DE19613559C1

DE19613559C1 - Electronic device, such as artillery ranging computer, for military tank

Info

Publication number: DE19613559C1
Application number: DE1996113559
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Heukrodt
Original assignee: STN Atlas Elektronik GmbH
Current assignee: Rheinmetall Electronics GmbH
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-04-05

Abstract

The electronic device has a housing (10) receiving a number of interchangeable circuit cards (27), each contained in a respective cassette (16) with plug connections accessible via openings in the cassette for connection with socket connections provided by the housing. Each cassette has a frame of a heat conductive material, fitted with a heat sink plate provided with cooling ribs for dissipating the waste heat generated by the electronic components mounted in the circuit card on one side and with a heating device with temperature-controlled heating elements on its other side.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikgerät, insbesondere für den Einsatz in militärischen Landfahrzeugen, der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art.The invention relates to an electronic device, in particular for use in military land vehicles, the in Preamble of Claim 1 Art.

Elektronikgeräte für militärische Landfahrzeuge, wie z. B. elektronische Rechner für die Feuerleitung in Kampfpanzern, müssen aufgrund ihres rauhen Betriebseinsatzes nicht nur staub- und spritzwasserdicht sein, sondern auch in einem breiten Betriebstemperaturbereich einwandfrei arbeiten, der sich mitunter bis in extreme Minustemperaturen hinein erstreckt. Solche Temperaturbereiche können nur von hierfür speziell ausgelegten Bauteilen eingehalten werden, die aufgrund ihrer hohen Fertigungskosten bei vergleichsweise geringen Stückzahlen sehr teuer sind. Im Handel verfügbare bauteilbestückte Leiterkarten für die recht preiswerten Rechner im zivilen Bereich erfüllen nicht die für den militärischen Einsatz geforderten Temperaturspezifikationen.Electronic devices for military land vehicles, such as. B. electronic computers for fire control in battle tanks, Due to their harsh operating conditions, they not only have to be dust and splash proof, but also in one wide working temperature range, the sometimes even in extreme sub-zero temperatures extends. Such temperature ranges can only be used for this Specially designed components are adhered to due to their high manufacturing costs at comparatively small quantities are very expensive. Commercially available component-equipped circuit boards for the reasonably priced Computers in the civilian area do not meet those for military use Temperature specifications.

Bei solchen Elektronikgeräten ist es bereits bekannt (DE 42 23 935 A1), für den Staub- und Spritzwasserschutz jede Leiterkarte in eine bis auf Steckeröffnungen allseits geschlossene Kassette einzupacken und zur Einhaltung ihres zulässigen oberen Temperaturgrenzwertes, der unterhalb des vom Elektronikgerät geforderten Grenzwertes liegen kann, die von den Elektronikbauteilen erzeugte Verlustwärme von der Leiterkarte schnellstmöglichst abzuziehen. Hierzu ist die eine Seitenwand der Kassette mit in Einbaulage sich vertikal erstreckenden Kühlrippen ausgestaltet und der Zwischenraum zwischen Leiterkarte und der die Kühlrippen tragenden Seitenwand mit elektrisch isolierenden Wärmeleitmatten vollständig ausgefüllt, die sowohl an der Innenwand der Seitenwand als auch an der Leiterkarte bzw. an deren elektronischen Bauelementen eng anliegen. Dadurch wird eine direkte Wärmeleitung von der Oberfläche der Elektronikbauteile zu den Kühlrippen mit einem sehr guten Wärmeleitkoeffizienten geschaffen, was eine Senkung der Temperatur an der Oberfläche der Elektronikbauteile um bis zu 20°C mit sich bringt.It is already known for such electronic devices (DE 42 23 935 A1), for dust and splash water protection each circuit card in one except for plug openings on all sides Pack closed cassette and to comply with your permissible upper temperature limit, which is below the limit value required by the electronic device may be the heat loss generated by the electronic components to withdraw the circuit board as soon as possible. This is one side wall of the cassette with itself in the installed position vertically extending cooling fins and the Space between the circuit board and the cooling fins load-bearing side wall with electrically insulating Fully filled thermal mats, both on the Inner wall of the side wall as well as on the circuit board or are closely related to their electronic components. Thereby is a direct heat conduction from the surface of the Electronic components to the cooling fins with a very good Thermal conductivity coefficients created, reducing the Temperature on the surface of the electronic components by up to to 20 ° C.

