DE19501660A1

DE19501660A1 - Housing for electrical and electronic modules e.g. for microcomputers

Info

Publication number: DE19501660A1
Application number: DE1995101660
Authority: DE
Inventors: Siegfried Zeller
Original assignee: Eurocopter Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-07-25

Abstract

A housing for electrical and electronic modules comprising one or more internal modules and two end modules which have the same dimensions in a rectangular shape. Each module is equipped with an electrical and/or electronic component; and each module had at least one plug connection in alignment with at least one plug connection of the immediately adjacent module. Each module is screened against HF, and in the form suitable for treating the module housing surface (nickelising).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektri sche und elektronische Baugruppen bestehend aus einem oder mehreren Innenmodulen und zwei Endmodulen, die im wesentli chen eine rechteckige Form mit gleichen Abmessungen aufwei sen.The present invention relates to a housing for electri and electronic assemblies consisting of one or several interior modules and two end modules, which are essentially Chen a rectangular shape with the same dimensions sen.

Derartige Gehäuse werden insbesondere zur Aufnahme von Microcomputern, bzw. Steuerungs- und Kontrollgeräten im Hubschrauber-Avionik- und Regelungsbereich eingesetzt, da hier besondere Anforderungen an eine hohe Packungsdichte des mechanischen und elektrischen bzw. elektronischen Auf baus besteht, sowie Anforderungen an eine einfache und fle xible Erweiterungs- und Austauschbarkeit von Systemkompo nenten und Anforderungen an eine flexible dem Elektroni kaufwand anpaßbare Gesamtgehäuseabmessungen, verbunden mit einer hohen mechanischen Robustheit und einer hohen EMV- Verträglichkeit durch eine sorgfältige HF-Abschirmung.Such housings are used in particular to accommodate Microcomputers, or control and monitoring devices in Helicopter avionics and control area used because here special requirements for a high packing density of mechanical and electrical or electronic on construction exists, as well as requirements for a simple and fle xible expandability and interchangeability of system components nents and requirements for flexible electronics customizable overall housing dimensions connected with high mechanical robustness and high EMC Compatibility through careful RF shielding.

Aus dem DE-GBM-91 02 932 ist ein System aus stapelbaren Mo dulgehäusen zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen, Bau gruppen oder Geräten bekannt, wobei jedes Modulgehäuse aus relativ schmalen Seitenwänden und großflächigen Deckelwän den besteht; zwei sich gegenüberliegende Seitenwände sind aufgebaut aus je einem ebenen Wandstreifen, der an seinen Enden in einen eine Ecksäule bildenden zylindrischen Ab schnitt übergeht und an dem anderen Ende des zylindrischen Abschnitts in eine rechtwinklig zum ebenen Wandstreifen orientierte Befestigungsstelle für eine der beiden zweiten gegenüberliegenden Seitenwände übergeht; die von den ersten gegenüberliegenden Seitenwänden gebildeten Ecksäulen sind aus der Ebene der übrigen Gehäuseseitenwände nach außen herausgerückt, während die im wesentlichen ebenen Deckel wände an ihrem Rand längs des gesamten oder eines Teils ih res Umfangs in Richtung zum Gehäuse inneren mit geringer Hö he abgewinkelt sind und in den Vierecken mit zylindrischen Stapelringen ausgebildet sind die den Ecksäulen der ersten gegenüberliegenden Seitenwänden angepaßt sind und mit die sen form- oder kraftschlüssig verbindbar sind.DE-GBM-91 02 932 is a system made of stackable Mo dulgehäusen for receiving electronic components, construction groups or devices known, each module housing relatively narrow side walls and large lid walls that exists; are two opposite side walls built up from a flat strip of wall attached to his Ends in a cylindrical column forming a corner column cut merges and at the other end of the cylindrical Section in a right angle to the flat wall strip oriented attachment point for one of the second two opposite side walls merges; that of the first opposite side walls are formed corner pillars from the level of the other housing side walls to the outside moved out while the essentially flat lid walls along its edge along all or part of it res circumference towards the housing interior with little height are angled and in the squares with cylindrical Stacked rings are formed the corner pillars of the first opposite side walls are adapted and with the sen are positively or non-positively connectable.

