DE10333353B4 - Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen LRU-Geräten in einem Flugzeug - Google Patents

Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen LRU-Geräten in einem Flugzeug Download PDF

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Abstract

Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen LRU-Geräten in einem Flugzeug, wobei die LRU-Geräte (3) von in dem Geräteträger (1) übereinander angeordneten Regalen (2) aufgenommen sind, wobei die Regale (2) zur Anpassung an unterschiedliche LRU-Geräte (3) in variierbaren, den Höhenabmessungen der jeweils aufzunehmenden LRU-Geräte (3) angepassten Abständen in dem Geräteträger (1) angeordnet sind, mit einem seitlich am Geräteträger (1) angeordneten Kanal (8), mittels dem die für die Kühlung der LRU-Geräte (3) benötigte Kühlluft zuführbar ist, wobei der Kanal (8) mit Austrittsöffnungen für die Kühlluft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass über einen die obere Seite des Geräteträgers (1) durchdringenden Lufteinführsttutzen (8a) die Kühlluftzufuhr in den Kanal (8) erfolgt, dass das Regal (2) kalibrierbare Öffnungen aufweist, die jeweils einem LRU-Gerät (3) zugeordnet sind und durch die die für die Kühlung der jeweiligen LRU-Geräte (3) spezifizierte Luftmenge zugeführt wird, so dass LRU-Geräte (3) nach den Spezifikationen unterschiedlicher luftfahrttechnischer Kühlung-Standards kühlbar sind, dass ein...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen Geräten in einem Flugzeug, insbesondere von sogenannten LRU-Geräten mit unterschiedlichen Höhenabmessungen und verschiedenen Kühlungsstandards, unter Verwendung von in dem Geräteträger übereinander angeordneten Regalen zur statischen Aufnahme der elektronischen Geräte.
  • Es sind verschiedene Konstruktionen von Geräteträgern, die in Flugzeugen zur Anwendung kommen, bekannt:
    • a) Geräteträger mit der Typenbezeichnung „80 VU" im Elektronikraumbereich
    • b) IFE Geräteträger im Elektronikraumbereich, und
    • c) IFE Geräteträger im Frachtraumbereich.
  • Der Geräteträger „80 VU" dient u. a. zur Aufnahme von flugtechnischen LRU-Geräten (Line Replaceable Units), worunter Geräte, die aus einem Regal gerade heraus ziehbar sind, zu verstehen sind. Diese Geräte werden von den äußeren Abmessungen alle nach dem Standard ARINC 600 mit einer Höhe von 200 mm gebaut. Die Kühlung der LRU-Geräte erfolgt ebenfalls nach ARINC 600, d. h. von unten nach oben. In diesem Geräteträger ist es nicht möglich, zum Beispiel LRU-Geräte nach dem Standard ARINC 628 mit einer Bauhöhe von 270 mm zu integrieren. Auch ist es nicht möglich, LRU-Geräte nach dem Standard ARINC 628 zu kühlen, d. h. von vorne nach hinten.
  • Der IFE Geräteträger (Inflight Entertainment) im Elektronikraumbereich dient zur Aufnahme von LRU-Unterhaltungsgeräten, die von den äußeren Abmessungen nach ARINC 600 mit einer Bauhöhe von 200 mm gebaut werden. Die Kühlung dieser Geräte erfolgt nach ARINC 628, d. h. von vorne nach hinten, sowie bedingt nach ARINC 600, d. h. von unten nach oben. In diesem Geräteträger ist es ohne einen zusätzlichen großen Aufwand nicht möglich, LRU-Geräte nach ARINC 628 mit einer Bauhöhe von 270 mm zu integrieren. Ebenfalls ist es beim IFE Geräteträger nicht möglich, LRU-Geräten nach ARINC 600 und 404 eine ausreichende Kühlung von unten nach oben bzw. von oben nach unten zu ermöglichen.
  • Der IFE Geräteträger im Frachtraumbereich dient zur Aufnahme von LRU-Unterhaltungsgeraten, die von den äußeren Abmessungen alle nach ARINC 600 mit einer Bauhöhe von 200 mm gebaut werden. Die Kühlung dieser Geräte erfolgt nach ARINC 628, d. h. von vorne nach hinten. Von den äußeren Abmessungen könnten nach durchzuführenden Anpassungen alle LRU-Geräte der verschiedenen ARINC Standards integriert werden. Die Kühlung erfolgt allerdings nur nach ARINC 628, d. h. von vorne nach hinten, so dass eine Anpassung der Kühlung an ARINC 600 und 404, d. h. von unten nach oben bzw. von oben nach unten, nicht möglich ist.