Es ist eine elektronische Schaltung mit einem Schaltungsträger und einem auf diesen zusammen mit weiteren elektronischen Bauelementen und Leiterbahnen aufgebrachten temperaturstabilisierten Schaltkreis bekannt (DE 43 40 583 A1), der einen mittels eines Heizelements, eines thermischen Sensors und einer Regelschaltung temperierten Baustein aufweist. Die Heiztemperatur wird dabei auf einen konstanten Wert gehalten, der oberhalb der maximalen Umgebungstemperatur liegt, so daß der Baustein, der beispielsweise eine exponentielle Temperaturabhängigkeit aufweist, auf eine von der schwankenden Umgebungstemperatur unabhängige konstante Betriebstemperatur gehalten und damit seine funktionelle Temperaturunabhängigkeit eliminiert wird.It is an electronic circuit with one Circuit carrier and one on top of it together with others electronic components and conductor tracks temperature-stabilized circuit known (DE 43 40 583 A1), which uses a heating element, a thermal sensor and a control circuit tempered block. The heating temperature will kept at a constant value above the maximum ambient temperature, so that the module, for example an exponential Has temperature dependence on one of the fluctuating ambient temperature independent constant Operating temperature maintained and thus its functional Temperature independence is eliminated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronikgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei Gewährleistung der von ihm geforderten Funktion in einen zu extremen Minusgraden hin ausgedehnten, breiten Umgebungstemperaturbereich, z. B. von -40°C bis +80°C, zwecks Senkung der Herstellkosten den Einsatz von kommerziell verfügbaren bauteilbestückten Leiterkarten ermöglicht, deren spezifizierter unterer Temperaturgrenzwerte für die Betriebstemperatur weit höher liegt.The invention is based on the object To create electronic device of the type mentioned that while guaranteeing the function required by him a broad one, to extreme minus degrees Ambient temperature range, e.g. B. from -40 ° C to + 80 ° C, the use of to reduce manufacturing costs commercially available component-loaded circuit boards enables their specified lower Temperature limits for the operating temperature are much higher lies.

Die Aufgabe ist bei einem Elektronikgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.The task is with an electronic device in the Preamble of claim 1 defined genus According to the invention by the features in the characterizing part of the Claim 1 solved.

