DE1201435B

DE1201435B - Unit with cooling device, in particular plug-in unit, for electrical communications engineering

Info

Publication number: DE1201435B
Application number: DES91581A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Riedl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-06-18
Filing date: 1964-06-18
Publication date: 1965-09-23

Description

Baueinheit mit Kühlvorrichtung, insbesondere Steckbaueinheit, für die elektrische Nachrichtentechnik Die Erfindung bezieht sich auf eine Baueinheit, insbesondere Steckbaueinheit, für die elektrische Nachrichtentechnik, bestehend aus einer die vorzugsweise gedruckte Verdrahtung tragenden Schaltungsplatte und einer mit der Schaltungsplatte mechanisch verbundenen Kühlvorrichtung für die thermisch hochbelasteten Bauteile dieser Baueinheit.Unit with cooling device, in particular plug-in unit, for electrical communications engineering The invention relates to a structural unit, in particular plug-in unit, consisting of for electrical communications engineering a circuit board carrying the preferably printed wiring and a cooling device mechanically connected to the circuit board for the thermal highly stressed components of this unit.

Bei größeren Anlagen für die elektrische Nachrichtentechnik, insbesondere für die Richtfunktechnik, werden häufig zusammengehörige Teile eines Gerätes zu kleinen Baugruppen zusammengefaßt. Diese Baugruppen sind meist leicht auswechselbar, vorzugsweise mechanisch und elektrisch steckbar in einem Sammelrahmen untergebracht. Die Schaltungsplatte trägt meist eine gedruckte Schaltung. Sie besteht daher aus Isoliermaterial, das aber die Wärme von thermisch hoch beanspruchten Bauteilen auf der Schaltungsplatte kaum abführen kann. Es ist daher notwendig, die Wärme von derartigen Bauelementen durch besondere Kühlvorrichtungen abzuführen. Diese Kühlvorrichtungen bestehen in den bekannten Fällen aus fest oder steckbar mit den Bauelementen verbundenen Wärmeleitern, die nach Montage der Anordnung die einfache Zugänglichkeit zu Bauelementen auf der gedruckten Leitungsplatte verhindern.For larger systems for electrical communications engineering, in particular for radio relay technology, parts of a device that belong together are often too summarized in small assemblies. These assemblies are usually easily exchangeable, preferably mechanically and electrically pluggable housed in a collecting frame. The circuit board usually carries a printed circuit. It therefore consists of Insulating material that absorbs the heat from components that are subject to high thermal loads the circuit board can hardly dissipate. It is therefore necessary to take the heat from such Discharge components through special cooling devices. These coolers consist in the known cases of fixed or pluggable connected to the components Heat conductors, which after assembly of the arrangement the easy accessibility to components on the printed wiring board.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Schwierigkeiten bei derartigen Baugruppen auf einfache Weise zu umgehen.The invention is based on the problem of the aforementioned difficulties to work around in such assemblies in a simple manner.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Baueinheit der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gegenüber der Schaltungsplatte eine über Scharniere mit ihr verbundene Kühlplatte vorgesehen ist, an der ie wärmeabgebenden Bauteile von geringerer Größe hermisch gut kontaktierend befestigt sind und über exible Leitungen mit der Schaltungsplatte elektrisch erbunden sind, während die Bauteile mit größeren usmaßen mit auf der Schaltungsplatte befindlichen ärmeleitblöcken verbunden sind, die ihrerseits nach ein Zuklappen der Kühlplatte durch Schrauben mit er Kühlplatte verbunden werden.According to the invention, this is the case mentioned at the outset in the case of a structural unit Art solved in that opposite the circuit board with a hinged her connected cooling plate is provided on the ie heat-emitting components of smaller size are hermetically attached with good contact and via exible lines are electrically connected to the circuit board, while the components are connected to larger ones the dimensions are connected to sleeve blocks on the circuit board, which in turn after closing the cooling plate by screwing it with the cooling plate get connected.

Zur Anpassung an die Höhe der Kühlblöcke bzw. In die Höhe sonstiger auf der Schaltungsplatte vor-;esehener Bauelemente, sind die Lappen der Schariiere gleichzeitig als Abstandshalter ausgebildet.To adapt to the height of the cooling blocks or to the height of other The components provided on the circuit board are the flaps of the hinge at the same time designed as a spacer.

Mit Vorteil wird die Kühlplatte außerdem als Ab- , chirmung gegen elektrische oder magnetische Felder usgebildet, und gegebenenfalls werden senkrecht zu ir zusätzliche Abschirmflächen für einzelnen Bau-:ile angebracht.The cooling plate is also advantageously used as a shield against electric or magnetic fields are formed and, if necessary, become perpendicular to ir additional shielding surfaces for individual components: ile attached.

