die wärmeleitfähige Einrichtung 40 im Gehäuse 10 zu positionieren und/oder zu halten.
Eine kostengünstige und einfache Lösung sieht vor, dass die wärmeleitfähige Einrichtung 40 beispielsweise ein Stanzbiegeteil ist, welches aus Metall hergestellt sein kann.
Vorzugsweise kann das Elektronikgehäuse 10 eine Breite von weniger als 10mm und insbesondere eine Breite zwischen 2,5mm und 4mm aufweisen, und/oder das Elektronikgehäuse 10 kann als ein anreihbares Klemmengehäuse ausgebildet sein, und/oder das Basissegment 50 der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 kann eine Breite aufweisen, die im Wesentlichen der Breite des Elektronikgehäuses 10 entspricht, und/oder das Elektronikgehäuse 10 kann ein Kunststoffgehäuse sein.
Vorteilhafterweise kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 als Schutzerde-Anschluss oder Funktionserde-Anschluss ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise können am Basissegment 50 mehrere Wärmeableitelemente 140 angeordnet sein, die sich vom Innenraum des Elektronikgehäuses 10 weg erstrecken.
Vorzugsweise kann die wärmeleitfähige Einrichtung 40 in direktem thermischen Kontakt mit der wenigstens einen Wärmequelle 30 stehen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt wird ein System geschaffen, welches folgende Merkmale umfassen kann:

eine Tragschiene 20 mit einer Längsachse und zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten 21 und 22, welche sich entlang der Längsachse der Tragschiene 20 erstrecken und jeweils ein freies Ende der Tragschiene 20 bilden, und
ein an der Tragschiene 20 montierbares Elektronikgehäuse 10 gemäß obiger beispielhafter Beschreibung.

Vorzugsweise weist die Tragschiene 20 ein Hut-Profil aufweist, wobei die beiden gegenüberliegenden Abschnitte 21 und 22 jeweils einen sich quer zur Längsachse der Tragschiene 20 erstreckenden Randbereich bilden, wobei
das Basissegment 50 der wärmeleitfähigen Einrichtung 40 die Tragschiene 20 überspannt und die beiden gegenüberliegenden Abschnitte 21 und 22 berührt.
Zweckmäßigerweise können die am Basissegment 50 angeordneten Wärmeableitelemente 130 die Tragschiene 20 insbesondere zwischen den beiden gegenüberliegenden Abschnitten 21 und 22 berühren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015111277 B4 [0004]
DE 102018124186 B4 [0005]
EP 2961013 B1 [0006]

