DE19851844A1 - Gehäuse zur Halterung von elektronischen Baugruppen auf Hutschienen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Halterung von elektronischen Baugruppen auf Hutschienen. DOLLAR A Dadurch, dass ein Gehäuse mit wenigstens einem darin aufgenommenen 19" Teileinschub vorgesehen wird, das wenigstens einen Halter zum Anschluss an eine Hutschiene aufweist und den Teileinschub im Wesentlichen vollständig umschließt, wird eine kompakte, leicht zu handhabende Einheit zur Verfügung gestellt, mit der 19" Teileinschübe leicht an Hutschienensystemen befestigt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Halterung von elektronischen Baugruppen auf Hut­ schienen.

Bekanntermaßen gibt es genormte Bauweisen für die Montage elektronischer Baugruppen. Ein solches DIN-normiertes System ist das in der industriellen Anwendung häufig verwen­ dete 19" (Zoll) System nach DIN IEC 60297-3.

Es sind 19" Baugruppenträger bekannt, die mehrere 19" Teileinschübe aufnehmen können. Unter Teileinschub im Sinne dieser Beschreibung soll eine 19" Baugruppe verstanden wer­ den, die insbesondere eine Europakarte oder eine ähnliche Karte, z. B. auch mit ihrem Ge­ häuse umfasst. Diese Teileinschübe können elektronische Funktionskarten, beispielsweise sogenannte Europakarten sein, die zusätzlich in einem Gehäuse angeordnet sein können. Diese Teileinschübe können elektronische Komponenten der unterschiedlichsten Art, z. B. Netzteile oder Signalverarbeitungsschaltungen umfassen.

In Fig. 1 ist ein solcher typischer 19" Baugruppenträger dargestellt. Der Baugruppenträger 1 besteht aus vier Rahmenteilen 2, die transversal oben und unten auf einem vorderen Ab­ schnitt bzw. einem hinteren Abschnitt des Baugruppenträgers 1 angeordnet sind und einem Paar Seitenplatten 3, die an den rechten bzw. linken Enden jedes Rahmenteils 2 befestigt sind, sowie einer rückwärtigen Platte 4, die am hinteren Abschnitt des Baugruppenträgers 1 angeordnet ist, um so einen Hexaeder zu bilden. Des Weiteren sind mehrere Führungs­ schienen 5 innerhalb der oberen und unteren Abschnitte der vier Rahmenteile 2 in regel­ mäßigen Abständen zwischen den Seitenplatten 3 angeordnet.

Mehrere Teileinschübe 6, die jeweils eine nicht sichtbar dargestellte Funktionskarte beinhal­ ten, werden lösbar in jeweils andere Führungsschienen 5 eingeführt, wobei die Teileinschü­ be 6 gleichmäßig zueinander beabstandet sind. Ein Teileinschub 6 umfasst ein Gehäuse 7, in welchem die Eurokarte integriert ist, eine Frontplatte 8 und H15-Steckverbinder 9, die mit je einem an der rückwärtigen Platte 4 angeordneten Gegenstecker 10 verbunden sind. Auf der Ober- und Unterseite des Teileinschubs 6 befinden sich Führungsleisten 11. Der Tei­ leinschub 6 wird durch Führen der Führungsleisten 11 entlang der Führungsschienen 5 in dem Baugruppenträger 1 montiert und durch Halteelemente 12 am Baugruppenträger 1 lösbar befestigt.

Die Führungen der 19" Teileinschübe haben ein normiertes Höhenmaß von z. B. 100 mm entsprechend dem Abstand der Führungen eines 19" Baugruppenträgers.