Für Bauelemente, deren Höhe den Abstand der ; eiden Platten übersteigt, werden zweckmäßig in der ühlplatte entsprechende Ausnehmungen vorgesehen. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand der F i g. 1 und 2 näher erläutert.For components whose height corresponds to the distance between the; exceeds two plates, appropriate recesses are expediently provided in the cooling plate. Below an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated with reference to FIGS. 1 and 2 explained in more detail.

Das Ausführungsbeispiel ist als Steckbaugruppe der eingangs erwähnten Art ausgeführt. Die F i g. 1 zeigt eine solche Steckbaugruppe in perspektivischer Ansicht und im aufgeklappten Zustand. Die Steckbaugruppe besteht aus einer Schaltungsplatte 1, die als Isolierplatte ausgeführt ist und auf der nicht sichtbaren Seite die Verdrahtung für die mit ihr verbundenen Bauelemente trägt. Diese Verdrahtung ist vorzugsweise nach Art der gedruckten Schaltungen hergestellt. Die Baugruppe ist mit anderen Baugruppen bzw. mit einer gemeinsamen Verdrahtung des Gerätes in dem sie sich befindet, über eine Steckkontaktleiste 9 elektrisch verbunden. An der Frontseite dieser Baugruppe befindet sich die Abdeckplatte 10. Auf der Oberseite der Schaltungsplatte sind die Bauelemente angeordnet, insbesondere Widerstände, Kondensatoren, Spulen, die nur teilweise in der Figur eingezeichnet sind. Unter anderem befinden sich auf dieser Schaltungsplatte auch thermisch hochbelastete Bauteile, beispielsweise eine Gruppe von Transistoren, die mit 5 bezeichnet sind. Diese Transistoren größerer Bauart sind auf metallischen Blöcken 6 befestigt, die als Wärmeleiter dienen. Auf der Schaltungsplatte befinden sich außerdem Scharniere 11, die andererseits mit einer vorzugsweise metallischen Platte 2 verbunden sind. Diese Platte kann in Richtung der Schaltungsplatte geklappt werden. Die Scharniere sind durch Verlängerung ihrer Lappen so ausgebildet, daß die Kühlplatte 2 nach dem Zuklappen auf den vorerwähnten Kühlblöcken 6 eben aufliegt. In diesen Kühlblöcken sind Gewindebohrungen vorgesehen, so daß die Kühlplatte mit den Blöcken verschraubt werden kann. Durch die feste und flache Auflage der Platte auf diesen Kühlblöcken wird ein guter thermischer Kontakt erreicht, so daß die von den Transistoren 5 erzeugte Wärme auf die Kühlplatte 2 abfließen kann. Kleinere Bauelemente, insbesondere Transistoren, sind unmittelbar mit der Kühlplatte 2 verbunden. Eine Reihe derartiger Bauteile ist in der Figur ersichtlich und mit 3 bezeichnet. Die Anschlüsse 4 dieser Bauelemente sind flexibel ausgeführt und mit der Verdrahtung der Schaltungsplatte verbunden. Die Wärme dieser Transistoren wird also unmittelbar auf die Kühlplatte abgeführt.The embodiment is designed as a plug-in module of the type mentioned. The F i g. 1 shows such a plug-in assembly in a perspective view and in the unfolded state. The plug-in assembly consists of a circuit board 1, which is designed as an insulating plate and carries the wiring for the components connected to it on the non-visible side. This wiring is preferably made in the manner of printed circuit boards. The assembly is electrically connected to other assemblies or to a common wiring of the device in which it is located, via a plug contact strip 9. The cover plate 10 is located on the front side of this assembly. The components, in particular resistors, capacitors, coils, which are only partially drawn in the figure, are arranged on the upper side of the circuit board. Among other things, there are also thermally highly stressed components on this circuit board, for example a group of transistors, which are denoted by 5. These larger type transistors are mounted on metallic blocks 6 which serve as heat conductors. On the circuit board there are also hinges 11, which on the other hand are connected to a preferably metallic plate 2. This plate can be folded in the direction of the circuit board. The hinges are designed by extending their tabs so that the cooling plate 2 rests flat on the aforementioned cooling blocks 6 after it has been closed. Threaded holes are provided in these cooling blocks so that the cooling plate can be screwed to the blocks. The firm and flat support of the plate on these cooling blocks results in good thermal contact so that the heat generated by the transistors 5 can flow off onto the cooling plate 2. Smaller components, in particular transistors, are directly connected to the cooling plate 2. A number of such components can be seen in the figure and denoted by 3. The connections 4 of these components are designed to be flexible and connected to the wiring of the circuit board. The heat from these transistors is thus dissipated directly to the cooling plate.

