DE1766817C3

DE1766817C3 - Electrical circuit assembly with cooling device

Info

Publication number: DE1766817C3
Application number: DE19681766817
Authority: DE
Inventors: David Ampfield Romsey Hampshire Everard (Großbritannien)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1967-07-28
Filing date: 1968-07-24
Publication date: 1977-10-13

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltungsbaugruppe mit Kühlungsvorrichtung, bei der mehrere Schaltungskarten mit elektrischen Bauelementen parallel nebeneinander angeordnet sind.The present invention relates to an electrical circuit assembly with a cooling device, in which several circuit cards with electrical components are arranged in parallel next to one another.

In elektronischen Anlagen werden heule vielfach Baugruppen von Schaltungskarten verwendet, deren jede eine Anzahl Elementarschaltungen und die zur elektrischen Verbindung notwendigen Leitungsmuster trägt. Da man diese Karte zur Erreichung einer großen Packungsdichte auf möglichst kleinem Raum unterbringt, entsteht eine große Konzentration von Verlustwärme, die unbedingt abgeführt werden muß.In electronic systems, how often assemblies of circuit cards are used, their each a number of elementary circuits and the line patterns necessary for the electrical connection wearing. Since this card is placed in the smallest possible space to achieve a high packing density, there is a large concentration of waste heat that must be dissipated.

So ist es aus der DAS 12 43 252 bekannt, mindestens zwei einander gegenüberliegende Seiten eines allseitig geschlossenen, aus Blech bestehenden Gehäuses zur Aufnahme elektrischer Schaltungsplatten zu Kühlrippen zu falten.This is what it is known from DAS 12 43 252, at least two opposite sides of a housing made of sheet metal that is closed on all sides Fold recording of electrical circuit boards into cooling fins.

Aus der US-Patentschrift 31 41 999 ist es bekannt, die Verlustwärme durch ein mit Kühlrippen versehenes Metallrohr abzuführen, das in seiner Längsrichtung unterteilt ist und durch ein hindurch geleitetes Kühlmittel gekühlt wird.From US Pat. No. 3,141,999, it is known to reduce the heat loss by means of a cooling fins Remove metal pipe, which is divided in its longitudinal direction and passed through a Coolant is cooled.

Man kann das Problem der Kühlung auch dadurch lösen, daß man die Schaltungen selbst in eine Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen System einbettet. Hierzu sind jedoch teure Einrichtungen erforderlich.You can also solve the problem of cooling by converting the circuits into a Embeds cooling liquid in a closed system. However, this requires expensive facilities.

Man kann auch von einer Seite her Kühlluft durch parallel nebeneinander montierte Schaltungskarten blasen, wodurch sich aber der Nachteil ergibt, daß die Kühlluft bereits erwärmt ist, wenn sie die Bauelemente an der dem Lufteintritt abgewandten Seite der Karten erreicht.You can also get cooling air from one side through circuit boards mounted in parallel next to each other blow, but this has the disadvantage that the cooling air is already heated when it touches the components reached on the side of the cards facing away from the air inlet.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, an einer Seite eingeschlitzte Schaltungskarten parallel nebeneinander auf ein Luftrohr zu schieben, aus dem die Kühlluf ί durch Öffnungen in der Rohrwand in die Zwischenräume zwischen den Karten strömt. Hierbei ergibt sich jedoch noch keine gleichmäßige Kühlung über den ganzen Bereich jeder Karte, und die elektrischen Verbindungen der Karten müssen erst gelöst werden, bevor die Karten, z. B. zum Auswechseln, von dem Luftrohr getrennt werden können.It has also been proposed to have circuit cards slotted on one side parallel to one another to push on an air pipe, from which the cooling air ί through openings in the pipe wall into the spaces flows between the cards. In this case, however, there is still no uniform cooling over the entire area of each card, and the electrical connections of the cards must first be loosened before the cards, e.g. B. for replacement, can be separated from the air tube.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der für eine Baugruppe von Schaltungskar'.en Montage, Kühlung und elektrische Verbindung in einfacher Weise möglich sind.The invention is based on the object of specifying a circuit arrangement in which for a Circuit board assembly assembly, cooling and electrical connection are possible in a simple manner.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Schaltungsbaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schaltungskarten zentrale Öffnungen haben, durch die sich ein Kühlmittel-Verteilerrohr erstreckt, welches seitliche Öffnungen hat, die in die Zwischenräume zwischen den Schaltungskarten münden, und daß das Verteilerrohr ein Muster von elektrischen Leitungen aufweist, durch welche die Schahungskarten miteinander elektrisch verbunden sind.This object is achieved by an electrical circuit assembly of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the circuit cards have central openings through which a coolant manifold extends, which side openings that open into the spaces between the circuit cards, and that the manifold has a pattern of electrical lines by which the Schahungskarten electrically connected to each other are.

Im folgenden wird anhand von Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.In the following an embodiment of the invention is described with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Anordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Schaltungsbaugruppen,· 1 shows a schematic overall view of an arrangement with several circuit assemblies according to the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Mikromoduls, das in den Schaltungskarten der Schaltungsbaugruppen gemäß F i g. 1 verwendet wird:2 shows a perspective illustration of a micromodule, that in the circuit cards of the circuit assemblies according to FIG. 1 is used:

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine in den Baugruppen gemäß Fig. 1 verwendete Schaltungskarte mit Mikromoduln gemäß F i g. 2;Fig. 3 is a plan view of one in the assemblies according to FIG. 1 used circuit card with micromodules according to FIG. 2;

Fig.4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Schaltungskarte, wobei diese mit einem Luftleitblech mit Abstandsrahmen zusammengesetzt ist;4 shows a side view of the circuit card shown in FIG. 3, this being provided with an air baffle is assembled with spacer frame;