Alternativ zur 19" Technologie ist weiterhin das sog. Hutschienensystem zur Montage von elektronischen Baugruppen auf DIN-Tragschienen, sogenannten Hutschienen, in Schalt­ schränken, Maschinen oder anderen Systemen bekannt. Die hierfür entwickelten elektroni­ schen Komponenten weisen auf ihrer Rückseite Halterungen auf, mit denen sie an den we­ gen ihres hutartigen Querschnittes "Hutschienen" genannten Leisten befestigt werden. Um auch 19" Komponenten mit Hutschienensystemen verwenden zu können, wurden bereits Vorrichtungen zur Montage von 19" Teileinschüben auf Hutschienen mittels eines Adapters entwickelt.

Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei wird eine Montageplatte 13 verwen­ det, die auf ihrer Rückseite eine Haltevorrichtung aufweist, die dann an der ausschnittswei­ se dargestellten Hutschiene 14 befestigt werden kann. Die Montageplatte 13 dient als Be­ festigungsadapter und umfasst oben und unten Leisten 15, die eine dazwischen ange­ brachte Trägerplatte 16 überstehen und jeweils auf den Innenseiten Kartenführungsschie­ nen 17 haben, entlang derer der zu montierende 19" Teileinschub in die Montageplatte­ wanne 13 so eingesteckt werden kann, wie das bei 19" Systemen (Fig. 1) der Fall ist. Auf einem am rechten Ende der Trägerplatte 16 befindlichen Vorsprung 17 ist ein Gegenstec­ ker 18 befestigt, der so angeordnet ist, dass der Steckverbinder eines entlang der Füh­ rungsschienen 17 eingeführten Teileinschubs in den Gegenstecker 18 eingesteckt wird, so dass der Teileinschub über den Gegenstecker 18 mit anderen, externen Komponenten elektrisch verbunden werden kann.

Ein Nachteil dieses herkömmlichen Adaptersystems von 19" Teileinschüben an Hutschie­ nensystemen besteht allerdings darin, dass die Teileinschübe erste umständlich über Füh­ rungsschienen an einem externen Befestigungsadapter montiert werden müssen und die Vorrichtung somit keine kompakte, mechanisch robuste und einfach handhabbare Einheit darstellt, wie das an sich vom Anwender erwünscht wird. Ausserdem ist der bei dem ge­ schilderten System erforderliche Platzbedarf groß, weil die 19" Teileinschübe sich entlang der Hutschiene erstreckend gehalten werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber darin zu sehen, ein kompaktes, einheitliches System zur Montage von 19" Teileinschüben auf Hutschienen zur Verfügung zu stellen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteil­ hafte Ausführungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Dadurch, dass ein Gehäuse vorgesehen wird, mit wenigstens einem darin aufgenommenen 19" Teileinschub, wobei das Gehäuse wenigstens einen Halter zum Anschluss an eine Hut­ schiene aufweist und den Teileinschub im Wesentlichen vollständig umschließt, ist es mög­ lich, eine kompakte, mechanisch robuste und einfach handhabbare Einheit zur Montage von 19" Teileinschüben an Hutschienen zur Verfügung zu stellen.

Vorteilhafterweise umfassen die Teileinschübe im Allgemeinen Anschlussleitungen, die mit zumindest einem von außen durch das Gehäuse zugänglichen Anschlusselement wie z. B. einem Stecker-/Buchsenelement verbunden sind. Dadurch, dass ein leicht zugängliches Stecker-/Buchsenelement an dem Gehäuse angebracht ist, können auf einfache Weise elektrische Verbindungen zu anderen Komponenten verwirklicht werden, beispielsweise Verbindungen zum Stromzu- und -abführen im Falle von Netzteilen als Teileinschüben.

Wird der Halter auf einem dem Anschlusselement gegenüberliegenden Bereich des Ge­ häuses angebracht, kann das Gehäuse rückseitig an eine Hutschiene befestigt werden, während gleichzeitig die für eine externe elektrische Verbindung gedachten Stecker- /Buchsenelemente für den Anwender leicht zugänglich auf der Vorderseite vorhanden sind.

