DE19931908C2 - Elektronische Anlage - Google Patents

Abstract

Eine elektronische Anlage mit einem Modulträger (1) und daran elektrisch und mechanisch anbringbaren Modulen (19, 23) weist zumindest einen, vorzugsweise mehrere nebeneinander angeordnete Anschluß- oder Schnittstellen (9) auf. An derartigen Anschluß- oder Schnittstellen (9) ist jeweils ein Modul (19) elektrisch anschließbar. Eine Verbesserung der elektronischen Anlage wird durch folgende weitere Merkmale erzielt: DOLLAR A - an der Schnittstelle (9) ist ein Schnittstellenadapter (37) anschließbar, DOLLAR A - der Schnittstellenadapter (37) weist einen Gegenanschluß (41) und zwei Sekundärschnittstellen (39') auf, die versetzt zueinander liegen und funktionsrichtig mit dem an der Schnittstelle (9) des Modulträgers (1) anschließbaren Gegenanschluß (41) elektrisch verbunden sind, DOLLAR A - am Modulträger (1) ist ein Adapterrahmen (27) befestigbar, und DOLLAR A - am Adapterrahmen (27) ist an einer der beiden Sekundärschnittstellen (39) ein Halbmodul (23) oder an beiden Sekundärschnittstellen (39) zwei Halbmodule (23) anschließbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Anlage mit einem Modulträger und darauf montier- und elektrisch an­ schließbare Module nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere in der Breitbandkommunikationstechnik ist in den Kabelnetzen eine Vielzahl von Geräten, beispielsweise der Signalverstärkung und -aufbereitung sowie der Signal­ verteilung etc. dienende elektronische Geräte angeschlos­ sen. Entsprechende elektrische Anlagen umfassen dabei häufig einen sogenannten Modul- oder Baugruppenträger, der gehäuseartig aufgebaut ist und beispielsweise in seinem mittleren Bereich ein Anschlussfeld mit einer Vielzahl nebeneinander sitzender Bus-Schnittstellen umfaßt. Hier können nebeneinanderliegend in entsprechend genormten Gehäusen untergebrachte Einzelmodule mechanisch fixiert und elektrisch angeschlossen werden. Werden weitere Module benötigt, so können an freien Steckplätzen diese neuen Module untergebracht werden. Bei Bedarf können diese Module, beispielsweise wenn einzelne Module ausgefallen sind oder durch andere, funktionsbessere Module ersetzt werden sollen, problemlos ausgebaut und entsprechend neue Module eingebaut werden.

Da die Module üblicherweise eine nicht zu vernachlässigen­ de Wärme erzeugen, muß auch sichergestellt werden, dass diese Wärme nach außen abgeführt werden kann. Dazu ist üblicherweise die rückwärtige Wand des Baugruppen- oder Modulträgers als Kühlwand ausgebildet, wobei an der Außen­ seite der Wand eine Vielzahl von geeigneten Kühlrippen vorgesehen sind. Im montierten Zustand berührt dabei die rückwärtige Steckwand der einzelnen Module benachbart zur Schnittstelle jeweils die rückwärtige Baugruppenträger­ wand, um hier einen unmittelbaren Wärmetransport nach außen hin zu garantieren.

Im Hinblick auf das ständig wachsende Breitbandkommunika­ tionsnetz reichen aber häufig die bisherigen Baugruppen­ träger von ihrer Größe her nicht mehr aus, um eine ent­ sprechend hohe Anzahl von einzelnen Baukomponenten und Modulen aufzunehmen. In einem solchen Fall verbleibt nur die Möglichkeit einen bisherigen Baugruppenträger durch einen größeren zu ersetzen oder einen weiteren Baugruppen­ träger benachbart zum ersten zu montieren, was insgesamt sehr aufwendig ist.

Eine elektronische Anlage mit einem Modulträger und auf dem Modulträger mechanisch/elektrisch befestig- bzw. an­ schließbaren Modulen ist grundsätzlich aus der DE 196 09 887 C1 bekannt geworden. Es handelt sich dabei um ein insbesondere für die Datenverarbeitung geeignetes Gerät mit einem quaderförmigen, metallischen Rahmen zur Aufnahme von Geräteeinschüben. An der Rückseite sind Stecker ausge­ bildet, um die Geräteeinschübe an eine Geräterückwand mit entsprechenden Schnittstellen und Adaptern zu kontaktie­ ren.

Eine insoweit vergleichbare Anordnung ist grundsätzlich auch aus der US 5 062 801 bekannt geworden.