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Luftverteilerrohres der in Fig. 1 gezeigten Baugruppe;FIG. 5 shows an exploded perspective view of an air distribution pipe in FIG. 1 assembly shown;

Fig.6 eine Draufsicht des in Fig.4 gezeigten Luftleitblechs;Fig.6 is a top view of the one shown in Fig.4 Air baffle;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines in den Baugruppen verwendeten Kontaktrahmens;Fig. 7 is a perspective view of one in the Assemblies used contact frame;

Fig.8 eine Schnittansicht einer der Kontaktleisten, aus denen der Kontaktrahmen gemäß F i g. 7 besteht;8 shows a sectional view of one of the contact strips, from which the contact frame according to FIG. 7 consists;

Fig.9 eine Schnittansicht eines Luftverleilerrohres, das von einem Kontaktrahmen gemäß F i g. 7 umschlossen ist;9 shows a sectional view of an air distributor pipe, that of a contact frame according to FIG. 7 is enclosed;

F i g. 10 eine Schnittansicht einer Schaltungsbaugruppe der in F i g. 1 gezeigten Anordnung;F i g. 10 is a sectional view of a circuit assembly the in F i g. 1 arrangement shown;

F i g. 11 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung einer Schaltungsbaugruppe der in F i g. 1 gezeigten Anordnung.F i g. 11 is a perspective, partially cut away Representation of a circuit assembly of the in FIG. 1 arrangement shown.

Allgemeine Beschreibunggeneral description

Als Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung mit vier erfindungsgemäßen Schaltungsbaugruppen schematisch in Fig. 1 gezeigt. Sie enthält einen zentralen Luftverteilerkasten 10 mit quadratischem Querschnitt und vier Schaltungsbaugruppen 6 bis 9, die aus jeder Seite des zentralen Luftverteilerkastens 10 hervorragen. Im folgenden wird nur die Schaltungsbaugruppe 9 beschrieben, da die übrigen Baugruppen 6 bis 8 gleich konstruiert sind.An arrangement with four circuit assemblies according to the invention is shown schematically as an exemplary embodiment shown in fig. It contains a central air distribution box 10 with a square cross-section and four circuit assemblies 6 to 9 extending from each side of the central air distribution box 10 protrude. In the following only the circuit assembly 9 is described, since the other assemblies 6 to 8 are designed in the same way.

Die Schaltungsgruppe 9 besteht aus einem Luftverteilerrohr 11, das mit dem Luftverteilerkasten 10 ir Verbindung steht und auf welchem sich mehrere gedruckte Schaltungskarten 12 bis 17 mit einer öffnung in der Mitte befinden.The circuit group 9 consists of an air distribution pipe 11, which is connected to the air distribution box 10 ir Connection is and on which there are several printed circuit cards 12 to 17 with an opening are in the middle.

Die gedruckten Schaltungskarten 12 bis 15 tragen ji mehrere Mikromoduln und stellen die Leitungsverbin düngen zwischen diesen Moduln her. Die für die Moduli auf einer Karte erforderlichen Eingangs-/Ausgangs-An Schlüsse sind mit Anschluß-Streifen verbunden, die sie auf der gedruckten Karte am Rande der Mittelöffnun befinden. Zur Herstellung des elektrischen KontakteThe printed circuit cards 12 to 15 carry several micromodules and provide the line connection fertilize between these modules. The input / output connections required for the modules on a card Sockets are connected with connection strips, which they place on the printed card at the edge of the central opening condition. For making electrical contacts

zwischen diesen gedruckten Anschluß-Streifen an den Kanten der Karte und gedruckten Anschluß-Streifen auf dem Luftverteilerrohr 11 sind Kontakteinrichtungen vorgesehen. Die Luftverteilerrohre haben quadratischen Querschnitt und werden von je vier gedruckten Schaltplatten gebildet. Die gedruckte Verdrahtung des Luftverteilerrohres 11 stellt die Leitungsverbindungen zwischen den gedruckten Schaltungskarten 12, 13, 14 und 15 her. Die Eingangs-/Ausgangs-Verbindungen der Gesamtheil der vier Kanten 12,13,14 und 15 werden am Luftverteilerrohr 11 entlang in Richtung des zentralen Luftverteüerkastens 10 zu weiteren gedruckten Anschluß-Streifen geführt. Die gedruckten Schaltungskarten 16 und 17 haben an den Kanten der inneren öffnungen ebenfalls gedruckte Anschluß-Streifen, die mit den entsprechenden gedruckten Anschluß-Streifen auf dem Luftverteilerrohr 11 durch ähnliche Kontakteinrichtungen verbunden sind wie die Schaltungskarlen 12, 13, 14 und 15. Die Karten 16 und 17 tragen jedoch keine Mikromoduln, sondern stellen die elektrischen Verbindungen zu weiteren gedruckten Anschluß-Streifen an ihren Außenkanten her. Stecker 18 und 19 bekannter Bauart verbinden die gedruckten Anschluß-Streifen an den Außenkanten der Verbindungskarten 16 und 17 über Flachkabel 20 und 21 mit weiteren Steckervorrichtungen, die an die Verbindungskarten in den Schaltungsbaugruppen 6 und 8 angeschlossen sind. Die Verbindungskarten 16 und 17 stellen außerdem die Eingangs-/Ausgangs-Verbindung zwischen der gesamten Anordnung und anderen äußeren Bauteilen her.between these printed connector strips on the edges of the card and printed connector strips on the air distribution pipe 11 are contact devices intended. The air distribution pipes have a square cross-section and are printed by four each Circuit boards formed. The printed wiring of the air distribution pipe 11 provides the line connections between the printed circuit boards 12, 13, 14 and 15. The input / output connections of the The total of the four edges 12, 13, 14 and 15 are on Air distribution pipe 11 along in the direction of the central air distribution box 10 to further printed connection strips guided. The printed circuit cards 16 and 17 have on the edges of the inner Openings also printed connection strips that match the corresponding printed connection strips on the air distribution pipe 11 are connected by similar contact devices as the Schaltungskarlen 12, 13, 14 and 15. The cards 16 and 17 do not carry any micro modules, but provide the electrical ones Connections to other printed connection strips on their outer edges. Connector 18 and 19 of known construction connect the printed connector strips to the outer edges of the connection cards 16 and 17 via flat cables 20 and 21 with further connector devices that are connected to the connection cards in the circuit assemblies 6 and 8 are connected. The connection cards 16 and 17 also provide the Input / output connection between the entire arrangement and other external components.