Ein derartiges Modulgehäuse dient der Unterbringung elek tronischer Bauteile, Baugruppen bzw. Geräte, wie z. B. mit elektronischen Bauteilen bestückte Steckkarten oder Disket tenlaufwerke für datenverarbeitende Anlagen. Die Innenmaße bzw. die im Inneren des Modulgehäuses vorhandenen Aufnahme vorrichtungen sind dabei meistens mit genormten Abmessungen versehen. Das bekannte Modulgehäuse soll rationell herge stellt werden, einen robusten Aufbau aufweisen und leicht handhabbar sein.Such a module housing is used for electrical accommodation tronic components, assemblies or devices such. B. with Electronic components with plug-in cards or disks drives for data processing systems. The inside dimensions or the receptacle inside the module housing devices are mostly with standardized dimensions Mistake. The known module housing is supposed to be rational be made, have a robust structure and light be manageable.

Nachteilig an dem bekannten Modulgehäuse ist, daß es immer noch aus sechs verschiedenen Bauteilen zusammengesetzt wer den muß, von denen nur je zwei untereinander völlig iden tisch sein können, so daß ein derartiges Modulgehäuse nur schwierig zu erweitern und auch einzelne Systemkomponenten nur beschränkt austauschbar sind.A disadvantage of the known module housing is that it is always who are still composed of six different components that must, of which only two completely identify each other can be table, so that such a module housing only difficult to expand and also individual system components are only interchangeable to a limited extent.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein für die spe ziellen Anforderungen im Hubschrauber-Avionik- und Rege lungsbereich einsetzbares Gehäuse für elektrische und elek tronische Baugruppen zu schaffen, das wegen der hohen Kom paktheit, d. h. einer großen Packungsdichte des mechanischen und elektrischen Aufbaus, eine besonders einfache und fle xible Erweiterung der Systemkomponenten bzw. deren Aus tauschbarkeit ermöglicht, das eine flexible, dem Elektroni kaufwand anpaßbare Gesamtgehäuseabmessung aufweist, das ei ne hohe mechanische Robustheit besitzt und aufgrund der vorgesehenen Abschirmung gegen Hochfrequenz eine besonders hohe EMV-Verträglichkeit aufweist.The object of the present invention is for the spe requirements in helicopter avionics and rain housing for electrical and elec to create tronic assemblies, because of the high com accuracy, d. H. a high packing density of the mechanical and electrical construction, a particularly simple and fle Flexible extension of the system components or their out Interchangeability enables a flexible, the electronics Has customizable overall wall dimensions, the egg ne high mechanical robustness and due to the provided shielding against high frequency a particularly has high EMC compatibility.

Ausgehend von einem Gehäuse der eingangs genannten Art er folgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Starting from a housing of the type mentioned in the introduction follows the solution of this task with the characteristic in Features specified in claim 1; beneficial Refinements are described in the subclaims.

Das erfindungsgemäße aus einzelnen Modulen zusammengesetzte Gehäuse ist nach dem Bausteinprinzip konzipiert, d. h. daß das Gesamtgehäuse durch Zusammenstecken der Einzelmodule hergestellt wird. Zur Erhöhung der Packungsdichte ist jedes einzelne Modul eine integrierte Einheit aus einer elektri schen oder elektronischen Komponente, d. h. einer Platine mit eingesetzten elektrischen oder elektronischen Baustei nen, aus einem Rahmengehäuse und aus einer Aufnahmevorrich tung für einen oder mehrere Steckverbindungen, die so pla ziert sind, daß sie mit mindestens einer Aufnahmevorrich tung für eine Steckverbindung des unmittelbar benachbarten Moduls fluchten. Dies bedeutet, daß mit dem Zusammenstecken zweier Module gleichzeitig die elektrische Verbindung, die mechanische Zusammenfügung und die HF-Abschirmung herge stellt wird, wobei diese Kombination im folgenden multi funktionale Steckverbindung genannt wird.The composite according to the invention from individual modules Housing is designed according to the building block principle, d. H. that the entire housing by plugging the individual modules together will be produced. Each is to increase the packing density single module an integrated unit from an electri or electronic component, d. H. a circuit board with used electrical or electronic components NEN, from a frame housing and from a receiving device tion for one or more plug-in connections, so pla are adorned with at least one receiving device device for a connector of the immediately adjacent Align module. This means that with plugging together two modules simultaneously the electrical connection that mechanical assembly and the RF shielding herge is, this combination in the following multi functional connector is called.