Das erfindungsgemäße Elektronikgerät hat den Vorteil, daß durch die den in einer Kassette hermetisch verpackten Leiterkarten zugeordneten Heizelemente in Verbindung mit einem entsprechenden Temperaturmanagement unter Einsatz von Temperatursensoren und elektrischen Schaltern für die Heizelemente bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Betriebstemperatur der Leiterkarten im Elektronikgerät soweit angehoben wird, daß sie oberhalb des für die Leiterkarten zulässigen unteren Temperaturgrenzwertes liegt. Das Temperaturmanagement kann dabei von einer zentralen Steuereinheit nach einem vorgegebenen Programm ausgeführt werden, wobei die elektrischen Schalter entsprechend den von den Temperatursensoren gemeldeten Temperaturwerten betätigt werden, oder dezentralisiert durchgeführt werden, indem die Temperatursensoren und die elektrischen Schalter zu Bimetallschaltern zusammengefaßt sind, die bei geeignet gestuften Temperaturwerten mehr oder weniger Heizelemente zu- oder abschalten. Bei ausreichend hohen Umgebungstemperaturen, also bei Temperaturwerten oberhalb des unteren Grenzwerts der zulässigen Betriebstemperatur der kommerziellen Leiterkarte, bleibt das Temperaturmanagement inaktiv und die Kühlplatte mit angeformten Kühlrippen sorgt für eine schnelle Abfuhr der von den Bauteilen erzeugten Verlustwärme, so daß in keinem Fall der obere Grenzwert der zulässigen Betriebstemperatur der Leiterkarte überschritten wird.The electronic device according to the invention has the advantage that through the hermetically packed in a cassette Heating elements assigned to printed circuit boards in connection with appropriate temperature management using Temperature sensors and electrical switches for the Heating elements at low ambient temperatures Operating temperature of the circuit boards in the electronic device so far that it is above the for the PCBs allowable lower temperature limit lies. The temperature management can be from one central control unit according to a predetermined program run, the electrical switches according to those reported by the temperature sensors Temperature values are operated, or decentralized be performed by the temperature sensors and the electrical switches combined into bimetallic switches are the more or at suitably stepped temperature values switch on or off fewer heating elements. If sufficient high ambient temperatures, i.e. at temperature values above the lower limit of the allowable Operating temperature of the commercial circuit board remains the temperature management inactive and the cooling plate with molded cooling fins ensure quick removal of the heat loss generated by the components, so that in none If the upper limit of the permissible operating temperature the circuit board is exceeded.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Elektronikgeräts mit zweckmäßiger Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention Electronic devices with appropriate designs and Improvements of the invention result from the others Claims.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Heizkörper aus einer auf den Rahmen aufschraubbaren Grundplatte und einem, vorzugsweise über Stützen, an der Grundplatte befestigten Isolierkörper aus schlecht wärmeleitendem Material, auf dessen von der Grundplatte abgekehrten Oberfläche die als Heizfolien ausgebildeten Heizelemente aufgeklebt sind. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs wird dabei noch vorteilhaft zwischen den Heizfolien und der Leiterplatte eine Zwischenlage aus einem elastischen, gut wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Material eingelegt, die sich an die Heizfolien und an die Leiterplatte andrückt.In a preferred embodiment of the invention the radiator from a screwable on the frame Base plate and one, preferably over supports, on the Base plate attached insulating body from bad thermally conductive material on which from the base plate surface turned away as the heating foils Heating elements are glued on. To improve the Heat transfer is still advantageous between the Heating foils and the circuit board an intermediate layer from one elastic, good heat-conducting, electrically insulating Material inserted that adheres to the heating foils and to the PCB presses.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Temperatursensoren und vorzugsweise auch die elektrischen Schalter für die Heizelemente auf der der bauteilbestückten Seite der Leiterkarte zugekehrten Innenwand der Kühlplatte angeordnet. Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit zu der Kühlplatte hin ist nicht nur der Zwischenraum zwischen Kühlplatte und Leiterkarte mit Wärmeleitmatten aus elastischem, elektrisch isolierendem Material ausgefüllt, sondern können bei Bedarf auch noch Kühlfinger an dem Rahmen aus wärmeleitendem Material angeschraubt werden, die in die Zwischenräume zwischen den Elektronikbauteilen auf der bauteilbestückten Seite der Leiterkarte hineinragen. Über die Kühlfinger und den Rahmen sowie über die Wärmeleitmatten wird das Temperaturgefälle zwischen Elektronikbauteilen und Kühlplatte minimiert und die Schnelligkeit der Wärmeübertragung maximiert, so daß die an der Kühlplatte angeordneten Temperatursensoren nur einen geringen zeitlichen Meßverzug aufweisen.According to a further embodiment of the invention, the Temperature sensors and preferably also the electrical ones Switch for the heating elements on the component-equipped Side of the printed circuit board facing the inner wall of the cooling plate arranged. To improve the thermal conductivity to the The cooling plate is not just the space between Cooling plate and printed circuit board with thermal mats filled with elastic, electrically insulating material, but can also use cooling fingers on the Screwed frame made of heat-conducting material, the into the spaces between the electronic components protrude into the component-equipped side of the circuit board. About the cooling fingers and the frame as well as over the Thermal mats, the temperature gradient between Electronic components and cooling plate minimized and the Rapidity of heat transfer maximized so that the at the cooling plate arranged temperature sensors only one have a small time delay.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens, die rechtwinklig zu den die Öffnungen für die Stecker tragenden Rahmenseiten verlaufen, Keilverschlüsse aus gut wärmeleitendem Material vorgesehen, die zum Führen und Festsetzen des Rahmens längs der Ober- und Unterseite des Gehäuses des Elektronikgerätes in dort vorgesehenen Einschubschienen dienen. Mit diesen Keilverschlüssen wird einerseits eine einfache Montage erreicht und andererseits ein guter Wärmeübergang zwischen Kassettenrahmen und Gehäuse des Elektronikgeräts hergestellt. Die Keilverschlüsse werden bevorzugt dabei so ausgebildet, daß sie beim Lösen eine Axialverschiebung der Kassette relativ zum Gehäuse bewirken, so daß die Kassetten von der Rückwand des Gehäuses abgedrückt werden kann und dadurch die Steckverbindung zwischen den gehäusefesten und leiterplattenfesten Steckern bequem gelöst werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention are on opposite sides of the frame that perpendicular to the ones that support the openings for the plugs Frame sides run, wedge fastenings from good heat-conducting material provided for guiding and Fixing the frame along the top and bottom of the Housing of the electronic device provided there Slide rails serve. With these wedge fasteners on the one hand simple assembly achieved and on the other hand good heat transfer between the cassette frame and Housing of the electronic device manufactured. The Wedge fasteners are preferably designed so that releasing an axial displacement of the cassette relatively cause to the case so that the cassettes from the rear wall of the housing can be pressed and thereby the Plug connection between the housing and PCB-fixed plugs can be easily removed.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment in the following described. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Elektronikgeräts, teilweise geöffnet,, Partially opened Fig. 1 is a side view of an electronic device,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer im Elektronikgerät gemäß Fig. 1 enthaltenen Kassette, Fig. 2 is a perspective view of a cassette contained in the electronic device of Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine Ansicht der Kassette in Richtung Pfeil V in Fig. 2 bei abgenommener Kühlplatte und fehlender Leiterkarte, Fig. 5 is a view of the cartridge in the direction of arrow V in Fig. 2 with removed cooling plate and a lack of circuit board,

Fig. 6 eine Ansicht der Kassette in Richtung Pfeil VI in Fig. 2 bei abgenommenem Heizkörper und fehlender Leiterkarte. Fig. 6 is a view of the cassette in the direction of arrow VI in Fig. 2 with the radiator removed and a missing circuit card.