Um eine einfache, normgerechte Handhabung zu ermöglichen, sind die Anschlussleiter an den Teileinschüben dabei bevorzugt an DIN-normierte (DIN 41612), für 19" Teileinschübe übliche Steckverbinder angeschlossen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Adapter als Gegenstecker zu einem für 19" Teileinschübe üblichen Steckverbinder im Gehäuse befestigt, der zwischen Anschlussleiter und Anschlusselement angeordnet ist und zur elektrischen Verbindung dieser beiden Kom­ ponenten dient. Das Anbringen eines solchen, üblichen Adapters erlaubt den Einbau unter­ schiedlicher Teileinschübe in dem Gehäuse mit gleichem Adapter, da der normierte Adap­ ter ein einheitliches Interface für die elektrische Verbindung darstellt.

Besonders vorteilhaft wird der Steckverbinder direkt mit dem Adapter verbunden, z. B. durch Einstecken in diesen, wodurch ein besonders leicht handhabbares und kontaktsicheres Anbringen des Teileinschubs an dem im Gehäuse angebrachten Adapter gegeben ist.

Ist zusätzlich der Adapter auf einer im Gehäuse angeordneten Verbindungsleiterplatte be­ festigt, so hat man einen besonders stabilen mechanischen Aufbau und kann die Teilein­ schübe, die meist mit einem für 19" üblichen Steckverbinder ausgestattet sind, besonders leicht in dem Gehäuse montieren und austauschen.

Ein sehr vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dadurch, dass mehrere 19" Teileinschübe in dem Gehäuse angebracht werden. Die Teileinschübe können z. B. entlang ihrer Breitseite gestapelt in dem Gehäuse angeordnet werden. Auch dieses stapelbare Anbringen mehre­ rer Teileinschübe in einer kompakten Einheit ist mit den bekannten Montagetechniken nach Fig. 2 nicht möglich, da nach dieser Technik einzelne Teileinschübe nicht gestapelt, son­ dern nur nebeneinander angeordnet an der Hutschiene angebracht werden können und somit sehr viel Platz wegnehmen.

Bevorzugt sind dabei mehrere Teileinschübe mit einer einzigen Verbindungsleiterplatte verbunden, so dass es möglich ist, jeweils einen oder mehrere Teileinschübe mit minde­ stens einem Anschlusselement zur Erzeugung von gekoppelten elektrischen Leitungen zu verbinden.

Die Verbindungsleiterplatte kann dabei zusätzlich Verbindungsleitungen umfassen, die die Anschlussleitungen mehrerer Teileinschübe untereinander verbinden, so dass eine elektri­ sche Kopplung verschiedener Funktionskarten innerhalb des einen Gehäuses durchführbar ist.

Um die Teileinschübe in dem Gehäuse mechanisch stabil anzuordnen, können diese durch bekannte Befestigungselemente, z. B. durch Schraubelemente oder dergl. an der Gehäu­ sewand befestigt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen bekannten 19" Baugruppenträger mit mehreren 19" Teileinschüben,

Fig. 2 eine bekannte Vorrichtung zur Befestigung eines 19" Teileinschubes auf einer Hutschiene mittels eines Adapters,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Gehäuses in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine seitliche Ansicht auf das in Fig. 3 darge­ stellte Gehäuse,

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das in Fig. 3 dargestellte Gehäuse und

Fig. 6 in schematischer Darstellung ein Teil einer zweiten erfindungsgemäßen Vor­ richtung.

In Fig. 3 ist das Gehäuse eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels insge­ samt mit 19 bezeichnet. Das Gehäuse 19 umfasst im Wesentlichen quaderförmig angeord­ nete Gehäusewände 20. Die einzelnen Wände 20 sind aus Blech gefertigt, wobei zur Bil­ dung des Gehäuses 19 mehrere Wände 20 entweder aus einem Stück gefertigt oder durch Schweißen oder Schrauben oder andere bekannte Maßnahmen aneinander befestigt sind.