Die Kühlung der auf den Schaltungskarten 12, 13, 14 und 15 befestigten Mikromoduln erfolgt durch einen Kühlluftstrom, der vom zentralen Luftverteilerkasten 10 durch die in den Verteilerrohren 11 jeweils zwischen den Schaltungskarten liegenden Löcher radial nach außen strömt, wobei er über die auf den Schaltungskarten 12, 13, 14 und 15 befestigten Mikromoduln streicht. Der Kühlluftstrom kann durch ein mit dem zentralen Verteilerkasten 10 über eine Leitung verbundenes Gebläse geliefert werden.The micro-modules attached to the circuit cards 12, 13, 14 and 15 are cooled by a Cooling air flow from the central air distribution box 10 through the in the distribution pipes 11 in each case between the holes lying on the circuit cards flows radially outward, over the holes on the circuit cards 12, 13, 14 and 15 attached micromodules. The cooling air flow can through a with the central Distribution box 10 are supplied via a line connected blower.

Der Querschnitt der Luftverteilerrohre 11 kann bei der Montage durch Zusammendrücken oder Auseinanderspreizen ein wenig verändert werden. Jedes Rohr wird in zusammengedrücktem Zustand durch die öffnungen der Schaltungskarten geschoben, welche ihrerseits durch eine Rahmenkonstruktion getragen werden, die außen am Luftverteilerkastcn 10 angebracht wird. Die Karten werden von der Rahmenkonstruktion so gehalten, daß die inneren öffnungen genau fluchten. Nach dem Einschieben wird jedes Verteilerrohr so auseinandergespreizt, daß es die Federkontaktc der Kontakteinrichtungen berührt.The cross section of the air distribution pipes 11 can be at the assembly can be changed a little by pressing together or spreading apart. Every pipe is pushed in the compressed state through the openings of the circuit cards, which in turn are supported by a frame structure which is attached to the outside of the air distribution box 10 will. The cards are held by the frame structure so that the inner openings are accurate cursing. After insertion, each manifold is spread apart so that it the spring contacts touches the contact devices.

Genauere Einzelheiten folgen weiter unten im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu F i g. 9 bis 11.More precise details follow below in connection with the explanations relating to FIG. 9 to 11.

Nach dieser allgemeinen Beschreibung der Konstruktion folgt eine genaue Beschreibung der einzelnen Bauteile und ihrer Beziehung zueinander.This general description of the construction is followed by a detailed description of each Components and their relationship to one another.

ModulnModules

Jedes Modul 22 ist vorzugsweise so konstruiert, daß die Wärmeableitung vom Bauteil an einen darübcrhinstreichendcn Luftstrom so groß wie möglich wird. Die Moduln können von der in F i g. 2 gezeigten Bauart sein, wobei die integrierten Schaltungen auf einer Unterlage befestigt und von einem Metallbehälter 23 eingeschlossen sind, aus dessen Oberfläche Mctallstiftc 24 mit quadratischem Querschnitt hervorragen. Aus der Unterseite der Unterlage stehen Verbindungsstifte 25 hervor, die in Löchern in den Schaltungkarten verlöte; sind und die elektrische Verbindung zu den Schaltunger im Modul herstellen. Die Moduln können auch ml· Kontaktstreifen ausgerüstet sein, die direkt an die Schaltungsmuster auf den Karten angelötet sind. DU quadratischen Stifte 24 führen zu einer Turbulenz dei über sie hinstreichenden Kühlluft und verbessern der Wärmeaustausch zwischen Modul und Kühlluft. Zl diesem Zweck können jedoch auch anders geformte Stifte verwendet werden, wie z. B. parabolisch geformte Stifte, die einen guten Wärmeaustausch gewährleisten.Each module 22 is preferably constructed so that heat dissipation from the component to one passes over it Airflow as large as possible. The modules can be of the in F i g. 2 be of the type shown, the integrated circuits being mounted on a base and enclosed by a metal container 23 are, from the surface of which protrude Mctallstiftc 24 with a square cross-section. From the Connection pins 25 protrude from the underside of the base and solder into holes in the circuit boards; and establish the electrical connection to the switch in the module. The modules can also be ml Contact strips that are soldered directly to the circuit pattern on the cards. YOU square pins 24 cause turbulence in the cooling air passing over them and improve the Heat exchange between module and cooling air. For this purpose, however, other shapes can also be used Pens are used, such as. B. parabolic shaped pins that ensure good heat exchange.