Das in Fig. 1 in Frontansicht zu sehende Elektronikgerät weist ein Gehäuse 10 mit einer Frontseite 101, einer hier nicht zu sehenden Rückwand und zwei geschlossenen Seitenteilen 103 und 104 auf. Wie hier nicht weiter dargestellt ist, ist die geschlossene Rückwand doppelwandig ausgebildet, wobei an der Innenseite der Rückwand gehäuseseitig festgelegte elektrische Gegenstecker zugänglich sind. Im Innern der doppelwandigen Rückwand befindet sich eine Querverdrahtungsleiterkarte, die sog. Mutterplatine, die die Gegenstecker trägt und mit einem an dem Seitenteil 103 angeordneten Steckerfeld 11 elektrisch leitend verbunden ist. Das Steckerfeld 11 dient zum Anschluß des Elektronikgeräts im Fahrzeug. Das Gehäuse 10 ist durch eine sich parallel zu den Seitenteilen 103, 104 erstreckende Trennwand 102 in zwei Gehäusesegmente 12, 13 unterteilt. Jedem Gehäusesegment 12, 13 ist ein Lüfter 14, 15 zugeordnet. Die beiden Lüfter 14, 15 sind an der Unterseite des Gehäuses 10 angeordnet und blasen jeweils Kühlluft in die Gehäusesegmente 12, 13 hinein, die über Öffnungen in der Oberseite des Gehäuses 10 entweicht. Das Gehäusesegment 12 ist zum Einsetzen von in sog. Kassetten 16 verpackten Leiterkarten 27 (Fig. 2 bis 4) vorbereitet, die vertikal ausgerichtet in hier nicht dargestellten Schienen an der Ober- und Unterseite des Gehäuses 10 eingeschoben werden. Anschließend wird eine Frontplatte 17 unter Zwischenlage einer Dichtung auf die Frontseite 101 des Gehäuses 10 aufgeschraubt, die Öffnungen 171 und 172 für Kabel 18 und für an der Kassette 16 frontseitig vorhandene Stecker 19 aufweist. Durch die Öffnungen 171 und 172 können Kabelverbindungen 18 vom Gehäuse 10 her zu den frontseitigen Steckern 19 der in den Kassetten 16 verpackten Leiterkarten hergestellt werden. Weiterhin sind auch elektrische Verbindungen von Kassette 16 zu Kassette 16 durch gesteckte Brücken 20 möglich. Als äußerer Abschluß dient ein Deckel 21, der unter Zwischenlage einer Dichtung auf die Frontplatte 17 aufgeschraubt ist und die Öffnungen 171 und 172 einschließlich der Kabel 18, der fronseitigen Stecker 19 und der Verbindungen 20 überdeckt. Jede der angesprochenen Dichtungen zwischen Frontplatte 17 und Gehäuse 10 einerseits und Deckel 21 und Frontplatte 17 andererseits gewährleistet Spritzwasser- und Staubschutz und ist zusätzlich elektrisch leitend ausgebildet, um auch den EMV-Schutz sicherzustellen.In Fig. 1 in a front view to seeing electronic device 10 includes a housing having a front side 101, a here not to be seen rear wall and two closed side portions 103 and 104. As is not shown here, the closed rear wall is double-walled, with electrical mating plugs fixed on the inside of the rear wall being accessible. In the interior of the double-walled rear wall there is a cross-wiring board, the so-called motherboard, which carries the mating connector and is electrically conductively connected to a connector panel 11 arranged on the side part 103 . The connector panel 11 is used to connect the electronic device in the vehicle. The housing 10 is divided into two housing segments 12 , 13 by a partition 102 extending parallel to the side parts 103 , 104 . A fan 14 , 15 is assigned to each housing segment 12 , 13 . The two fans 14 , 15 are arranged on the underside of the housing 10 and blow cooling air into the housing segments 12 , 13 , which escapes through openings in the top of the housing 10 . The housing segment 12 is prepared for inserting printed circuit boards 27 ( FIGS. 2 to 4) packed in so-called cassettes 16 , which are inserted vertically aligned in rails (not shown here) on the top and bottom of the housing 10 . A front plate 17 is then screwed onto the front 101 of the housing 10 with the interposition of a seal, which has openings 171 and 172 for cables 18 and for connectors 19 on the front of the cassette 16 . Through the openings 171 and 172 , cable connections 18 can be produced from the housing 10 to the front connectors 19 of the printed circuit boards packed in the cassettes 16 . Furthermore, electrical connections from cassette 16 to cassette 16 are also possible by plugged bridges 20 . A lid 21 serves as the outer closure, which is screwed onto the front plate 17 with the interposition of a seal and covers the openings 171 and 172 including the cables 18 , the front connector 19 and the connections 20 . Each of the mentioned seals between the front plate 17 and the housing 10 on the one hand and the cover 21 and the front plate 17 on the other hand ensures protection against splashing water and dust and is additionally designed to be electrically conductive in order to also ensure the EMC protection.