In einem im Folgenden zur Verdeutlichung verwendeten kartesischen Koordinatensystem erstrecken sich die vordere Wand 20c und die Rückwand 20b des Gehäuses 19 in YZ- Ebenen, die Ober- und Unterwand 20a und 20f in XY-Ebenen und die linke und rechte Wand 20d und 20e in XZ-Ebenen.

In der oberen Wand 20a und der unteren Wand 20f hat das Gehäuse Lüftungslöcher 21, ansonsten ist das Gehäuse 19 im Wesentlichen geschlossen und die gepunktet gezeichne­ ten Bauteile an sich von außen nicht sichtbar. Auf der Rückwand 20b des Gehäuses 19 kann ein nach der Patentschrift DE 196 46 696 C1 an sich bekannter Haltemechanismus 22 zum Befestigen des Gehäuses 19 auf einer nicht dargestellten Hutschiene angebracht sein.

Im Innern des Gehäuses 19 ist eine Verbindungsleiterplatte 23, die sich parallel zur Vor­ derwand 20c des Gehäuses 19 erstreckt, in der Nähe der vorderen Wand 20c in das Ge­ häuse 19 eingepasst. Am oberen Ende der vorderen, der vorderen Wand 20c zugewand­ ten Seite 24a der Verbindungsleiterplatte 23 ist ein Stecker 25 angebracht, dessen oberes Ende durch eine entsprechend geformte Öffnung 26 in der oberen Wand 20a teilweise aus dem Gehäuse 19 herausragt. Bei ansonsten im Wesentlichen geschlossenem Gehäuse 19 ist somit die obere Steckerleiste 27 des Steckers 25 von außen zugänglich.

Im Bereich der vorderen Wand 20c befindet sich weiterhin eine Öffnung 28 in der Unter­ wand 20f des Gehäuses 19, durch die eine Steckerleiste eines zweiten ebenfalls in einem unteren Bereich an der Verbindungsleiterplatte 23 befestigten Steckers 29 von außen zu­ gänglich ist. Etwa senkrecht zur Verbindungsleiterplatte 23 orientiert, ist im Gehäuse 19 als 19" Teileinschub eine Europakarte 30 angebracht. Die Karte 30 ist kann z. B. eine Netzteil­ karte sein, auf der verschiedene elektrische Komponenten, beispielhaft durch den Wider­ stand 31 dargestellt, angebracht und verschaltet sind. Die Karte könnte auch teilweise oder vollständig von einem zugehörigen Gehäuse umgeben sein.

Die Funktionskarte 30 hat in X-Richtung eine normierte Tiefe von 160 mm, in Z-Richtung eine normierte Höhe von 100 mm und eine Breite in Y-Richtung von etwa 3 mm, wobei ein­ zelne elektrische Komponenten 31 hervorragen. Die Karte 30 ist über zwei mechanische Abstandhalter 33 stabil im Gehäuse 19 montiert, wobei die mechanischen Abstandhalter 33 durch Schraubelemente 32 sowohl an der Karte 30 als auch an der linken Wand 20d des Gehäuses 19 befestigt sind.

In Fig. 3 nicht dargestellt, weist die Karte 30 an der der Verbindungsplatte 23 zugewand­ ten Stirnseite einen sich entlang der Z-Richtung erstreckenden, normierten H15- Steckverbinder auf. Dieser Steckverbinder steckt in einem auf der Rückseite 24b der Ver­ bindungsleiterplatte 23 angebrachten Gegenstecker und stellt eine elektrische Verbindung der Karte 30 mit dem von außen zugänglichen Anschlüssen der Stecker 25 und 29 dar. Im Falle einer Netzteilkarte 30 ist der Stecker 29 der elektrische Eingangsanschluss, während an der Steckerleiste 27 des Steckers 25 die elektrische Ausgangsspannung des Netzteiles abgegriffen werden.

Auf der Verbindungsleiterplatte 23 ist zusätzlich noch eine Lampe 34 angebracht, wobei das Leuchten der Lampe 34 durch einen entsprechend angebrachte Öffnung in der Vor­ derwand 20c des Gehäuses 19 von außen sichtbar ist.