SchaltungskartenCircuit cards

In den Darstellungen in den F i g. 3 und 4 besteht jede Schallungskarle 12 bis 15 aus mehreren Schichten unc hat eine zentrale quadratische Öffnung 26. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 sind die Schaltmoduln auf einer Seite der Karte um die mittlere öffnung angeordnet Die Moduln sind in dicht gepackten Gruppen von je vier angeordnet und durch Distanzstücke 27 und 28 voneinander getrennt, die die Lücken zwischen der Modulgruppen so schließen, daß der Luftstrom über die Moduln geleitet wird. Dieser Gesichtspunkt der Konstruktion gehl aus der F i g. 4 noch genauer hervor die eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Schaltungskarte unter einem im folgenden genauer beschriebenen Luftleitblech 38 zeigt, welches den Luftstrom vom Verteilerrohr 11 so umleitet, daß er über die Metallstifte auf den Moduln streicht.In the representations in FIGS. 3 and 4 consist of each Schallungskarle 12 to 15 made of several layers unc has a central square opening 26. According to FIG As shown in FIG. 3, the switching modules are arranged on one side of the card around the central opening The modules are arranged in tightly packed groups of four and separated by spacers 27 and 28 separated from each other, which close the gaps between the module groups so that the air flow over the Modules is directed. This aspect of the construction is evident from FIG. 4 emerges even more precisely Figure 3 is a side view of the circuit card shown in Figure 3, below in greater detail air baffle 38 described, which redirects the air flow from the manifold 11 so that it over brushes the metal pins on the modules.

Die Eingangs-/Ausgangs-Leitungen für die Schaltungskarte werden zu gedruckten Anschlüssen 30 geführt, die auf beiden Seiten der Karte um die Mittelöffnung herum angeordnet sind. An den Außenkanten der Schaltungskarte 12 befinden sich Reihen von Anschlußpunkten 31, welche Prüfpunkte für die Schaltung auf der Karte darstellen. Diese Anschlußpunkte sind über gedruckte Leitungen mit den Stellen in der Schaltung auf der Karle verbunden, die von Zeit zu Zeit geprüft werden müssen. Gedruckte Leiterstreifen 50 an den Außenkanten der Karte sind mit Erdpotential verbunden, so daß Spannungen in der Baugruppe mil Bezug zum Erdpotential geprüft werden können.The input / output lines for the circuit board become printed connectors 30 guided, which are arranged on both sides of the card around the central opening. On the outer edges the circuit board 12 are rows of connection points 31, which test points for the Show circuit on the map. These connection points are connected to the points in connected to the circuit on the Karle, which must be checked from time to time. Printed ladder strips 50 on the outer edges of the card are connected to ground potential so that voltages in the assembly are mil Relation to earth potential can be checked.

An den Ecken der Schaltungskarten sind zur Zuführung elektrischer Spannungen sowie auch zur mechanischen Befestigung Anschluß-Stücke 60 vorgesehen. Diese Anschluß-Stücke sind durch abgewinkelte Teile 61 mit Verteilerschienen 62 verbunden, die außer am Luftverteilerkasten 10 angebracht sind (Fig. 10 Fig. 11). Die Anschluß-Stücke 60 sind mit einem Ende an Anschluß-Streifen auf den Schaltkarten angelötet Mit dem anderen Ende sind sie über die Teile 61 an die Vcrteilcrschienen 62 angeklemmt.At the corners of the circuit cards are for supplying electrical voltages as well as for mechanical fastening connection pieces 60 provided. These connection pieces are angled through Parts 61 connected to distribution rails 62, which are attached to the air distribution box 10 (Fig. 10 Fig. 11). The connection pieces 60 are with one end soldered to connection strips on the circuit cards Distribution rails 62 clamped.

Die mehrschichtigen Verbindungskarten haben eint ähnliche Form wie die in F i g. 3 gezeigte SchaltungskarThe multilayer interconnect cards have a shape similar to that of FIG. 3 Schaltungskar shown

te, tragen jedoch keine Moduln. Sie sind mit gedruckter Anschluß-Streifen versehen, und zwar um die Mittelöff nung herum zur Verbindung mit dem Verteilerrohr 11 und an den Außenkanten zur Verbindung mit Stecken üblicher Bauart.te, however, do not carry any modules. They are provided with printed connection strips around the central openings tion around for connection to the manifold 11 and at the outer edges for connection with plugs usual design.

KontaktrahmenContact frame

|ede der Schnluingsknrtcn 12 bis 17 ist mit den Luflvcrteilcrrohr 11 durch zwei Kontaktrahmen 7( (I"ig. 7) verbunden, wobei sich auf beiden Seiten jede Karte je ein Kontnktrahmcn befindet, jeder Kontakt rahmen 70 ist aus vier Kontaktleisten 71 zusammcngc sel/.t, die den in F i g. 8 gezeigten Querschnitt haben. Dii Koniiiktlcistcn enthüllen voneinander cclrcnntc FederEach of the lugs 12 to 17 is connected to the air divider tube 11 by two contact frames 7 ( (I "ig. 7) connected, with each on both sides Each card has a contact frame, each contact frame 70 is composed of four contact strips 71 sel / .t, which corresponds to the one shown in FIG. 8 have cross-section shown. Dii Coniiiktlcistcn reveal each other cclrcnntc spring

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kontakte 72, die so angeordnet sind, daß sie eine elektrische Verbindung zwischen einander zugeordneten Anschluß-Streifen auf dem Verteilerrohr einerseits und der Schaltungskarte andererseits bewirken. Die Kontaktleisten 71 bestehen aus Kunststoff mit einer verstärkenden Metalleinlage 73. Die Enden der Kontaktleisten sind zu aufeinanderpassenden Laschen 74 geformt, um eine einfache Zusammensetzung der Kontaktstreifen zu einem stabilen Rahmen 70 zu ermöglichen.contacts 72 which are arranged so that they are associated with an electrical connection between one another Effect connection strips on the manifold on the one hand and the circuit board on the other. the Contact strips 71 are made of plastic with a reinforcing metal insert 73. The ends of the Contact strips are formed into mating tabs 74 for easy assembly of the To enable contact strips to form a stable frame 70.