Entsprechende boxenartige Modulträger mit einer Schnitt­ stelleneinrichtung an der Rückseite des Modulträgers zur Aufnahme von Einsteckkarten ist ferner auch aus der US 4,179,724 bekannt geworden.

Häufig handelt es sich jedoch bei in einem Modulträger unterzubringenden Modulen nicht nur um kartenähnliche Steckmodule, wie sie häufig in der Computertechnik zum Einsatz kommen, sondern um Modulträger, die mit einer in Steckrichtung rückwärtigen Wand versehen sind, die gleich­ zeitig auch zur Ableitung der im Betrieb entstehenden Wärme und Hitze von dem Modul auf die als Kühlwand dienen­ de Rückwand des Modulträgers fungiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher eine verbesserte elektronische Anlage zu schaffen, die eine verbesserte mechanische Befestigung und Anbringung eines Moduls an einem Modulträger erlaubt, insbesondere auch deshalb, um die auf dem Modulträger bei Betrieb entstehen­ de Wärme und Hitze besser auf die als Kühlwand dienende Rückwand des Modulträgers abzuleiten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An­ spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es muss nunmehr als völlig überraschend bezeichnet werden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung es nunmehr möglich geworden ist, dass unter Verwendung eines Adapterrahmens, der an dem Modulträger angebracht wird, nicht nur ein entsprechend zuschaltbares Modul gehalten wird, sondern dass dabei der Adapterrahmen gleichzeitig in Steck- und Verankerungsrichtung als Vorspanneinrichtung dient. Durch diesen als Vorspanneinrichtung wirkenden Adapterrahmen wird es möglich, dass die Einzelmodule unter Erzeugung einer Vorspannkraft an der Rückwand des Modulträgers an­ gepresst gehalten werden. Dadurch lässt sich wiederum die gewünschte optimale Wärmeabfuhr und Kühlung der Einzelmo­ dule realisieren.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung wird dies dadurch möglich, dass das jeweilige Modul bevorzugt mittels Schrauben am Adapterrahmen so befestigt ist, dass diese Befestigungsschrauben versetzt liegen zu denjenigen Schrauben oder Befestigungsmitteln, mit denen der Adapterrahmen am Modulträger befestigt ist. Nach An­ lage der rückwärtigen Einsteckwand an der bevorzugt als Kühlwand dienenden angrenzenden Wand des Modulträgers kann dann nämlich bei weiterem Festziehen der Befestigungs­ schrauben bewirkt werden, dass sich der Adapterrahmen zumindest teilweise geringfügig von der rückwärtigen Seite des Modulträgers abhebt und durchgebogen wird und dabei die gewünschten Vorspannkräfte erzeugt, mit denen das betreffende Modul in Richtung auf die rückwärtige Wand des Modulträgers vorgepresst wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläu­ tert. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht einen Baugruppen- oder Modulträger bei abgenom­ menem Deckel;

Fig. 2 eine schematische Längsquerschnittdarstel­ lung längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung auf einen erfin­ dungsgemäßen Adapterrahmen und einem er­ sten eingesteckten Einzelmodul und einem zweiten Einzelmodul im noch uneinge­ steckten Zustand;

Fig. 5 eine Stirnseitenansicht auf das Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 3;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 3 mit nur einem links eingesteckten Einzelmodul;

Fig. 6 eine zu Fig. 3 entsprechende Darstellung zur Verdeutlichung weitere Details; und

Fig. 7 eine zu Fig. 5 entsprechende Darstellung zur Erläuterung weiterer Einzelheiten.

In Fig. 1 und 2 ist in schematischer Draufsicht bzw. in Längsschnittdarstellung ein Baugruppenträger 1 gezeigt, der nachfolgend auch kurz als Modulträger 1 bezeichnet wird. Dieser Modulträger 1 ist kasten- oder gehäuseförmig gestaltet. Ein am Öffnungs- oder Flanschrand 3 aufzuset­ zender und den Modulträger 1 dadurch verschließbare Gehäu­ sedeckel ist nicht dargestellt.

Der Modulträger 1 umfaßt eine Rück- oder Kühlwand 5 mit gehäußenaußenseitigen Kühlrippen 6, wobei in Mittellängs­ richtung der Kühl- oder Rückwand 5 ein Anschlussfeld 7 mit einer Vielzahl von nebeneinander vorgesehenen Anschluss- oder Schnittstellen 9 ausgebildet ist.