Die Abmessungen des Gehäuses 19 sind im Wesentlichen dadurch bestimmt, dass die Verbindungsleiterplatte 23 und die daran befestigte 19"- Karte 30 aufgenommen werden können. Anstelle der Lüftungslöcher 21 können natürlich auch Kühlbleche im Inneren des Gehäuses 19 angebracht sein. Besteht die Seite 20d des Gehäuses 19 durch die die Schraubelemente 32 die Funktionskarte 30 im Inneren befestigen beispielsweise aus Alu­ minium, so kann eine Wärmeableitung der von den elektrischen Komponenten auf der Karte 30 erzeugten Wärme über die Schraubelemente 32 bzw. die Abstandhalter 33 zum Gehäuseäußeren erfolgen.

In Fig. 4 ist eine seitliche Ansicht auf die linke Seite des in Fig. 3 abgebildeten Gehäuses 19. Die linke Wand 20d des Gehäuses 19 nach Fig. 3 ist zur besseren Veranschaulichung nicht abgebildet, so dass das Innere des Gehäuses 19 zu erkennen ist. In Fig. 4 ist insbe­ sondere zu erkennen, dass auf der der Verbindungsleiterplatte 23 zugewandten Stirnseite der Funktionskarte 30 der normierte H15-Steckverbinder 35 angebracht ist. Dieser Steck­ verbinder 35 ist direkt in den Gegenstecker 36 eingesteckt, der auf der Rückseite 24b der Verbindungsleiterplatte 23 befestigt ist. Dieser Gegenstecker 36 wiederum ist mit den elek­ trischen Anschlüssen der von außen zugänglichen Stecker 25 und 29 verbunden. Ebenso führt eine elektrische Leitung zur Lampe 34, die den Betriebszustand des Teileinschubs 30 oder ähnliches anzeigt.

In Fig. 5 ist das in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Gehäuse 19 in einer schemati­ schen Draufsicht von oben dargestellt, wobei die obere Wand 20a des Gehäuses 19 nicht gezeichnet ist, um einen Einblick in das Innere des Gehäuses 19 zu ermöglichen. Insbe­ sondere in Fig. 5 wird deutlich, dass die Verbindungsleiterplatte 23 an den Seitenwänden 20d und 20e dicht anliegend im Innern des Gehäuses 19 befestigt ist. Zudem ist besonders deutlich zu erkennen, dass die Karte 30 mittels der Schraubelemente 32 durch die die Schraubelemente umgebenen mechanischen Abstandshalter 33 von der Wand 20d beab­ standet, an dieser befestigt ist.

In Fig. 6 ist ein Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels dargestellt, bei dem nur Teile des Innern des Gehäuses abgebildet und die Wände des Gehäuses nicht dargestellt sind. In Fig. 6 ist eine Verbindungsleiterplatte 23 dargestellt, die auf ihrer Vorderseite 24a wiederum oben und unten jeweils einen Stecker 25 und 29 hat. Auf der Rückseite 24b der Verbindungsleiterplatte 23 sind in diesem Fall zwei Adapter 36a und 36b angebracht. Diese Adapter 36a und 36b haben jeweils eine Anschlussleiste 37, die als Gegenstecker zu ei­ nem H15-Steckerverbinder ausgelegt ist. Mit dem Gegenstecker 36a ist ein solcher Steck­ verbinder 35 einer ersten Funktionskarte 30 verbunden, wobei der Steckverbinder 35 an der Stirnseite der Karte 30 angebracht ist. Auf der Funktionskarte 30 befindet sich z. B. eine Signalverarbeitungseinheit 31a, die Anschlussleitungen 38 hat, die mit dem Steckverbinder 35 elektrisch verbunden sind. Seitlich versetzt wird eine zweite Funktionskarte, die der Übersichtlichkeit halber nicht in Fig. 6 abgebildet ist, angeordnet und mit dem Adapter 36b verbunden. Von den Adaptern 36a bzw. 36b verlaufen Verbindungsleitungen 39 zu der Anschlussleiste 27 des Steckers 25. Ebenso verlaufen Signalleitungen 40 zu der An­ schlussleiste des zweiten Steckers 29.