Die relative Lage zwischen einer Schaltungskarte und ihren zugehörigen Kontaktrahmen wird durch Stifte bestimmt, welche durch Löcher 75 in den Laschen der Kontaktstreifen und Löcher 76 (Fig. 1) in der Karte gesteckt werden.The relative location between a circuit card and its associated contact frame is indicated by pins determined which through holes 75 in the tabs of the contact strips and holes 76 (Fig. 1) in the card be plugged.

LeitblecheBaffles

Neben jeder Schaltungskarte ist ein Luftleitblech 38 angebracht, das einen Abstandsrahmen 37 aufweist (siehe Fig. 10). Der Abstandsrahmen enthält öffnungen, die mit öffnungen 34 im Luftverteilerrohr 11 (Fig. 5) fluchten, um einen Luftstrom aus dem Luftverteilerrohr in den Zwischenraum zwischen Luftleitblech und der zugehörigen Schaltungskarte zu ermöglichen. Das Luftleitblech 38 leitet den Luftstrom von den öffnungen im Abstandsrahmen 37 über die Metallstifte 24 an den Moduln 22. Es hat einen flachen Teil 53, der auf den Distanzstücken 27 und 28 der Schaitungskarten aufliegt (siehe Fig.4), so daß der Luftstrom von innen nach außen nur über die Metallstifte 24 der Moduln streicht.An air baffle 38, which has a spacer frame 37, is attached next to each circuit card (see Fig. 10). The spacer frame contains openings which are aligned with openings 34 in the air distribution pipe 11 (Fig. 5) to allow an air flow from the Air distribution pipe in the space between the air baffle and the associated circuit board enable. The air baffle 38 directs the air flow from the openings in the spacer frame 37 over the Metal pins 24 on the modules 22. It has a flat part 53 that rests on the spacers 27 and 28 of the Schaitungskarten rests (see Fig. 4), so that the air flow from the inside to the outside only over the Metal pins 24 of the modules strokes.

Die Lage jedes Leitbleches bezüglich der zugehörigen Schaltungskarte wird durch die oben erwähnten Stifte bestimmt, welche auch durch die Kontaktrahmen gesteckt sind. Jede Schaltungskarte bildet also mit einem Kontaktrahmen und dem Ablenkblech auf einer Seite und dem anderen Kontaktrahmen auf der anderen Seite ein Bauglied.The location of each baffle relative to the associated circuit card is determined by those mentioned above Determines the pins which are also inserted through the contact frame. Each circuit card thus forms with one contact frame and the baffle on one side and the other contact frame on the other Side a member.

RahmenkonstruktionFrame construction

Die Schaltungskarten-Bauglieder sind einzeln an einer Rahmenkonstruktion befestigt. Diese enthält vier Verleilcrschiencn 62, die mit einem Ende am zentralen Luftvertcilerkastcn 10 befestigt sind und sich von da nach außen erstrecken. Diese Vertcilcrschienen erfüllen die beiden Aufgaben, die Schaltungskarten sowohl mechanisch zu tragen als auch elektrisch mit Strom zu versorgen. Die Anschluß-Stücke 60 an den Ecken der Schaluingskartcn sind an je einer der vier Verteilerschienen 62 durch entsprechende Halter befestigt, die in den Zeichnungen weggelassen sind. Die Halter sind so konstruiert, daß sie nach Lösen so weggezogen werden können, daß jedes beliebige Schnltungskartcn-Bnuglicd ohne Störung der anderen Bauglicdcr entnommen und wieder eingesetzt werden kann.The circuit card members are individually attached to a frame structure. This contains four Verleilcrschiencn 62, which are attached at one end to the central Luftvertcilerkastcn 10 and from there extend outward. These Vertcilcrschienen fulfill the two tasks, both the circuit boards to be carried mechanically as well as to be supplied with electricity. The connection pieces 60 at the corners of the Shelf cards are attached to one of the four distribution bars 62 by means of corresponding holders, which are shown in FIG are omitted from the drawings. The holders are designed so that they can be pulled away after loosening them can that any connection card option can be removed and reinserted without disturbing the other structural components.

In F i g. 5 sind die gedruckten Schallplatten 32 dargestellt, aus denen ein Luft verteilerrohr gebildet wird. Iede Schallplatte ist aus mehreren Schichten aufgebaut und weist mehrere Doppelreihen von gedruckten Anschluß-Streifen 33 auf, wobei jede Doppelreihe einer Schallungskartc oder Verbindungskartc entspricht. In dem größeren Abstand zwischen den Doppelreihen von Anschlüssen befindet sich je eine Reihe von öffnungen 34, durch welche die Kühlluft vom Luftvertcilerrohr zu den Moduln gelangen kann. In den Zeichnungen sind zwar rechteckige öffnungen gezeigt; es könnten aber ebenso gut kreisrunde Löcher vorgesehen werden, die sich sogar noch leichter herstellen lassen.In Fig. 5, the printed records 32 are shown, from which an air distribution pipe is formed will. Each record is made up of several layers and has several double rows of printed connection strips 33, each double row of a circuit board or connection board is equivalent to. In the greater distance between the double rows of connections are each a row of openings 34 through which the cooling air from Air distributor pipe can reach the modules. In the Drawings show rectangular openings; but it could just as well be circular holes can be provided that are even easier to manufacture.