Aufgrund dieser Ausgestaltung sind keinerlei Kabelverbin dungen zwischen den einzelnen Modulen mehr erforderlich. Die Abmessung des Gesamtgehäuses wächst mit der Anzahl der Steckmodule je nach den Anforderungen. Das Konzept der in tegrierten Module zusammen mit der multifunktionalen Steck verbindung bietet im Gegensatz zu offenen Modulen, d. h. of fenen Elektronikplatinen, die in ein starres, unflexibles Rahmengehäuse mit fester Rückwand oder komplexen Kabelver bindungen eingesteckt werden, den großen Vorteil, daß das Gesamtgehäuse äußerst flexibel ist bezüglich der Aufnahme der elektrischen oder elektronischen Bauteile, des Herstel lens, der Steckverbindung, der erfolgreichen HF-Abschirmung und dadurch der EMV-Festigkeit sowie der beliebigen Erwei terbarkeit. Die einzelnen Module sind völlig positionsunab hängig voneinander mit Ausnahme der beiden Endmodule, wobei die einzelnen Module leicht austauschbar sind. Ferner wird eine nicht unerhebliche Verpolungssicherheit beim Zusammen stecken gewährleistet; die Steckplätze sind nicht begrenzt und es ist keine Reservierung freier Steckplätze notwendig. Außerdem ist das Gehäuse aufgrund der besonderen Ausgestal tung der Modulränder spritzwasserfest, weist eine hohe Vi brations- und Schockfestigkeit auf, da die Elektronikplati ne rundum mit dem Rahmen eines jeden Moduls verbunden ist; eine exakte Zusammenfügung der einzelnen Module ist mit Hilfe eines einfachen aber sehr wirkungsvollen Zusammenbau gerätes möglich.Because of this configuration, there are no cable connections more between the individual modules. The dimensions of the overall housing increase with the number of Plug-in modules depending on the requirements. The concept of in integrated modules together with the multifunctional plug In contrast to open modules, connection offers H. of Open electronic boards that are in a rigid, inflexible Frame housing with fixed rear wall or complex cable connection bindings are plugged in, the great advantage that the Overall housing is extremely flexible with regard to the recording the electrical or electronic components, the manufac lens, the connector, the successful RF shielding and thereby the EMC resistance as well as any expanse terability. The individual modules are completely position-independent dependent on each other with the exception of the two end modules, where the individual modules are easily interchangeable. Furthermore, a not insignificant reverse polarity protection when together stuck guaranteed; the slots are not limited and there is no need to reserve free slots. In addition, the housing is due to the special design the edges of the module are splash-proof, has a high vi Brations- and shock resistance because the electronics plati ne is connected to the frame of each module; an exact assembly of the individual modules is included Using a simple but very effective assembly device possible.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dar gestellt ist. Es zeigen:In the following the invention with reference to the drawing explained in which represents a preferred embodiment is posed. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines aus vier Modulen bestehenden Gehäuses, Fig. 1 is a perspective view of a group consisting of four modules housing,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch dieses Gehäuse, Fig. 2 is a longitudinal section through this housing,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Innenmoduls, Fig. 3 is a side view of an internal module,

Fig. 4a die Seitenansicht dieses Innenmoduls mit der Klemmanordnung, FIG. 4a shows the side view of the indoor module with the clamping arrangement,

Fig. 4b einen Schnitt durch das in Fig. 4a gezeigte Modul, Fig. 4b a section through the in Fig. 4a shown module,

Fig. 5 ein Zusammenbaugerät zum Zusammenfügen zweier mit je einer Klemmanordnung versehenen Module, Figure 5 is an assembling apparatus for joining two each provided with a clamping assembly modules.,

Fig. 6 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht durch drei benachbarte Module und Fig. 6 is a partially cutaway view through three adjacent modules and

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Moduls mit einer zusätzlichen Abschirmung. Fig. 7 is a perspective view of a module with an additional shield.