Im Gehäusesegment 13 sind Leiterkarten 22 enthalten, die in herkömmlicher Weise mit elektronischen Bauteilen bestückt sind. Die Leiterkarten 22 sind ebenfalls vertikal ausgerichtet in entsprechend ausgebildete Haltesysteme im Gehäuse 10 eingeschoben. Zwischen den Leiterkarten 22 sind elektrische Heizelemente tragende Heizkörper 23 angeordnet, mit deren Hilfe eine für die Leiterkarten 22 spezifizierte Umwelttemperatur im Gehäusesegment 13 geschaffen wird. Außerdem wird durch die Heizkörper 23 eine Betauung der Leiterkarten 22 verhindert. Wie nicht weiter dargestellt ist, sind in den Luftkanälen zwischen den Leiterkarten 22 Temperatursensoren zur Erfassung der Leiterkartentemperatur angeordnet. Die Heizkörper 23, der Lüfter 15, die Temperatursensoren und entsprechende elektrische Schalter zum Ein- und Ausschalten der Heizkörper sind Teile eines Temperatursteuersystems, mit dessen Hilfe im Gehäusesegment 13 eine für die Leiterkarten 22 spezifizierte Umwelttemperatur geschaffen wird, wobei die Umgebungstemperatur des Elektronikgeräts außerhalb des für die Leiterkarten 22 zulässigen Temperaturbereichs liegen kann. Das Gehäusesegment 13 wird nach außen hin unter Zwischenlage einer Dichtung 24 mit einem Deckel 25 verschlossen, der auf die Frontseite 101 des Gehäuses 10 aufgeschraubt wird. Die elektrisch leitfähige Dichtung 24 gewährleistet wiederum Spritzwasser-, Staub- und EMV-Schutz.The housing segment 13 contains printed circuit boards 22 which are equipped with electronic components in a conventional manner. The circuit boards 22 are also vertically aligned in correspondingly designed holding systems in the housing 10 . Arranged between the printed circuit boards 22 are radiators 23 carrying electrical heating elements, with the aid of which an environmental temperature specified for the printed circuit boards 22 is created in the housing segment 13 . In addition, condensation on the printed circuit boards 22 is prevented by the radiators 23 . As is not shown further, temperature sensors for detecting the circuit board temperature are arranged in the air channels between the circuit boards 22 . The radiators 23 , the fan 15 , the temperature sensors and corresponding electrical switches for switching the radiators on and off are part of a temperature control system with the aid of which an environmental temperature specified for the printed circuit boards 22 is created in the housing segment 13 , the ambient temperature of the electronic device being outside the range for the printed circuit boards 22 may be within the permissible temperature range. The housing segment 13 is closed to the outside with the interposition of a seal 24 with a cover 25 which is screwed onto the front 101 of the housing 10 . The electrically conductive seal 24 in turn ensures splash water, dust and EMC protection.