Jede der Platten 32 hat eine Rückenplatte 80 (F i g. 9), auf welche eine Spreizvorrichtung 81 eine nach außen gerichtete Kraft ausübt, wodurch die Platten 32 nach außen gedrückt werden und mit den Kontakten in den Kontaktleisten 71 in Berührung kommen. Die Laschen 74 der Kontaktleisten haben schräge Führungsflächen 82, durch welche die Platten 32 bezüglich der Kontaktleisten 71 richtig zentriert werden, wenn sieEach of the plates 32 has a back plate 80 (Fig. 9) onto which a spreader 81 extends an outwardly exerts directional force, thereby pushing the plates 32 outwardly and engaging the contacts in the Contact strips 71 come into contact. The tabs 74 of the contact strips have inclined guide surfaces 82, by means of which the plates 32 are properly centered with respect to the contact strips 71 when they

ίο nach außen gedrückt werden.ίο be pressed outwards.

Die Rückenplatten 80 dienen dazu, die von der Spreizvorrichtung 81 abgegebenen Kräfte gleichmäßig zu verteilen. Sie weisen die gleichen öffnungen auf wie die in den von ihnen unterstützten Schaltplatten 32 vorhandenen öffnungen 34.The back plates 80 serve to distribute the forces emitted by the spreading device 81 evenly to distribute. They have the same openings as those in the circuit boards 32 supported by them existing openings 34.

Die Schaltplatten 34 und Rückenplatten 80 werden so montiert, daß sie mit einem Ende an den Luftverteilerkasten 10 anstoßen wie es in Fig. 10 gezeigt ist, wodurch ihre Lage in Richtung ihrer Längsachse bezüglich der Rahmenkonstruktion festgelegt ist.The circuit boards 34 and back plates 80 are mounted so that one end is attached to the air distribution box 10 as shown in Fig. 10, whereby their position in the direction of their longitudinal axis is specified with regard to the frame construction.

Das Ende jedes Luftverteilerrohres 11 wird durch eine Kappe 83 abgeschlossen, die durch einen Schraubbolzen 84, der mit einer am Luftverteilerkasten befestigten Mutter 85 zusammenwirkt, fest gegen dasThe end of each air distribution tube 11 is closed by a cap 83 which is by a Screw bolt 84, which cooperates with a nut 85 attached to the air distribution box, firmly against the

J5 Rohrende sowie gegen das äußere Luftleitblech 38 gepreßt wird.J5 pipe end as well as against the outer air baffle 38 is pressed.

SpreizvorrichtungSpreading device

Die Spreizvorrichtung 81 für die Schaltplatten eines Luftverteilerrohres weist zwei Gummimuffen 90 auf, die längs des Schraubbolzens 84 frei beweglich sind. Jede von ihnen trägt vier sich radial nach außen erstreckende Streben 9f. Die äußeren Enden der Streben werden in gummigefütterten Sockeln 92 geführt (Schiebesitz), die auf den Rückenplatten 80 angebracht sind.The spreader 81 for the circuit boards of a The air distribution pipe has two rubber sleeves 90 which can move freely along the screw bolt 84. Every one of them carries four struts 9f extending radially outward. The outer ends of the struts are in out rubber-lined sockets 92 (sliding fit), which are attached to the back plates 80.

Der Abstand der Gummimuffen 90 voneinander wird durch eine Hülse 93 festgelegt, und der Abstand der äußeren Gummimuffe von der Kappe 83 durch eine andere Hülse 94. Zur Verteilung des axialen Drucks von den Hülsen 93 und 94 auf die ringförmigen Stirnflächen der Gummimuffen 90 können auf beiden Seiten der Gummimuffcn 90 Druckscheiben vorgesehen werden.The distance between the rubber sleeves 90 is determined by a sleeve 93, and the distance outer rubber sleeve from the cap 83 through another sleeve 94. To distribute the axial pressure of the sleeves 93 and 94 on the annular end faces of the rubber sleeves 90 can be on both sides of the Rubber sleeves 90 pressure washers are provided.

Im ungespannten Zustand werden die Streben 91 von den Gummimuffen 90 in einem Winkel von etwa 15° gegen die Radialebene gehalten, so daß die Spreizvorrichtung mitsamt den aufgesteckten Schaltplatten leicht durch die öffnungen in den Schaitungskarten geschoben werden kann. Durch Einschrauben des Schraubbolzcns 84 in die Mutter 85 am Luftverteilcrkasten 10 werden die Schallplatten nach außen gedrückt. Anfänglich werden die Enden der Schaltplatten durch den Druck einer schwachen Feder gegen den Luftvcrteilerkastcn 10 gedrückt. Diese Feder ist hier nicht gezeigt; sie befindet sich zwischen der Kappe 83 und der äußeren Gunimimiiffc 90. Beim Drehen des Schraubbolzcns verschieben sich die Gummimuffcn axial in Richtung des Luftvertcilcrkastcns, wodurch sich die Lage der Streben der Radialcbcnc annähert, so daß das Luftvertcilerrohr sich nach außen spreizt. Die Endstel-In the untensioned state, the struts 91 are held by the rubber sleeves 90 at an angle of approximately 15 ° held against the radial plane, so that the spreader together with the plugged-on circuit boards easily can be pushed through the openings in the switching cards. By screwing in the screw bolt 84 in the nut 85 on the air distribution box 10, the records are pressed outwards. Initially The ends of the circuit boards are opened by the pressure of a weak spring against the air distribution box 10 pressed. This spring is not shown here; it is located between the cap 83 and the outer Gunimimiiffc 90. When turning the screw bolt the rubber sleeves move axially in the direction of the air distributor box, whereby the Position of the struts of the Radialcbcnc approaches so that the Luftvertcilerrohr spreads outwards. The final

fo lung wird bestimmt durch eine Hülse 95 auf dem Schraubbolzen 84, welche an die Mutter 85 anstößt, wenn das Luft verteilerrohr voll ausgedehnt ist.fo development is determined by a sleeve 95 on the Bolts 84 which abut the nut 85 when the air manifold is fully expanded.