In Fig. 1 ist perspektivisch ein Gehäuse dargestellt, das durch die Zusammenfügung von vier Modulen, d. h. zwei Innen modulen 3, 4 und zwei Endmodulen 1, 2 erhalten worden ist. Aufgrund der einheitlichen Ausrichtung der Elektronikplati nen innerhalb der Module ist eines der beiden Endmodule mit einem Deckel 24 abgeschlossen, der mit den Schrauben 25 am Endmodul 1 befestigt ist. Mit 5 und 6 sind zwei Befesti gungsschienen bezeichnet, die für den Einbau im Hubschrau ber benutzt werden.In Fig. 1, a housing is shown in perspective, which has been obtained by combining four modules, ie two interior modules 3 , 4 and two end modules 1 , 2 . Due to the uniform orientation of the Elektronikplati NEN within the modules, one of the two end modules is completed with a cover 24 which is fastened to the end module 1 with the screws 25 . With 5 and 6 two fastening rails are designated, which are used for installation in the helicopter.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse mit den vier Modulen 1 bis 4. In jedem einzelnen Modul ist eine Elektronikplatine 23 fest angeordnet, beispielsweise durch Verschmelzen, Verschrauben oder Verkleben entlang des Um fangsrandes auf einer Seite des Moduls. Auf jeder Elektro nikplatine 23 ist eine Vielzahl elektrischer und/oder elek tronischer Komponenten 9, 10, 11 befestigt, die über Steck verbindungen 8, 8′ zusammenwirken können. Die Vielzahl von Steckverbindungen 8, 8′ sind an geeigneten Stellen auf den Elektronikplatinen 23 dahingehend angeordnet, daß je zwei Steckverbindungen 8 bzw. 8′ zweier unmittelbar benachbarter Module miteinander fluchten, so daß die einzelnen Steckan schlüsse ineinander greifen, sofern zwei benachbarte Module zusammengefügt werden. Fig. 2 shows a longitudinal section through the housing with the four modules 1 to 4. In each individual module, an electronic board 23 is fixed, for example by fusing, screwing or gluing along the peripheral edge on one side of the module. On each electrical electronics board 23 , a variety of electrical and / or elec tronic components 9 , 10 , 11 are attached, which can cooperate via plug connections 8 , 8 '. The plurality of connectors 8 , 8 'are arranged at suitable locations on the electronic boards 23 in such a way that two connectors 8 and 8 ' of two immediately adjacent modules are aligned with one another, so that the individual plug connections interlock, provided two adjacent modules are joined together .

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines derartigen Moduls dessen Breitenabmessung z. B. 245 mm und dessen Höhenabmes sung z. B. 170 mm beträgt. Mit 8, 8′ sind auch hier die Steckverbindungen mit beiden Seiten einer Elektronikplatine auf verschiedenen Höhen bezeichnet und mit 7 die Öffnungen zur Aufnahme von Schraubbolzen. Fig. 3 shows a side view of such a module whose width dimension z. B. 245 mm and its Höhenabmes solution z. B. is 170 mm. With 8 , 8 ', the connectors with both sides of an electronic board at different heights are also designated and with 7 the openings for receiving bolts.

Das mechanische Design eines Einzelmoduls 3 geht aus den Fig. 4a und 4b hervor. Diese Figuren lassen besonders gut erkennen, daß jedes einzelne Modul entlang eines umlaufen den Randes mit einer konvexen Klemmanordnung 13 versehen ist, wohingegen der gegenüberliegende umlaufende Rand des selben Innenmoduls mit einer umlaufenden konkaven, komple mentären, d. h. an Gestalt und Form der konvexen Klemmanord nung angepaßten Klemmanordnung 13′ versehen ist. Die Klem manordnungen 13, 13′ mit denen zwei unmittelbar benachbarte Module ineinander greifen und fest zusammengefügt werden, können nach dem herkömmlichen Nut- und Federsystem ausge staltet sein, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, oder aber auch jedes andere beliebige Profil aufweisen, das einen si cheren Klemmsitz des einen Moduls im benachbarten Modul ge währleistet, wenn diese mit einer gewissen Kraft zusammen gedrückt werden. Mit 7 sind sechs Innenöffnungen zur gegen seitigen Verschraubung der Module bezeichnet. Davon sind vier in den Vierecken eines Moduls und zwei in der Mitte der längeren Seitenwände angebracht. Diese einzelnen Öff nungen in den Modulen 1 bis 4 fluchten miteinander zur Auf nahme von zusätzlichen Befestigungsbolzen 26 (siehe Fig. 6).The mechanical design of an individual module 3 can be seen in FIGS. 4a and 4b. These figures show particularly well that each individual module along a circumferential edge is provided with a convex clamping arrangement 13 , whereas the opposite circumferential edge of the same internal module with a circumferential concave, complementary, that is to say adapted to the shape and shape of the convex clamping arrangement Terminal arrangement 13 'is provided. The Klem arrangements 13 , 13 'with which two immediately adjacent modules interlock and are firmly joined together, can be designed according to the conventional tongue and groove system, as shown in Fig. 6, or have any other profile, which ensures a secure clamping fit of one module in the neighboring module if these are pressed together with a certain force. With 7 six inner openings for mutually screwing the modules are designated. Four of them are located in the squares of a module and two in the middle of the longer side walls. These individual openings in modules 1 to 4 are aligned with one another to accommodate additional fastening bolts 26 (see FIG. 6).