  • Außerdem ist aus der Druckschrift: „ DE 25 37 295 A1 " ein Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen Geräten unter Verwendung von in dem Geräteträger übereinander angeordneten Regalen zur Aufnahme der elektronischen Geräte bekannt, wobei die Regale zueinander in variierbaren, den Höhenabmessungen der jeweils aufzunehmenden Geräte angepassten Abständen in dem Geräteträger angeordnet sind. Dieser Geräteträger weist zur lufttechnischen Kühlung der eingebauten elektronischen Geräte mittels Zufuhr von Kühlungsluft zu den Regalen einen seitlichen Kanal auf, der mit Austrittsöffnungen für eine Kühlluft versehen ist. Aus der Druckschrift: „ FR 2 193 303 " ist ein weiterer derartiger Geräteträger bekannt. Nach diesen beiden Druckschriften wird ein Belüftungskreislauf vorgeschlagen wird, der eine Einspeisung (eine beginnende Versorgung mit) der Frischluft berücksichtigt, die aus einem Bodenbereich des Geräteträgers respektive einem Standbereich einer Schrankeinheit, bspw. aus einem Fußbodenbereich, einem schrankseitenwandseitig eingeschlossenen Luftkanal eingespeist wird und (sicherlich auch wegen nicht bestehender Notwendigkeit) über jene nicht zu kalibrierende Öffnungen, die dem kanalabgeschotteten Wandbereich (Trägerbereich) ausgenommen sind, den zu kühlenden elektrotechnischen/elektronischen Geräten, die auf einem sogenannten Regal befestigt sind, zugeleitet wird, wobei die geräteerwärmte Kühlluft nach einer Umspülung der Geräte einem weiteren (gegenüberliegenden) schrankseitenwandseitig eingeschlossenen Luftkanal einströmen wird, über den jene verbrauchte Luft der Schrankeinheit abgeführt wird. Ob diese erwärmte (verbrauchte) Kühlluft abgesaugt oder durch den Druck der zugeführten Frischluft getrieben wird, bleibt der FR 2 193 303 verborgen, wobei durch die DE 25 37 295 A1 Maßnahmen der Be- und Entlüftung berücksichtigt werden.
  • Andererseits offenbart die Druckschrift: „US 2003/0036347 A1" einen weiteren Geräteträger für Avionic-Einschübe. Diese Einschübe werden jeweils unterhalb eines Fußbodens im Deckenbereich eines Flugzeug-Frachtraumbereiches installiert, deren aufgenommene Module die Sitzanordnung (den Sitz) eines Flugzeuges informationstechnisch versorgen werden. Zur Kühlung jener Module, die auf dem Boden jenes Einschubs angeordnet sind, wird eine Kühleinheit benutzt. Letzterer und dem Einschub ist eine (flexible) Rohrleitung angeschlossen, über die eine Kühlluft in den Innenraum des Einschubs eingeleitet wird. Diese Kühlluft wird rückseitig des Leitungsanschluss-bereiches der Module eingespeist und soll zur Kühlung der Module benutzt werden. Vorderseitig der Module wird sicherheitshalber die Anordnung von weiteren Ventilatoren vorgesehen, welche gegen die Modul-Vorderseite kühle Luft blasen werden. Hinsichtlich der Ableitung jener modulerwärmten Frischluft aus dem Einschub schweigt sich diese Druckschrift aus, wobei die Anordnung der Luftauslassöffnung(en) sich nach den Einbaugegebenheiten richten wird.
  • Ferner wird durch die Druckschrift: „ FR 2 651 636 " mitgeteilt, dass man zum Einlassen einer (schlauchrohrgeführten) Frischluft einen Rohrstutzen (Rohradapter) verwenden könnte, der gehäuseaußenseitig und beispielsweise seitwärts einem Gehäuse angeordnet ist. Auch wird eine gehäuseseitliche Abführung der durch Geräte erwärmten Kühlluft nach außerhalb dem Gehäuse vorgeschlagen.
  • Es wird im Ermessen eines Fachmanns liegen, kalibrierbare Öffnungen an einem Regal oder einer Schrankeinlage an einer strömungstechnisch günstigen Stelle vorzusehen. Dabei werden dem Fachmann die Druckschriften „WO 92/15 188 A1" und „ US 4,888,664 ", die entsprechende Anregungen für die Anordnung derartiger Öffnungen vermitteln, nützlich sein.