Das Anschlussfeld 7 mit seinen einzelnen Anschluss- und Schnittstellen 9 ist gegenüber der rückwärtigen Kontakt­ ebene 5' der rückwärtigen Kühlwand 5 tieferliegend an­ geordnet, so dass in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 nur die über die Kontaktebene 5' überstehende Ansätze 13 mit den darin bis in die Kühlwand 5 hineinlaufenden Boh­ rungen 15 ersichtlich sind, die am oberen und unteren Rand 3' jeweils seitlich versetzt zum Anschlussfeld 7 ausge­ bildet sind, und die der Befestigung der einzelnen Module dienen.

Für jede Anschluss- oder Schnittstelle 9 und den darüber und darunter befindlichen Raum wird dadurch ein Anschluss­ bereich 17 zum Anschluss eines kastenförmig gestalteten Modules definiert, weil in der Querschnittdarstellung gemäß Fig. 2 nur ein derartiges herkömmliches Modul 19 eingezeichnet ist. Dieses Modul 19 erstreckt sich mit seiner Gehäusewand praktisch über die gesamte Breite (Höhe des Modulträgers 1, also bis in den Bereich der jeweils gegenüberliegend benachbart zu den beiden Seitenwänden 21 des Gehäuses des Baugruppenträgers 1 vorgesehenen Bohrun­ gen 15, wo ein derartiges Modul 19 angeschraubt und be­ festigt werden kann. Die Rückwand eines derartigen Moduls liegt dann in dem in Fig. 1 schraffiert gezeichneten Auflagebereich 5" der Kontaktebene 5' der rückwärtigen Kühlwand 5 an, worüber ein guter Wärmefluß nach außen hin sichergestellt werden kann.

Der erläuterte Modulträger 1 kann mit einer Vielzahl der­ artiger Module 19 an entsprechenden Anschlussbereichen 17 ausgestattet sein.

Alternativ oder ergänzend kann an den Anschlussbereichen 17 aber auch, d. h. zumindest an einzelnen oder aber auch an allen Anschlussbereichen 17 mittels der nachfolgend erörterten Einrichtungen anstelle eines herkömmlichen einzelnen Moduls 19 zwei neue kleiner dimensionierte Modu­ le 23 angeschlossen werden, die nachfolgend teilweise auch als Halbmodule 23 bezeichnet werden.

Wie aus den Fig. 3 ff. zu ersehen ist, wird anstelle eines herkömmlichen Moduls 19 an einen entsprechenden Anschlussbereich 17 ein Adapterrahmen 27 angebracht, der aus einem umlaufenden, nach oben und unten hin offenen Rahmen besteht, also nur zwei Seitenlängswandabschnitte 27' und zwei Stirnseitenwandabschnitte 27" umfaßt. Die Größe dieses Rahmens ist in Steckrichtung betrachtet be­ vorzugt so bemessen, dass er in etwa der Größe, d. h. der Länge und Breite der herkömmlichen Module 19 entspricht.

An den Stellen, an denen üblicherweise die herkömmlichen Module mittels Schrauben an den Bohrungen 15 im Modulträger 1 befestigt werden können, sind an dem Adapterrah­ men 27 entsprechende Ansätze 31 ausgebildet, und zwar mit zu den Bohrungen 15 fluchtenden Bohrungen 33. Durch ent­ sprechende Schrauben 35 kann der so gebildete Adapterrah­ men 27 an einem Anschlussbereich 17 durch die bereits im Modulträger 1 vorgesehenen Bohrungen 15 ohne weitere Ver­ änderungsmaßnahme befestigt und angebracht werden.

Auf eine betreffende am Anschlussfeld 7 vorgesehene Schnittstelle 9 ist nunmehr ferner ein Schnittstellenadap­ ter 37 anschließbar, der einen Gegenstecker 41 zur elek­ trischen Verbindung mit dem Anschluss 9, und ferner noch zwei Sekundärschnittstellen 39 auf, die in Steckrichtung zumindest geringfügig zur primären Schnittstelle 9 ver­ setzt liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Sekundärschnittstellen 39 zudem in Längsrichtung 40 des Adapterrahmens 27 geringfügig versetzt liegend an­ geordnet. In der Darstellung gemäß Fig. 3 und 4 ist dabei angedeutet und insbesondere in Fig. 6 und 7 deutlich sichtbar, dass der Schnittstellenadapter 37 neben einen an dem Anschluss 9 aufsteckbaren Gegenstecker 41 eine Leiter­ platine 43 umfaßt, auf welche die beiden Sekundäranschlüs­ se 45 unter Bildung der beiden Sekundärschnittstellen 39 punktsymmetrisch zum Mittelpunkt der primären Schnitt­ stelle 9 versetzt zueinander zu liegen kommen. Die beiden Sekundäranschlüsse 45 sind dabei funktionsrichtig so mit dem Gegenstecker 41 elektrisch verbunden und mit entspre­ chenden elektrischen Baugruppen und Komponenten auf der Leiterplatine 43 ausgestattet, dass nunmehr an jedem Se­ kundärAnschluss 45 ein entsprechendes Halbmodul 23 funk­ tionstüchtig angeschlossen werden kann.