Claims

Elektronikgehäuse (10) zur Montage an einer Tragschiene (20), wobei das Elektronikgehäuse (10) einen Innenraum definiert und folgende Merkmale aufweist: wenigstens eine Wärmequelle (30), welche im Innenraum des Elektronikgehäuses (10) angeordnet ist, eine wenigstens abschnittsweise im Innenraum des Elektronikgehäuses (10) angeordnete wärmeleitfähige Einrichtung (40), welche zum Abführen von Wärme aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses (10) ausgebildet ist und ein Basissegment (50) aufweist, welches sich im montierten Zustand des Elektronikgehäuses (10) an einer Tragschiene (20) quer zur Längsachse der Tragschiene (20) erstreckt und die Tragschiene (20) an einem ersten und zweiten Abschnitt (21, 22), die sich gegenüberliegen und jeweils ein freies Ende der Tragschiene (20) bilden, berührt.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) am Elektronikgehäuse (10) befestigbar ist, und dass das Elektronikgehäuse (10) zum Montieren an der Tragschiene mithilfe der wärmeleitfähigen Einrichtung (40) ausgebildet ist.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) wenigstens ein Montageelement (60) aufweist, welches dazu ausgebildet ist, im montierten Zustand des Elektronikgehäuses (10) an der Tragschiene (20 den ersten Abschnitt (21) der Tragschiene (20) zu erfassen.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) eine Grundfläche (70) aufweist, welche an das Basissegment (50) angrenzt und mit diesem einen Winkel einschließt.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (10) zwei gegenüberliegende Seitenwände (11, 13) und eine zumindest abschnittsweise umlaufene Wandung (12), welche die beiden Seitenwände verbindet, aufweist, wobei die beiden Seitenwände (11, 13) und die Wandung (12) den Innenraum definieren, und dass die Grundfläche (70) der wärmeleitfähigen Einrichtung (40) an der Innenseite einer der beiden Seitenwände (11) befestigbar ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) ein erstes profiliertes, stegförmiges Segment (100) aufweist, welches quer zum Basissegment (50) verläuft, an einem äußeren Ende des Basissegments (50) angrenzt und sich zumindest abschnittsweise in den Innenraum erstreckt.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Montageelement (60) am ersten stegförmigen, profilierten Segment (100) angeformt ist.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) ein zweites profiliertes, stegförmiges Segment (110) aufweist, welches quer zum Basissegment (50) verläuft, an einem anderen äußeren Ende des Basissegments (50) angrenzt und sich zumindest abschnittsweise in den Innenraum erstreckt, wobei sich die beiden äußeren Enden des Basissegments (50) gegenüberliegen.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite stegförmige Segment (110) eine Auflagefläche (111) aufweist, die im montierten Zustand des Elektronikgehäuses (10) an der Tragschiene (20) am zweiten Abschnitte (22) der Tragschiene (20) anliegt.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) wenigstens ein drittes profiliertes, stegförmiges Segment (120) aufweist, welches zwischen dem ersten und zweiten stegförmigen Segment (100, 110) angeordnet ist, quer zum Basissegment (50) verläuft und sich zumindest abschnittsweise in den Innenraum erstreckt.
Elektronikgehäuse nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, und/oder zweite und/oder dritte stegförmige, profilierte Segment (100, 110, 120) wenigstens einen Stützbereich (61, 112, 113, 121, 122) aufweisen, welche jeweils dazu ausgebildet sind, von außen auf das Elektronikgehäuse (10) einwirkende Kräfte aufzunehmen und/oder weiterzuleiten.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wärmequelle (30) eine wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Einrichtung ist, wobei eine im Innenraum angeordnete Isolationseinrichtung (130) vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, die wärmeleitfähige Einrichtung (40) zumindest abschnittsweise gegenüber der wenigstens einen Wärmequelle (30) elektrisch zu isolieren.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationseinrichtung (130) Abschnitte (131-137) aufweist, die dazu ausgebildet sind, die wärmeleitfähige Einrichtung (40) zu positionieren und/oder zu halten.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) als ein Stanzbiegeteil ausgebildet ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (10) eine Breite von weniger als 10mm und insbesondere eine Breite zwischen 2,5mm und 4mm aufweist, und/oder dass das Elektronikgehäuse (10) als ein anreihbares Klemmengehäuse ausgebildet ist, und/oder dass das Basissegment (50) der wärmeleitfähigen Einrichtung (40) eine Breite aufweist, die im Wesentlichen der Breite des Elektronikgehäuses (10) entspricht, und/oder dass das Elektronikgehäuse (10) ein Kunststoffgehäuse ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) als Schutzerde-Anschluss oder Funktionserde-Anschluss ausgebildet ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Basissegment (50) mehrere Wärmeableitelemente (140) angeordnet sind, die sich vom Innenraum des Elektronikgehäuses (10) weg erstrecken.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähige Einrichtung (40) in direktem thermischen Kontakt mit der wenigstens einen Wärmequelle (30) steht.
System umfassend: eine Tragschiene (20) mit einer Längsachse und zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten (21, 22), welche sich entlang der Längsachse der Tragschiene (20) erstrecken und jeweils ein freies Ende der Tragschiene (20) bilden, und ein an der Tragschiene (20) montierbares Elektronikgehäuse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschiene (20) ein Hut-Profil aufweist, wobei die beiden gegenüberliegenden Abschnitte (21, 22) jeweils einen sich quer zur Längsachse der Tragschiene (20) erstreckenden Randbereich bilden, und dass das Basissegment (50) der wärmeleitfähigen Einrichtung (40) die Tragschiene (20) überspannt und die beiden gegenüberliegenden Abschnitte (21, 22) berührt.
System nach Anspruch 19 in Verbindung mit Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die am Basissegment (50) angeordneten Wärmeableitelemente (130) die Tragschiene (20) zwischen den beiden gegenüberliegenden Abschnitten (21, 22) berühren.