Kühlungcooling

^fi5 Die Kühlluft wird vom zentralen Luftverteilcrkasten 10 durch die l.uftvertcilcrrohrc 11, durch die öffnungen in den Rückenpliittcn 80 und in den gedruckten Schallplatten 32, durch die öffnungen in den Abstands- ^fi 5 The cooling air is from the central Luftverteilcrkasten 10 through the l.uftvertcilcrrohrc 11, through the openings in the Rückenpliittcn 80 and in the printed record 32, through the openings in the distance

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rahmen 37 der Leitbleche 38 und von dort in die Zwischenräume zwischen den Leitblechen und den zugehörigen gedruckten Schaltungskarten geblasen und wird über die Metallstifte 24 der Moduln 22 abgesaugt.frame 37 of the baffles 38 and from there into the spaces between the baffles and the The associated printed circuit cards are blown and sucked off via the metal pins 24 of the modules 22.

Bei den so gebauten Schaltungen sollen die Kühlbedingungen für jedes Modul praktisch gleich sein. Um die hierzu notwendige gleichmäßige Verteilung der Kühlluft zu erreichen, ist es unter Umständen erforderlich, den Querschnitt der Luftdurchtritts-Öffnungen in den Luftverteilerrohren vom einen zum anderen Ende hin, also in Längsrichtung des Rohres, abnehmen zu lassen, oder aber im Luftverteilerrohr eine konische oder pyramidenförmige Luftzuführung vorzusehen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß alle Modulplätze auf den Schaltungskarten ausgefüllt sein müssen, entweder durch ein Schaltungsmodul oder durch eine Attrappe mit den gleichen Strömungseigenschaften, damit eine gleichmäßige Verteilung der Kühlluft erreicht wird.With circuits built in this way, the cooling conditions should be practically the same for each module. In order to achieve the even distribution of the cooling air necessary for this, it may be necessary required, the cross-section of the air passage openings in the air distribution pipes from one end to the other, i.e. in the longitudinal direction of the pipe, to be removed, or to provide a conical or pyramid-shaped air supply in the air distribution pipe. In this context it should be noted that all module slots on the circuit cards Must be filled in, either by a circuit module or by a dummy with the same Flow properties so that an even distribution of the cooling air is achieved.

Verdrahtungs-ÄnderungenWiring changes

Änderungen der Verdrahtung können in beschränktem Umfang dadurch erreicht werden, daß auf den Rückseiten der Schaltplatten 32 die erforderlichein Drahtstücke angebracht und verlötet werden. Die Rückenplatten 80 sollten dann in ihrer den Schaltplatten zugewandten Oberfläche ein Nutenmuster zur Aufnahme dieser hervorstehenden Drahtstücke haben.Changes to the wiring can be achieved to a limited extent by on the Backs of the circuit boards 32 which require a piece of wire to be attached and soldered. the Back plates 80 should then have a groove pattern for receiving in their surface facing the circuit boards of these protruding pieces of wire.

Instandhaltungmaintenance

An den Außenkanten der Schaltungskarten sind Anschlußpunkte 31 vorgesehen zur Prüfung der Schaltkreise bei der Fehlersuche.At the outer edges of the circuit cards connection points 31 are provided for testing the Circuits when troubleshooting.

Einzelne Schaltungskarten, die repariert oder ersetzt werden sollen, können entnommen werden, ohne daß auch andere Karten entfernt werden müssen. Man muß nur die Spreizvorrichtung entspannen, das Luftver teilerrohr entfernen und die Halter lösen, mit denen di< Anschluß-Stücke 60 der betreffenden Karte an det Verteilerschienen 62 befestigt sind. Defekte Kontaktlei sten 71 lassen sich (bei mechanischen Fehlern) leich ersetzen.Individual circuit cards that are to be repaired or replaced can be removed without other cards must also be removed. You just have to relax the spreader, the Luftver Remove the divider pipe and loosen the holder with which the connection pieces 60 of the relevant card are attached Distribution bars 62 are attached. Defective contact strips 71 can be easily (in the case of mechanical errors) substitute.

ModifikationenModifications

Das zahlenmäßige Verhältnis der Unterteilung ii ίο Schaltungskarlen mit Moduln und Verbindungskartei kann beliebig geändert und den jeweiligen Erfordernis sen angepaßt werden. Die Verbindungskarten könnter auch eine geringe Anzahl von Schaltungs-Modulr tragen.The numerical ratio of the subdivision ii ίο circuit cards with modules and connection files can be changed as required and adapted to the respective requirements. The connection cards could also carry a small number of circuit modules.

Es könnten auch auf beiden Seiten der Schalfingskarten Moduln montiert werden, wenn entsprechende Luftleitbleche vorgesehen werden. Ob eine solche Anordnung gewählt werden sollte, hängt von den· Verhältnis der Anzahl von Moduln zu der Anzahl der Außenverbindungs-Anschlüsse einer Karte ab. Die größtmögliche Anzahl solcher Außenverbindungs-Anschlüsse ist nämlich abhängig von dem kleinsten mechanisch möglichen Abstand der Federkontakte 72 in den Kontaktleisten.It could also be on both sides of the scarfing cards Modules can be installed if appropriate air baffles are provided. Whether such a The arrangement should be chosen depends on the · ratio of the number of modules to the number of External connection connections of a card. The largest possible number of such external connection ports is dependent on the smallest mechanically possible distance between the spring contacts 72 in the contact strips.