Die Kühlplatte besteht zweckmäßigerweise aus solchem Material, wie es zur Abschirmung elektrischer bzw. magnetischer Felder notwendig ist. Für den gleichen Zweck können an der Kühlplatte Schirmbleche befestigt werden zur gegenseitigen Abschirmung von einzelnen Bauteilen auf der Schaltungsplatte. Ein solches Schirmblech, das beispielsweise auch aus lc-Metall bestehen kann, ist in der Figur ersichtlich und mit 12 gekennzeichnet. Dieses Blech dient im zusammengeklappten Zustand der Anordnung zur Abschirmung eines auf der Schaltungsplatte 1 befindlichen Übertragers 7. Zur besseren Abdichtung des Feldes und zur guten elektrischen Kontaktierung der Kühlplatte mit dem gemeinsamen Masseleiter auf der Schaltungsplatte sind auf dieser noch Federbleche 8 vorgesehen, die sich an die Schirmwände anlegen.The cooling plate is expediently made of such a material as it is necessary to shield electrical or magnetic fields. For the Shield plates can be attached to the cooling plate for the same purpose Shielding of individual components on the circuit board. Such a shield plate, which can also consist of LC metal, for example, can be seen in the figure and marked with 12. This sheet is used in the folded state Arrangement for shielding a transformer located on the circuit board 1 7. For better sealing of the field and for good electrical contacting of the The cooling plate with the common ground conductor on the circuit board are on this spring steel sheets 8 are still provided, which lie against the screen walls.

Zur Bedienung veränderbar ausgeführter Bauelemente auf der Schaltungsplatte 1, beispielsweise des eingezeichneten Potentiometers 13 auch im zusammengeklappten Zustand der Anordnung sind in der Kühlplatte Durchbrechnungen vorgesehen, durch die ein Schraubenzieher eingeführt werden kann.For operating changeable components on the circuit board 1, for example the potentiometer 13 shown in the folded position State of the arrangement, openings are provided in the cooling plate which a screwdriver can be inserted.

Für solche Bauelemente auf der gedruckten Leitungsplatte, deren Höhe den Abstand der beiden Platten übersteigt, z. B. für das Bauelement 14, das einen Übertrager darstellt, sind in der Kühlplatte 2 entsprechende Ausnehmung vorgesehen.For those components on the printed wiring board whose height exceeds the distance between the two boards, e.g. B. for the component 14, which is a transformer, 2 corresponding recess are provided in the cooling plate.

Die F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Baueinheit nach der F i g. 1 im zusammengeklappten Zustand.The F i g. FIG. 2 shows a cross section through the structural unit according to FIG F i g. 1 when folded.

Durch diese klappbare Befestigung der Kühlplatte wird bei geringster Bauhöhe auf konstruktiv einfachste Art eine gute Kühlung thermisch hochbeanspruchter Bauelemente auf elektrischen Schaltungsplatten erreicht. Gleichzeitig wird eine gute Schirmung der Baugruppe durch die Kühlplatte erreicht. Im aufgeklappten Zustand sind alle Bauelemente der Baugruppe zugänglich, was für Reparaturzwecke sehr günstig ist. Die gesamte Anordnung hat außerdem den Vorteil, daß sie nur eine geringe Bauhöhe bei praktisch beliebiger Bestückbarkeit der Schaltungsplatte ermöglicht.This hinged attachment of the cooling plate is at least Construction height in a structurally simplest way a good cooling of thermally highly stressed Reached components on electrical circuit boards. At the same time a good shielding of the assembly is achieved by the cooling plate. In the unfolded state all components of the assembly are accessible, which is very cheap for repair purposes is. The entire arrangement also has the advantage that it only has a low overall height with practically any possible equipping of the circuit board.

Claims

Claims: 1. Unit with cooling device, in particular plug-in unit, for electrical communications engineering, consisting of a circuit board carrying the preferably printed wiring and a cooling device mechanically connected to the circuit board for the thermally highly stressed components of this unit, characterized in that opposite the circuit board (1 ) a cooling plate (2) connected to it via hinges (11) is provided, on which the heat-emitting components of smaller size (3) are fastened with good thermal contact and are electrically connected to the circuit board via flexible lines (4), while the components are connected to larger dimensions (5) are connected to heat conducting blocks (6) located on the circuit board, which in turn are connected to the cooling plate by screws after the cooling plate is closed. z. Structural unit according to Claim 1, characterized in that the two tabs of the hinges are designed as spacers, the entire length of which is adapted to the overall height of the cooling blocks. 3. Assembly according to claim 1 or 2, characterized in that there are shielding plates attached perpendicularly to the cooling plate, which cover elements to be shielded against electrical or magnetic fields, such as transformers, when the cooling plate is in the folded position. 4. Assembly according to claim 3, characterized in that the edges of the shield plates rest on contact spring strips which are arranged on the upper side of the circuit board and are connected to the ground connection of the circuit board. 5. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that there are openings in the cooling plate for the operation of adjustable components provided on the circuit board. 6. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling plate has recesses for those elements provided on the circuit board, the height of which exceeds the cooling plate in the collapsed state. 7. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling plate is designed as a metallic plate which is suitable for shielding electrical or magnetic fields.