Eine der in das Gehäusesegment 12 eingeschobenen Kassetten 16 ist in Fig. 2 perspektivisch und in Fig. 3 und 4 in entsprechenden Schnitten dargestellt. Die Kassette 16 weist einen Rahmen 26 aus gut wärmeleitendem Material auf, in den die mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterkarte 27 eingelegt ist. Auf der einen Seite des Rahmens 26 ist eine Kühlplatte 28 mit außen angeformten Kühlrippen 281 aufgeschraubt und an der anderen Seite des Rahmens 26 ist ein elektrische Heizelemente 29 (Fig. 5) tragender Heizkörper 30 befestigt. Zwischen Kühlplatte 28 und Rahmen 26 und Heizkörper 30 und Rahmen 26 sind zur Gewährleistung des Spritzwasser-, Staub- und EMV-Schutzes entsprechende Dichtungen 32 (Fig. 3) eingesetzt. An den einander gegenüberliegenden Längsseiten 261 des Rahmens 26 ist der Rahmen 26 mit schlitzförmigen Öffnungen 31 versehen, über welche die auf der Leiterkarte angeordneten kassettenseitigen Stecker 19 zugänglich sind. Bei in das Gehäuse 10 eingeschobener Kassette 16 sind die auf der der Rückwand des Gehäuses 10 zugekehrten Rahmenseite angeordneten rückwärtigen Stecker 19 in die gehäuseseitigen Gegenstecker an der Rückwand des Gehäuses 10 eingesteckt und die auf der anderen Rahmenseite angeordneten frontseitigen Stecker 19 an der Frontseite 101 des Gehäuses 10 zur Herstellung von elektrischen Verbindungen durch die Kabel 18 und Brücken 20 zugänglich. Um jede Öffnung 31 herum ist wieder eine Dichtung 32 angeordnet, wobei sich nach Einschieben der Kassette 16 in das Gehäuse 10 die eine Dichtung 32 an die Rückwand des Gehäuses 10 andrückt und die andere Dichtung 32 die beschriebene Dichtung gegenüber der Frontplatte 17 herstellt. An den beiden einander gegenüberliegenden Schmalseiten 262 des Rahmen 26 sind Keilverschlüsse 33 aus gut wärmeleitendem Material angeordnet, über welche die Kassette 16 in den gehäuseseitigen Schienen geführt und gehalten wird. Im eingebauten Zustand der Kassette 16 werden die Keilverschlüsse 33 durch Drehen einer frontseitig zugänglichen Schraube 34 in den Schienen verspannt und bilden gleichzeitig die thermische Ankopplung der Kassette 16 zum Gehäuse 10. Weiterhin sind die Keilverschlüsse 33 so ausgebildet, daß sie beim Lösen der Spannschraube 34 die Kassette 16 mit den Steckern 19 von der Rückwand des Gehäuses 10 abdrücken und damit die rückwärtige Steckverbindung zwischen den gehäuseseitigen Gegensteckern und rückwärtigen Steckern 19 der Kassette 16 lösen.One of the inserted into the housing segment 12 the cassette 16 is shown in perspective in Fig. 2 and in Fig. 3 and 4 in the corresponding sections. The cassette 16 has a frame 26 made of a material that is a good conductor of heat, in which the printed circuit board 27 equipped with electronic components is inserted. On one side of the frame 26 , a cooling plate 28 with externally molded cooling fins 281 is screwed on and on the other side of the frame 26 an electric heating element 29 ( FIG. 5) carrying a heating element 30 is fastened. Corresponding seals 32 ( FIG. 3) are inserted between cooling plate 28 and frame 26 and radiator 30 and frame 26 to ensure protection against splashing water, dust and EMC. On the opposite longitudinal sides 261 of the frame 26 , the frame 26 is provided with slot-shaped openings 31 , through which the cassette-side plugs 19 arranged on the circuit card are accessible. With inserted into the housing 10 cartridge 16, the facing on the rear wall of the housing 10 side of the frame disposed rearward plug 19 are inserted into the housing-side mating connector on the rear wall of the housing 10 and arranged on the other side of the frame front side connector 19 at the front side 101 of the housing 10 accessible for making electrical connections through the cables 18 and bridges 20 . A seal 32 is again arranged around each opening 31 , wherein after inserting the cassette 16 into the housing 10, one seal 32 presses against the rear wall of the housing 10 and the other seal 32 produces the described seal with respect to the front plate 17 . On the two opposite narrow sides 262 of the frame 26 , wedge locks 33 made of a good heat-conducting material are arranged, via which the cassette 16 is guided and held in the rails on the housing side. In the installed state of the cassette 16 , the wedge locks 33 are clamped in the rails by turning a screw 34 accessible from the front and at the same time form the thermal coupling of the cassette 16 to the housing 10 . Furthermore, the wedge fasteners 33 are designed such that they press the cassette 16 with the plugs 19 from the rear wall of the housing 10 when the tensioning screw 34 is loosened and thus release the rear plug connection between the mating plugs on the housing side and the rear plugs 19 of the cassette 16 .

Der Heizkörper 30 besteht, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, aus einer auf den Rahmen 26 aufgeschraubten Grundplatte 35 und einem an der Grundplatte 35, vorzugsweise über hier nicht zu sehende Stützen, befestigten Isolierkörper 36 aus schlecht wärmeleitendem Material, auf dessen von der Grundplatte 35 abgekehrten Oberfläche die Heizelemente 29 in Form von Heizfolien aufgeklebt sind. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, die eine Ansicht der Kassette 16 bei fehlender Kühlplatte 28 und Leiterkarte 27 darstellt, sind auf den Isolierkörper 36 insgesamt drei Heizelemente 29 als Heizfolien großflächig aufgeklebt. Die Anschlußleitungen 37 zu den Heizelementen 29 sind auf einen der kassettenseitigen Steckern 19 gelegt. Zwischen der die Heizelemente 29 tragenden Oberfläche des Isolierkörpers 36 und der von der bauteilbestückten Seite abgekehrten Rückseite der Leiterkarte 27 ist eine Zwischenlage 38 aus einem sehr elastischen, sehr gut wärmeleitenden, aber elektrisch isolierenden Material eingelegt. Diese Zwischenlage 38 sorgt für eine konduktive Wärmeanbindung der Leiterkarte 27 an die Heizelemente 29.The radiator 30 consists, as can be seen from FIGS. 3 and 4, of a base plate 35 screwed onto the frame 26 and an insulating body 36 made of poorly heat-conducting material and fastened to the base plate 35 , preferably via supports that cannot be seen here the base plate 35 facing away from the heating elements 29 are glued in the form of heating foils. 5 as seen from FIG., Which represents a view of the cassette 16 in the absence of cooling plate 28 and circuit board 27, three heating elements 29 are glued over a large area as heating foils on the insulating body 36 as a whole. The connecting lines 37 to the heating elements 29 are placed on one of the cassette-side plugs 19 . Between the surface of the insulating element 36 carrying the heating elements 29 and the back of the printed circuit board 27 facing away from the component-equipped side, an intermediate layer 38 made of a very elastic, very good heat-conducting but electrically insulating material is inserted. This intermediate layer 38 ensures a conductive heat connection of the printed circuit board 27 to the heating elements 29 .