In Fig. 3 und 4 sind dabei in der einen Hälfte des Adapterrahmens 27 ein erstes Halbmodul 23 bereits elek­ trisch angeschlossen und montiert, wobei in Fig. 3 rechtsliegend ein zweites Halbmodul 23 noch vor der Monta­ ge im Adapterrahmen 27 gezeigt ist.

Jedes der Halbmodule 23 umfaßt dabei in Längsrichtung 40 des Adapterrahmens 27 und damit auch in Längsrichtung 40 des Halbmoduls 23 versetzt liegend zwei Schrauben 47 auf, die das Halbmodulgehäuse 23' durchragen und an einem nach innen zurückspringenden Stufenabsatz 23" des Halbmodul­ gehäuses 23' nach unten überstehen. Im montierten Zustand greifen dann die eindrehbaren Gewindeschrauben 47 zum einen in ein Mutterngewinde 49 im Adapterrahmen 27 ein, das zum einen jeweils im Ansatz 31 benachbart zur Bohrung 33 vorgesehen ist (wobei die Bohrung 33 von Schrauben durchsetzt werden, die den Adapterrahmen 27 am Modulträger 1 fixieren), und zum anderen in ein weiteres Muttergewinde 51, welches etwa benachbart zur Mittelquerebene 53 jeweils am Seitenlängswandabschnitt 27' des Adapterrahmens 27 ausgebildet ist.

Die Halbgehäuse sind zudem in Steckrichtung in ihrer Bewe­ gungsbahn relativ zu den Sekundärschnittstellen 39 liegend nicht nur mit einer entsprechenden Gehäuseausnehmung 57 versehen, sondern weisen an jener Stelle zudem entspre­ chende Sekundär-Gegenstecker 59 auf, die zu den Halbmodu­ len 23 gehören, wobei in der Darstellung gemäß Fig. 6 teilweise unter Weglassung des Gehäuses der für das dort wiedergegebene linke Halbmodul vorgesehene Sekundär-Ge­ genstecker 59 sichtbar ist, der dort im eingesteckten Zustand in dem ihm zugeordneten SekundärAnschluss 45 ge­ zeigt ist.

Da der Adapterrahmen 27 im gezeigten Ausführungsbeispiel nur an seinen gegenüberliegenden Stirnseitenwandabschnit­ ten 27' mit dem Trägermodul 1 fest verbunden ist, zumin­ dest also die beiden Befestigungsstellen des Adapterrah­ mens 27 vergleichsweise weit in dessen Längsrichtung ver­ setzt zueinander liegen und die zugehörigen Halbmodule 23 demgegenüber zumindest mit einer Befestigungsschraube, nämlich ihrer benachbart zur Mittelquerebene 53 liegenden Befestigungsschraube allein oder zusätzlich an dem Adap­ terrahmen 27 befestigt werden, hat dies zur Folge, dass bei zunehmenden Festdrehen der entsprechenden Schraube 47, 47', wenn nämlich der untere Boden, d. h. die rückwärtige Anlagefläche 65 des Halbmoduls 23 an der Kontaktfläche 5' der Kühl- oder Rückwand 5 des Baugruppenträgers 1 anstößt, der Adapterrahmen 27 zumindest geringfügig weiter in Rich­ tung zugehöriges Halbmodul 23, also von der Kontaktfläche 5' weg zugespannt wird, mit der Folge, dass der Adapter­ rahmen 27 als Vorspanneinrichtung für das betreffende Halbmodul 23 dient. Über den so vorgespannten Adapterrah­ men 27 wird nämlich das Halbmodul 23 mit seiner rückwärti­ gen Anlagefläche 65 nunmehr vollflächig auf den Aufla­ gebereich 5" des Modulträgers 1 angepreßt gehalten, d. h. an den jeweils auf einer der beiden Seiten der Schnitt­ stelle 9 vorgesehenen Auflagebereich 5". Dadurch wird auch bei unterschiedlichen Temperaturbedingungen und bei tempe­ raturbedingten Materiallängenänderungen gleichwohl sicher gewährleistet, dass ein optimaler Wärmeübergang zwischen Halbmodul und Modulträger ermöglicht und aufrecht erhalten wird.