  • Weiterhin ist aus der Druckschrift: „US-A 3,771,023" ein Regal zur Aufnahme von LRU-Geräten mit kalibrierbaren Öffnungen, wobei die Kühlluft von der Seite zuführbar ist, bekannt. Jedoch ist in dieser Druckschrift nichts darüber ausgesagt, wie die Kühlluftzufuhr erfolgt und wo der Absaugstutzen angebracht ist.
  • Die Aufnahme unterschiedlicher LRU-Geräte mit kalibrierbaren Kühlluft-Austrittsöffnungen ist aus der Druckschrift: „US-A 4,458,296" bekannt, jedoch wird bei einem Regal gemäß dieser Druckschrift die durch die LRU-Geräte erwärmte Kühlluft ebenso wie die zuströmende Kühlluft seitlich geführt, so dass ein Absaugstutzen sich auch nicht in naheliegender Weise ergibt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen LRU-Geräten in einem Flugzeug zu schaffen, der alle Geräte nach unterschiedlichen ARINC Standards bezüglich ihrer Abmessungen aufnehmen kann und eine Kühlung der Geräte nach den Spezifikationen unterschiedlicher luftfahrttechnischer Kühlung-Standards umsetzen wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Im Anspruch 2 sind zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Maßnahmen angegeben.
  • Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass der Geräteträger eine flexible Integration von verschiedenen LRU-Geräten bietet. Je nach Kundenwunsch können beispielsweise 1 bis 144 MCU (sogenannte Master Control Units) pro Geräteträger integriert werden. Bei einer geringeren Anzahl derartiger Geräte kann in vorteilhafter Weise Gewicht durch entfernte Regale eingespart werden. Weiterhin ist es von Vorteil, dass durch die höheneinstellbaren Regale LRU-Geräte mit äußeren Abmessungen nach ARINC 600 und ARINC 628 mit Bauhöhen von 200 mm und 270 mm in den Geräteträger integriert werden können. Auch ist von Vorteil, dass die LRU-Geräte durch die vorgesehenen kalibrierbaren Öffnungen an der Vorder- und (oder Unterseite des Geräteträgers nach ARINC 600 und 628 gekühlt werden, d. h. von unten nach oben bzw. von vorne nach hinten. Mit leichten Modifikationen wird vorteilhafter Weise auch eine Kühlung nach ARINC 404, d. h. von oben nach unten, erreicht.
  • Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
  • 1: einen Geräteträger in Vorderansicht, und
  • 2: ein Regal zur Aufnahme von elektronischen Geräten in einer perspektivischen Ansicht.
  • In 1 wird ein Geräteträger 1 dargestellt, der mit insgesamt fünf Regalen 2 ausgestattet ist, die in unterschiedlichen Abständen zueinander im Innenraum des Geräteträgers 1 angeordnet sind. Die Abstände der Regale 2 sind durch die Höhenabmessungen von elektronischen Geräten 3 bestimmt, die sich auf den Regalen 2 befinden. Ein beispielhafter Aufbau eines Regals 2 ist aus 2 ersichtlich. Es wird eine Tragfläche 4, die zur statischen Aufnahme von mehreren elektronischen Geräten, beispielsweise jenen eingangs erwähnten LRU-Geräten 3, geeignet ist, und eine rechtwinklig zu dieser Tragfläche 4 angeordnete Verbindungsfläche 5 gezeigt, wobei die Tragfläche 4 am Regalrahmen befestigt wird. Die Tragfläche 4 und die Verbindungsfläche 5 des Regals 2 werden aus Stabilitätsgründen durch Winkelelemente 6 miteinander mechanisch verbunden, wobei das Regal 2 aus einer Kombination von Leichtmetall und Kunststoff bestehen kann.
  • Mit einem seitlich am Geräteträger 1 angeordneten Kanal 8 wird die Zufuhr einer für die lufttechnische Kühlung der elektronischen Geräte benötigten Kühlluft realisiert, der mit zeichnerisch nicht dargestellten Austrittsöffnungen für die Kühlluft versehen ist. Der Eintritt der Kühlluft in den Kanal 8 erfolgt über einen Lufteinfuhrstutzen 8a, der die obere Stirnwand 9 des Geräteträgers 1 durchdringt, über welchen die Kühlluftzufuhr erfolgt. Die Stirnwand 9 wird außerdem von einem weiteren Rohrstutzen 10 durchdrungen, über den die erwärmte Luft aus dem Innenraum des Geräteträgers 1 abgesaugt wird. Alternativ kann auch eine Absaugung der erwärmten Luft an der Rückseite 7 des Geräteträgers 1 in entsprechender Weise durchgeführt werden.