Im Vergleich zur Verbindungsplatte 23 nach den Fig. 3 bis 5 ist bei der Verbindungsplat­ te 23 in Fig. 6 neben dem Stecker 25 ein weiterer Stecker 25a angebracht, dessen obere Anschlussleiste 27a durch eine in der Wand des Gehäuses 19 angebrachte Öffnung eben­ so wie die Stecker 27 bzw. 29 von außen zugänglich ist. Von dem zweiten Adapter 36b füh­ ren Signalleitungen 42 zu der Anschlussleiste 27a dieses zweiten Steckers 25a. Schließlich gibt es noch Signalleitungen 41 zwischen den beiden Adaptern 36a und 36b, die eine elek­ trische Verbindung der beiden Karten 30, die in den beiden Adaptern 36a und 36b befestigt werden, herstellen.

Alternativ wäre auch möglich, die Anschlussleitungen 38 direkt mit den Steckern 27, 27a, 29 zu verbinden, so dass die Adapter 36a, 36b und der Steckverbinder 35 nicht notwendig sind. Ebenso ist denkbar, nur den Steckverbinder 35 nicht vorzusehen und die Anschluss­ leiter 38 direkt mit dem Adaptern 36a, 36b der Verbindungsleiterplatte 23 zu verbinden. Wie bereits erwähnt, kann die Anzahl der Funktionskarten 30, der Adapter 36a, 36b und der von außen zugänglichen Stecker 25, 25a, 29 variieren, wobei je nach Anwendungsfall diese Bauelemente elektrisch miteinander verbunden sein können.

Es versteht sich auch, dass die Ausrichtung des Stapels der Teileinschübe parallel, senk­ recht hoch oder senkrecht quer zur Hutschiene sein kann.

Claims (11)

1. Gehäuse (19) mit wenigstens einem darin aufgenommenen 19-Zoll Teileinschub (30), das wenigstens einen Halter (22) zum Anschluss an eine Hutschiene (14) aufweist und den Teileinschub (30) im Wesentlichen vollständig umschließt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anschlussleitung (38) des Teileinschubs (30) mit mindestens einem von außen durch das Gehäuse (19) zugänglichen Anschlusselement wie z. B. ein Stecker­ /Buchsenelement (25, 25a, 29) elektrisch verbunden ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (22) in einem dem Anschlusselement (25, 25a, 29) gegenüberliegenden Bereich des Gehäuses (19) angeordnet ist.

4. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (38) mit einem an dem Teileinschub (30) angeordneten für 19" Tei­ leinschübe (30) üblichen Steckverbinder (35) verbunden ist.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Adapter (36, 36a, 36b) als Gegenstecker zu einem für 19" Teileinschübe (30) üblichen Steckverbinder (35) zwischen Anschlussleitung (38) und Anschlusselement (25, 25a, 29) zur elektrischen Verbindung der beiden angeordnet ist.

6. Gehäuse nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (35) direkt mit dem Adapter (36, 36a, 36b) verbunden ist.

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (25, 25a, 29) auf einer im Gehäuse (19) befestigten Verbindungslei­ terplatte (23) angeordnet ist.

8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (36, 36a, 36b) auf der Verbindungsleiterplatte (23) angeordnet ist.

9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere 19" Teileinschübe (30) vom Gehäuse (19) aufgenommen werden.

10. Gehäuse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Verbindungsleiterplatte (23) mehrere Teileinschübe (30) verbunden sind.

11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Teileinschub (30) über Schraubelemente (32) oder dergl. an dem Gehäuse (19) befe­ stigt ist.