Zusammenfassungsummary

Die beschriebene Schaltungsbaugruppe ermöglicht eine große Packungsdichte von Bauelementen in elektronischen Einrichtungen, wie z. B. Datenverarbeitungsanlagen. Es sind einfache und gleichmäßig wirkende Kühlvorrichtungen vorgesehen, die die Verwendung von Luft als Kühlmittel erlauben, wodurch eine teure Flüssigkeitskühlung vermieden wird. Die Montage der Baugruppe und das Auswechseln vor Schaltungskarten sind sehr leicht durchführbar.The circuit assembly described enables a high packing density of components in electronic devices such as B. data processing systems. There are simple and uniformly acting cooling devices that allow the use of air as a coolant, whereby expensive liquid cooling is avoided. The assembly of the assembly and the replacement before Circuit cards are very easy to implement.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungeilFor this 6 sheets of drawing

Claims

Palent claims:

I. Electrical circuit assembly with cooling device in which several circuit cards S with electrical components are arranged in parallel next to one another, characterized in that the circuit cards have central openings have, through which a coolant distribution pipe (11) extends which has lateral openings (34), which open into the spaces between the circuit cards, and that the manifold is a Has pattern of electrical lines through which the circuit boards are electrically connected to each other are connected.

2. Assembly according to claim 1, characterized in that the Schaltungskarlen (12,13,14, 15) a frame structure (10, 62) are attached in such a way that the distributor pipe (11) can be removed, without changing the position of the circuit cards, and then each circuit card after detaching from the Frame structure can be removed individually from the assembly.

3. Assembly according to claim 2, characterized in that each circuit card at the corners Connection pieces (60) have that the frame structure attached to a frame (10) parallel distribution bars (62) that the cards with the connection pieces on the distribution bars are attached, the distribution bars and connectors as lines for power supply the circuit cards are used.

4. Assembly according to claim 2, characterized in that for each circuit card (12, 13, 14, 15) a coolant guide wall (38) is provided, which flows from the side openings (34) of the Distributor pipe exiting coolant via dit: on the card located components (22).

5. An assembly according to claim 4, characterized in that each guide wall (38) is approximately the same size External dimensions and a central opening of the same size as the circuit cards, and that you peripheral part forms a plane (53) on the components (22) of the associated circuit card rests on or leads close to it.

6. An assembly according to claim 4, characterized in that each guide wall (38) has a spacer frame (37), which surrounds the manifold (11) and has openings that open with the cover lateral openings (34) in the manifold, and that this spacer frame the distance determined between adjacent circuit cards with associated contact devices.

7. Assembly according to claim 4, characterized in that that the circuit cards (12,13,14,15) as Components carry closed modules (22) which have cooling pins (24) on the upper side, which generate turbulence in a coolant passed over it.

8. Assembly according to claim 7, characterized gekenirizeichnet, that at the module places of circuit «; ·· cards (12,13,14,15), on which no modules (22) as Electrical components are attached, module dummies attached with the same flow properties are.

9. An assembly according to claim 1, characterized in that the line pattern on the manifold (11) Connection points (33) for each circuit card (12, 13, 14, 15) that the input and Output lines of the circuit cards are led to their central openings (26), and that Contact devices (70) are provided for electrically connecting the circuit cards with the wire pattern on the manifold.

10. An assembly according to claim 9, characterized in that for each circuit card (12, 13, 14, 15) at least one contact frame (70) is provided with a plurality of contact springs (72) which on the one hand at connection points (30) of a printed line pattern, around the central Opening (26) of the circuit card are arranged around, and on the other hand at associated connection points (33) on the distributor pipe (ll).

11. The assembly according to claim 10, characterized in that the contact frames (70) are constructed from contact strips (71) which contain contact springs (72), the ends of which in the unassembled state of the contact frame from two adjacent longitudinal walls forming an angle of 90 ° Conical strips protrude somewhat.

12. Assembly according to claim 9, characterized in that the walls of the distributor pipe (11) by flat circuit boards (32) with printed wiring patterns and on the circuit cards located rows of connection points (33) are formed.

13. Assembly according to claim 12, characterized in that a spreading device (83, 84, 85,90,91,92,93,94,95) is provided through which the switching plates (32) forming the distributor pipe (11) are pressed outwards.

14. An assembly according to claim 13, characterized in that for each circuit board (32) of the Manifold a back plate (80) is provided, which is exerted by the spreader Pressure is evenly distributed on the circuit board, and that this back plate is in the same places Has openings for the coolant to pass through, as does the associated circuit board.

15. An assembly according to claim 2 and claim 14, characterized in that the spreading device from one in the longitudinal axis of the distributor pipe (II) located screw bolt (84), a mating thread (85) located on the frame (10), one on the one end of the distributor pipe resting on the cover cooperating with the screw bolt (83) as well as struts (91) extending outward from the screw bolt are formed, the whole in such a way that when the screw bolt is screwed into the mating thread, those forming the distributor pipe Plates pressed with one face against the frame (10) and also through the outward moving struts (91) are printed radially outward.

16. An assembly according to claim 15, characterized in that the struts at the inner end in Rubber sleeves (90) are mounted, which are freely displaceable on the screw bolt and which Hold the struts inclined against the radial plane in the non-actuated state of the expansion device, spacer sleeves (93, 94, 95) being provided to determine the axial position of the rubber sleeves are, and that the outer ends of the struts are mounted in guides (92) which are attached to the Rear sides of the plates forming the manifold are located.

17. Assemblies according to claim 9, characterized in that connection cards (16, t7) are provided, which cut the same shape as the circuit cards (12,13,14,15), but only one Carrying Leittingsmuster and no structural elements (22), that the line pattern of each connection card as well as connection points around the central opening around as well as on the outer edges of the card, whereby for the connection points on the outer edges separate plugs (18, 19) are provided as contact devices.

18. Assembly according to claims 2, 4 and 10, characterized in that each circuit card (z. B. 12) with the associated guide wall (38) and the associated contact frame (70) to one Component is connected that after removing the manifold (11) and loosening the connection between the circuit board (12) and the frame (10, 62) the component as a whole of the assembly can be taken.