Zur Steuerung der Heizleistung der Heizelemente 29 sind in der Kassette 16 Temperatursensoren und elektrische Schalter angeordnet, welche die Zuleitungen 37 zu den Heizelementen 29 mit einer Stromquelle verbinden oder von dieser trennen. Die Steuerung der elektrischen Schalter kann dabei von einer zentralen Steuereinheit durchgeführt werden, der die elektrischen Ausgangssignale der Temperatursensoren zugeführt werden und die entsprechend einer einzustellenden, erforderlichen Temperatur die Heizelemente 29 zusammen oder einzeln ein- und ausschaltet. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kassette 16 sind die Temperatursensoren und elektrischen Schalter zu insgesamt drei Bimetallschaltern 39 mit unterschiedlichen Ansprechschwellen zusammengefaßt (Fig. 6). Jeder dieser Bimetallschalter 39 steuert eines der Heizelemente 29, wozu die Bimetallschalter 39 über Leitungen 40 mit einem der kassettenseitigen Stecker 19 verbunden sind. Durch geeignete Verbindung des Steckers 19 in Fig. 5 und des Steckers 19 in Fig. 6 mit einem gehäuseseitigen Gegenstecker wird die elektrische Verbindung zwischen Stromquelle, Bimetallschaltern 39 und Heizelementen 29 hergestellt. Die Bimetallschalter 39 sind auf der der Leiterkarte 27 zugekehrten Unterseite der Kühlplatte 28 befestigt. Die Kühlplatte 28 ist entsprechend der Topographie der Leiterkarte 27 konstruiert, wobei die Kühlrippen 281 entsprechend den Erfordernissen der einzelnen elektronischen Bauteile auf jeder Leiterkarte 27 ausgeführt sind. Bei erhöhtem Kühlbedarf können die Kühlrippen 281 auch durch Kühlnadeln ersetzt werden. Die von den Kühlrippen 281 abgekehrte Innenfläche der Kühlplatte 28 ist der Topographie der mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterkarte 27 so angepaßt, daß ein nur geringer Zwischenraum zwischen der Kühlplatte 28 und der Bauteiloberseite verbleibt. Dieser Zwischenraum ist mit elastischen, gut wärmeleitenden Isolationsmatten 41 ausgefüllt, so daß wiederum ein konduktiver Wärmetransport hergestellt wird, und zwar von der Bauteiloberseite zu der Kühlplatte 28. Die Isolationsmatten 41, die im Bereich der Bimetallschalter 39 ausgespart sind, sind in Fig. 6 zu sehen.To control the heating power of the heating elements 29 , 16 temperature sensors and electrical switches are arranged in the cassette, which connect the supply lines 37 to the heating elements 29 with a power source or separate them. The control of the electrical switches can be carried out by a central control unit, to which the electrical output signals of the temperature sensors are fed and which switches the heating elements 29 on or off together or individually in accordance with a required temperature to be set. In the exemplary embodiment of the cassette 16 described , the temperature sensors and electrical switches are combined to form a total of three bimetal switches 39 with different response thresholds ( FIG. 6). Each of these bimetallic switches 39 controls one of the heating elements 29 , for which purpose the bimetallic switches 39 are connected via lines 40 to one of the plugs 19 on the cassette side. The electrical connection between the power source, bimetallic switches 39 and heating elements 29 is established by a suitable connection of the plug 19 in FIG. 5 and the plug 19 in FIG. 6 with a mating plug on the housing side. The bimetallic switches 39 are fastened on the underside of the cooling plate 28 facing the printed circuit board 27 . The cooling plate 28 is constructed in accordance with the topography of the printed circuit board 27 , the cooling fins 281 being designed in accordance with the requirements of the individual electronic components on each printed circuit board 27 . If there is an increased cooling requirement, the cooling fins 281 can also be replaced by cooling needles. The inner surface of the cooling plate 28 facing away from the cooling fins 281 is adapted to the topography of the printed circuit board 27 equipped with electronic components such that there is only a small gap between the cooling plate 28 and the top of the component. This intermediate space is filled with elastic, good heat-conducting insulation mats 41 , so that in turn a conductive heat transfer is produced, from the top of the component to the cooling plate 28 . The insulation mats 41 , which are recessed in the area of the bimetal switch 39 , can be seen in FIG. 6.