  • Dem wird hinzugefügt, dass bei jenem Geräteträger 1, dessen Verwendung zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen LRU-Geräten 3 im Flugzeug betrachtet wird, diese LRU-Geräte 3 von in dem Geräteträger 1 übereinander angeordneten Regalen 2 aufgenommen sind. Zur Anpassung an unterschiedliche LRU-Geräte 3 werden die Regale 2 in variierbaren, den Höhenabmessungen der jeweils aufzunehmenden LRU-Geräte 3 angepassten Abständen in dem Geräteträger 1 angeordnet. Die Zufuhr an Kühlluft, die für die Kühlung der LRU-Geräte 3 benötigt wird, wird zunächst über jenen Lufteinführstutzen 8a in den seitlich am Geräteträger angeordneten Kanal 8 eintreten und über berücksichtigte Austrittsöffnungen, die, wie erwähnt, dem Kanal 8 ausgenommen sind, die Regale 2 erreichen. Das Regal 2 weist kalibrierbaren Öffnungen auf, die jeweils einem LRU-Gerät 3 zugeordnet sind. Durch diese kalibrierbaren Öffnungen wird nun die für die Kühlung der jeweiligen LRU-Geräte 3 spezifizierte Luftmenge zugeführt, so dass die LRU-Geräte 3 nach den Spezifikationen unterschiedlicher luftfahrttechnischer Kühlung-Standards kühlbar sind. Die erwärmte Luft aus dem Innenraum des Geräteträgers 1 wird über einen weiteren Rohrstutzen 10 abgesaugt wird, der eine obere Stirnwand 9 des Geräteträgers 1 im Bereich der Regale 2 durchdringt.
  • Alternativ wird eine Absaugung der erwärmten Luft über weitere Öffnungen, die an einer Rückseite 7 des betreffenden Regals 2 angeordnet sind, vorgeschlagen, mit denen sich ein Absaugen der erwärmten Luft aus dem Innenraum des Geräteträgers 1 verwirklichen lässt.
  • Der Vollständigkeit halber wird noch erwähnt, dass der Geräteträger 1 mit einem geschlossenen Schrank bereitgestellt wird, der beispielsweise mit einer glasfaserverstärkten Wabenstruktur realisiert wird. Durch die Verwendung jener glasfaserverstärkten Wabenstruktur wird insbesondere eine Gewichtsersparnis für ein Flugzeug erreicht.
  • 1
    Geräteträger
    2
    Regale
    3
    LRU-Geräte
    4
    Tragfläche eines Regals 2
    5
    Verbindungsfläche eines Regals 2
    6
    Winkelelemente eines Regals 2
    7
    Rückseite des Geräteträgers 1
    8
    Kanal für Kühlluft
    8a
    Lufteinfuhrstutzen
    9
    Obere Stirnwand des Geräteträgers 1
    10
    weiterer Rohrstutzen zum Absaugen der erwärmten Luft

Claims (2)

  1. Geräteträger zur Aufnahme und Kühlung von elektronischen LRU-Geräten in einem Flugzeug, wobei die LRU-Geräte (3) von in dem Geräteträger (1) übereinander angeordneten Regalen (2) aufgenommen sind, wobei die Regale (2) zur Anpassung an unterschiedliche LRU-Geräte (3) in variierbaren, den Höhenabmessungen der jeweils aufzunehmenden LRU-Geräte (3) angepassten Abständen in dem Geräteträger (1) angeordnet sind, mit einem seitlich am Geräteträger (1) angeordneten Kanal (8), mittels dem die für die Kühlung der LRU-Geräte (3) benötigte Kühlluft zuführbar ist, wobei der Kanal (8) mit Austrittsöffnungen für die Kühlluft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass über einen die obere Seite des Geräteträgers (1) durchdringenden Lufteinführsttutzen (8a) die Kühlluftzufuhr in den Kanal (8) erfolgt, dass das Regal (2) kalibrierbare Öffnungen aufweist, die jeweils einem LRU-Gerät (3) zugeordnet sind und durch die die für die Kühlung der jeweiligen LRU-Geräte (3) spezifizierte Luftmenge zugeführt wird, so dass LRU-Geräte (3) nach den Spezifikationen unterschiedlicher luftfahrttechnischer Kühlung-Standards kühlbar sind, dass ein Rohrstutzen (10), über den die erwärmte Luft aus dem Geräteträger (1) abgesaugt wird, eine obere Stirnwand (9) im Bereich der Regale (2) durchdringt.
  2. Geräteträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Rückseite (7) des betreffenden Regals (2) weitere Öffnungen angeordnet sind, mit denen sich ein Absaugen der erwärmten Luft aus dem Innenraum des Geräteträgers (1) verwirklichen lässt.
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