DE2015361B2 - Gestellanordnung fur elektrische oder elektronische Gerate - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät mit vorzugsweise auf plattenartigen Trägern angeordneten, thermisch hochbelasteten elektrischen Bauelementen sowie mit Kühileitungen für ein gasförmiges Kühlmedium, das unter Druck durch die Kühlleitungen strömt, wobei entsprechend der Anordnung der elektrischen Bauelemente geschlossene und an eine Druckgasquelle angeschlossene Kühlleitungen in unmittelbarer Nähe der Bauelemente verlegt und mit Aujitrittsöffnungen versehen sind, welche den einzelnen thermisch belasteten Bauelementen direkt zugeordnet und unmittelbar auf diese zugerichtet sind derart, daß das unter Druck aus der Austrittsöffniing ausströmende Kühlmedium das betreffende Bauelement an d«:r Auütrittsstelle umströmt.

Nach der amerikanischen Patentschrift 31 92 306 i»t es bekannt, elektrische Baugruppen in schubiadenartigen Kästen anzuordnen und diese in einem schrankartigen Gehäuse zu befestigen. Die Seitenwände des Gehäuses sind mit Luftaustrittsöffnungen versehen, durch welche Kühlluft in das Innere der schubladenartigen Kästen strömt Die öffnungen weisen unterschiedlis ehe Querschnitte und Häufung auf, wodurch die in den Kästen zusammengefaßten elektrischen Baugruppen mit unterschiedlicher Intensität gekühlt werden können. Da aber die Kühlluftleitungen an den Seitenwänien der Kästen enden, ist es nicht möglich, einzelne Bauelemente te individuell zu kühlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß der konstruktive Aufwand für die Zuführung des Kühlmediums verringert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die paarweise den einzelnen einschiebbaren Baugruppen zugeordneten Führungsschienen ein Hohlprofil besitzen und an eine Kühlluftquelle anschließbar sind, daß die Luftaustrittsöffnungen längs der Fühmngsnuten für die Baugruppen angeordnet sind und daß zusammen mit den Baugruppen oder davon getrennt Luftverteiler zwischen benachbarte Baugruppen einschiebbar sind, welche aus flachen und in Richtung der Luftaustrittsöffnungen offenen Behältern bestehen, welche auf den, den Baugruppen gegenüberliegenden Flächen perforiert sind.

Die Führungsmittel für die in ein Gestell einschiebbaren Baugruppen und die Mittel für die Zuführung des Kühlmediums bilden somit eine konstruktive Einheit wodurch eine kompakte, variable und übersichtliche Bauweise der Gestellanordnungen möglich ist Ohne besondere, weitere Mittel wird somit das Kühlmedium an die Stellen gebracht wo eine Kühlung von thermisch hochbelasteten elektrischen Bauelementen erforderlich ist In vorteilhafter Weise vermindert eine derartige kompakte Bauweise insbesondere die Strömungsgeräusche, die bei Kühlsystemen bekannter Art auftreten können. Durch das Einschieben von großflächigen, flachen Luftverteilern zwischen die Baugruppen entfällt

-ίο das Verlegen von einzelnen Kühlluftleitungen. Die Perforation ist dabei so ausgelegt daß sich die Luftaustrittsöffnungen unmittelbar gegenüber den thermisch hochbelasteten elektrischen Bauteilen befinden, so daß die Luftgeschwindigkeit am Bauteil und damit die erreichbare Wärmeübergangszahl einen hohen Wert erreicht Die Kühlluftmenge kann der jeweiligen Verlustleistung des elektrischen Bauteils durch unterschiedlich große Ai'strittsöffnungen am Luftverteiler angepaßt werden. Das Kühlmedium strömt somit von

so der Führungsschiene bzw. von dem Führungsblock durch die Luftaustrittsöffnungen zu den Luftverteilern und von dort unmittelbar zu den zu kühlenden elektrischen Bauteilen. Durch diese Luftverteiler wird ein Kühlsystem geschaffen, welches an die thermischen Verhältnisse innerhalb eines Gestelles angepaßt werden kann.