Durch die Aufteilung der Vorspannkraft auf je einen Sei­ tenarm des Adapterrahmens 27 für jeweils ein Halbmodul, gilt dies für jedes Halbmodul unabhängig davon, ob das gegenüberliegende Halbmodul montiert, gerade montiert wird oder nicht vorhanden ist.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass an den erläuterten Geräten in Form von Halbmodulen gegenüberlie­ gend zu ihrer Kontaktfläche dann bekannterweise übliche koaxiale Steckanschlüsse 71 vorgesehen sein können (Sei­ tendarstellung gemäß Fig. 3 und 6). Mit Bezugszeichen 73 sind in Fig. 3 und 6 wegdrückbare Auszugssicherungs­ bügel für Winkelstecker gekennzeichnet.

Claims (9)

1. Elektronische Anlage mit den folgenden Merkmalen

• - es ist ein Modulträger (1) vorgesehen
• - an dem Modulträger (1) sind Module (19, 23) mechanisch anbring- und elektrisch anschließbar,
• - der Modulträger (1) weist dazu zumindest eine und vor­ zugsweise mehrere nebeneinander angeordnete Anschluss- oder Schnittstellen (9) jeweils zum Anschluss eines Moduls (19, 23) auf,
• - es ist ferner eine mechanische Befestigungseinrichtung zur Befestigung der einzelnen Module (19, 23) am Modul­ träger (1) vorgesehen,
• - am Modulträger (1) ist ein Adapterrahmen (27) lösbar befestigt,
• - am Adapterrahmen (27) ist zumindest ein Halbmodul (23) anschließbar, wobei vorzugsweise zwei Halbmodule (23) vorgesehen sind,

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale

• - der Adapterrahmen (27) ist als Vorspanneinrichtung ausgebildet, und
• - das zumindest eine Halbmodul (23) ist an dem Adapter­ rahmen (27) so befestigbar, dass das Halbmodul (23) nach Anlage seiner rückwärtigen Anlagefläche (65) an einem Anschlag vorzugsweise in Form der Kontaktfläche (5') des Modulträgers (1) bei weiterer Feststellbewegung der Feststelleinrichtung (47') den Adapterrahmen (27) unter Erhöhung der Anpresskräfte des Halbmoduls (23) in Richtung Anschlag vorspannt.

2. Elektronische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Adapterrahmen (27) an versetzt liegen­ den Befestigungsstellen am Modulträger (1) befestigt ist, und dass die Feststelleinrichtung (47') zur Befestigung des Halbmoduls (23) am Adapterrahmen (27) zu den Befesti­ gungsstellen (15) des Adapterrahmens (27) am Modulträger (1) versetzt liegt.

3. Elektronische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterrahmen (27) in dessen Längsrichtung mittels versetzt liegenden Schrauben (15) am Modulträger (1) befestigt ist, und zwar unter Ausbildung eines dazwischen befindlichen vorspannbaren Abschnittes des Adapterrahmens (27), und dass das zumindest eine Halb­ modul (23) am Adapterrahmen (27) bevorzugt im mittleren Bereich zwischen den beiden Befestigungsstellen (15) des Adapterrahmens (27) am Modulträger (1) befestigbar ist.

4. Elektronische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterrahmen (27) in einem Bereich benachbart zu seinen gegenüberliegenden Stirnseiten am Modulträger (1) befestigt ist.

5. Elektronische Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterrahmen (27) nur in seinem mittleren Bereich am Modulträger (1) befestigt ist.

6. Elektronische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterrahmen (27) als umlaufender Rahmen ohne Boden ausgebildet ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass pro Halbmodul (23) ein auf die Größe des Halbmoduls abgestimmter Adapterrahmen (27) vorgesehen ist.

8. Elektronische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das eingebaute Halbmodul (23) mit seiner rückwärtigen Anlagefläche (65) vollflächig auf den Auflagebereich (5") des Modulträgers (1) mittels des vorspannbaren Adapterrahmens (27) angepresst gehalten ist.

9. Elektronische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (47') eine Schraubverbindung umfasst.