Zur Verbesserung des Wärmetransports von der bauteilbestückten Leiterkarte 27 zum Rahmen 26 bzw. zur Kühlplatte 28 sind sog. Kühlfinger 42 vorgesehen, wie sie in Fig. 4 zu sehen sind. Diese Kühlfinger 42 ragen in noch vorhandene, nicht von den Isolationsmatten 41 ausgefüllte Zwischenräume zwischen den Elektronikbauteilen hinein, die häufig dann entstehen, wenn die Leiterkarten 27 mit Zusatzleiterkarten, sog. "piggybacks" bestückt werden. Jeder Kühlfinger 42 besteht aus einem Aluminiumblech, das beidseitig mit einem elastischen, sehr gut wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Material beschichtet ist. Die Kühlfinger 42 sind an den Rahmen 26, der ebenfalls aus sehr gut wärmeleitendem Material besteht, mittels Schrauben 43 befestigt.To improve the heat transport from the component-equipped circuit board 27 to the frame 26 or to the cooling plate 28 , so-called cooling fingers 42 are provided, as can be seen in FIG. 4. These cooling fingers 42 protrude into still existing gaps between the electronic components which are not filled by the insulation mats 41 and which often arise when the printed circuit boards 27 are equipped with additional printed circuit boards, so-called "piggybacks". Each cooling finger 42 consists of an aluminum sheet which is coated on both sides with an elastic, very good heat-conducting, electrically insulating material. The cooling fingers 42 are fastened to the frame 26 , which also consists of very good heat-conducting material, by means of screws 43 .

Claims

1. Electronic device for use in military land vehicles, with a housing ( 10 ) and a plurality of interchangeably accommodated circuit cards ( 22 , 27 ) packed in a cassette ( 16 ), which are equipped with electronic components and through openings ( 31 ) in the cassette ( 16 ) have accessible plugs ( 19 ) for making electrical plug connections with mating plugs on the housing, characterized in that the cassettes ( 16 ) each consist of a frame ( 26 ) made of a good heat-conducting material, which can be inserted into the housing ( 10 ) the frame ( 26 ) on the component-equipped side of the printed circuit board with a sealing plate ( 28 ) with externally molded cooling fins ( 281 ) and a frame ( 26 ) on the other side of the printed circuit board ( 27 ) with a heating element ( 30 ) with heating elements ( 29 ) exists and that in the electrical leads of the heating elements ( 29 ) by means of temperature sensors controlled electrical switches are arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Temperature sensors, temperature-dependent, electrical Output signals and output on one the electrical switch controlling control unit are connected.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature sensors and electronic switches are combined to form bimetallic switches ( 39 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the openings ( 31 ) for access to the circuit board-side connectors ( 19 ) in the frame ( 26 ) are arranged on opposite sides.

5. Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element ( 30 ) from a base plate ( 35 ) which can be screwed onto the frame ( 26 ) and an insulating body ( 36 ), preferably via supports, is fastened to the base plate ( 35 ) ) consists of poorly heat-conducting material and that several heating elements ( 29 ) designed as heating foils are glued to the surface of the insulating body ( 36 ) facing away from the base plate ( 35 ).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that between the heating foils (heating elements 29 ) and the circuit board ( 27 ) an intermediate layer ( 38 ) made of an elastic, good heat-conducting, electrically insulating material is inserted, which is attached to the heating foils (heating elements 29 ) and presses against the circuit board ( 27 ).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the temperature sensors and the electrical switch (bimetallic switch 39 ) for the heating elements ( 29 ) on the component-equipped side of the circuit board ( 27 ) facing the inner surface of the cooling plate ( 28 ) are arranged .

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in spaces on the component-equipped side of the circuit board ( 27 ) cooling fingers ( 42 ) from a sheet metal coated with elastic, good heat-conducting, electrically insulating material, preferably aluminum sheet, protrude with the frame ( 26 ) thermally conductive, for. B. are connected by screws ( 43 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that on opposite frame sides ( 262 ) of the frame ( 26 ) which are perpendicular to the openings ( 31 ) supporting frame sides ( 261 ), wedge locks ( 33 ) made of good heat-conducting Material for guiding and fixing the frame ( 26 ) on the top and bottom of the housing ( 10 ) are provided.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that around the slot-shaped openings ( 31 ) in the frame sides ( 261 ) electrically conductive seals ( 32 ) are arranged, which on the housing-side mating connector surrounding wall parts of the housing ( 10 ) press on.

11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the wedge locks ( 33 ) are designed such that they are supported on the end face on a wall part surrounding the housing-side mating connector and, when released, move the frame ( 26 ) as far as possible in the housing ( 10 ), that the circuit board-side connector ( 19 ) are pushed out of the housing-side mating connector.