Zum Zusammenfügen zweier benachbarter Module eignet sich das in Fig. 5 schematisch dargestellte Gerät, das aus einer Bodenplatte 14, einer feststehenden senkrechten Platte 15, bzw. 16 und einer beweglichen Platte 16 bzw. 15 besteht so wie einem Spindeltrieb 17 der für eine Relativbewegung der beiden Platten 15, 16 zueinander hin, bzw. voneinander weg sorgt. Nach dem Einsetzen zweier Module 3, 4 auf die einan der zugewandten Innenflächen der Platten 15, 16 in entspre chende Halterungen 18, 19 wird der Spindeltrieb in Bewegung gesetzt und beispielsweise die Platte 16 mit dem zugehöri gen Modul 4 verschoben bis die Klemmanordnungen 13, 13′ in einandergreifen und für einen sicheren Halt des einen Mo duls am anderen Modul sorgen. Durch entgegengesetzte Ver drehung des Spindeltriebs 17 wird in diesem Fall die Platte 16 von dem im entstehen begriffenen Gehäuse entfernt, bis ein weiteres Modul eingesetzt und durch wiederum entgegen gesetzte Drehbewegungen des Spindeltriebs an das Modul 4 angedrückt werden kann.Suitable for joining two adjacent modules is the device shown schematically in FIG. 5, which consists of a base plate 14 , a stationary vertical plate 15 or 16 and a movable plate 16 or 15 , as well as a spindle drive 17 for a relative movement of the two plates 15 , 16 towards each other, or away from each other. After inserting two modules 3 , 4 on the one at the facing inner surfaces of the plates 15 , 16 in corre sponding mounts 18 , 19 , the spindle drive is set in motion and, for example, the plate 16 with the associated module 4 is shifted until the clamping arrangements 13 , 13 'Interlock and ensure a secure hold of one module on the other module. By opposite rotation of the spindle drive 17 in this case, the plate 16 is removed from the housing being formed until another module is inserted and can be pressed against the module 4 by in turn opposite rotary movements of the spindle drive.

Zur HF-Abschirmung sind sämtliche Module mit einer gegen sie wirkenden Abschirmung versehen, beispielsweise durch Vernickelung der Modulgehäuseoberflächen. For RF shielding, all modules are with one against they provide shielding, for example by Nickel plating of the module housing surfaces.

Die beiden das Gehäuse beidseitig abschließenden Endmodule 1, 2 (Fig. 1) sind auf ihrer Außenseite geschlossen und weisen entlang des Randes, der dem nächsten Modul zugewandt ist, entweder eine konkave oder eine konvexe Klemmanordnung 13 oder 13′ auf (siehe Fig. 6).The two end modules 1 , 2 ( Fig. 1) which close the housing on both sides are closed on the outside and have either a concave or a convex clamping arrangement 13 or 13 'along the edge which faces the next module (see Fig. 6 ).

Zusätzlich kann die EMV-Verträglichkeit durch weitere Ab schirmungen 20, 21 innerhalb der Module erhöht werden (siehe Fig. 3 und 7).In addition, the EMC compatibility can be increased by additional shields 20 , 21 within the modules (see Fig. 3 and 7).

Außer der bereits erwähnten Hubschrauber-Avionik eignet sich das erfindungsgemäße Gehäuse auch noch für die Haus leittechnik und für die Automobilindustrie zur Aufnahme von Steueranordnungen.In addition to the helicopter avionics already mentioned the housing according to the invention also for the house control technology and for the automotive industry to accommodate Tax orders.

Claims

1. Housing for electrical and electronic assemblies, consisting of one or more interior modules and two end modules, which have a substantially rectangular shape with the same dimensions, characterized by the following combination:
each module is provided with an electrical and / or electronic component,
each module is provided with at least one plug connection, which is placed in such a way that it is aligned with at least one plug connection of the immediately adjacent module,
each module is provided with a shield against HF, in the form of a suitable treatment of the module housing surface (e.g. nickel plating),
one edge of each inner module is provided with a circumferential convex clamping arrangement and the opposite edge of the same inner module is provided with a circumferential concave complementary clamping arrangement,
one edge of each outer module is either provided with a concave or with a convex clamping arrangement.

2. Housing according to claim 1, characterized in that at least the four corners of each module Holes for receiving fastening bolts in the Are provided inside the housing.

3. Housing according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the outside of the end modules with Threaded holes are provided. These are used for Assembly and disassembly of the individual modules and Attaching mounting brackets for installation in the Operating environment.