Vorzugsweise sind die Führungsschienen an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Luftaustrittsöffnungen versehen, so daß durch eine Führungsschiene gleichzeitig zwei benachbarte, z.B. untereinander liegende Baugruppen gekühlt werden können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist anstelle einzelner, in einer Gestellebene liegenden Führungsschienen ein einziger Führungsblock mi; einem Hohlprofil vorgesehen, welcher an zwei gegenüberliegenden Seiten mit einer Vielzahl zueinander paralleler Fühmngsnuten versehen ist. Auf diese V/eise wird eine noch weitere Vereinfachung der erfindungs-

gemäßen Gestellanordnung erreicht

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind einzelne Führungsschienen bzw. Führungsblöcke an eine Luftabsaugeinrichtung angeschlossen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen AusführungsbeispieL Es bedeutet

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles einer erfindungsgemäßen Gestellanordnung in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 eine Einzelheit aus der Darstellung gemäß

In der F i g. 1 ist ein Gestell angedeutet, welches aus einer Gestellrückwand 1 und Gestellholmen 2 und 3 besteht Mit 4 sind Führungsblöcke mit Hohlprofil bezeichnet welche jeweils einen Luftkanal 5 aufweisen. Diese Fiihningsblöcke 4 sind an zwei gegenüberliegenden Seiten mit einer Vielzahl von Führungsnuten 6 versehen, in weiche plattenartige elektrische Baugruppen 7 einschiebbar sind, weiche Baugruppen 7 mit elektrischen Bauelementen z. B. 8 bestückt sind, wie dies die abgebrochen dargestellte Baugruppe 'r deutlich zeigt Anstelle der das Gestell in seiner gesamten Breite durchziehenden Führungsblöcke 4 können selbstverständlich auch einzelne Führungsschienen-Paare pro Baugruppe vorgesehen sein, welche ebenfalls ein Hohlprofil besitzen. Wie die Figur weiterhin zeigt sind die Führungsblöcke 4 an zwei gegenüberliegenden Seiten mit längs der Führungsnuten 6 angeordneten Luftaustrittsöffnungen 9 versehen. Mit 10 ist eine Steckerleiste bezeichnet die an der Gestellrückwand 1 angeordnet ist und dem elektrischen Anschluß einer Baugruppe 7 dient

Mit 11 sind Luftverteiler bezeichnet die ebenso wie die Baugruppen 7 in die Führungsnuten 6 der Führungsblöcke 4 separat einschiebbar sind. Fig.2 zeigt einen derartigen Luftverteiler 11. Er besteht aus zwei der Ausdehnung der Baugruppen 7 entsprechend bemessenen Platten 12 und 13, die in Verbindung mit Distanzleisten 14 einen flachen und in Richtung der Luftaustrittsöffnungen 9 (Fig.l) beidseitig offenen Behälter bilden, welcher auf den, den Baugruppen 7 gegenüberliegenden Flächen perforiert ist Die Ausgestaltung dieser Perforation ist den jeweiligen Kühlbedingungen angepaßt Wie F i g. 1 zeigt, kann die Perforation aus mehr oder weniger großen Luftaustrittsöffnungen 15 bzw. 16 in Form von einfachen Bohrungen oder aus Luftaustrittsöffnungen 17 in Form von Düsen gebildet werden.

Die durch die Hohlprofile der Führungsblöcke 4 s gegebenen Luftkanäle 5 werden an eine an sich bekannte Kühlluftquelle, z.B. an eine Druckgasquelle oder an ein Gebläse angeschlossen. Dabei tritt die Kühlluft aus den Führungsblöcken 4 beidseitig durch die Austrittsöffnungen 9 aus in Richtung der Baugruppen 7

ίο und in Richtung der unten und oben offenen Luftverteiler 11.

In F i g. 2 soll dies durch Pfeile verdeutlicht werden. Aus den verschiedenen Luftverteilern 11 wiederum strömt die Kühlluft unmittelbar auf die zu kühlenden Bauelemente z.B. 8 zu. Die Luftaustrittsöffnungen 15 bzw. 16 bzw. 17 können diesen Bauelementen unmittelbar gegenüberliegen, so daß die Luftgeschwindigkeit am Bauelement und damit die erreichbare Wärmeübeigangszahl einen hohen Wert erreicht

Durch entsprechende Bemessung der Größe der Luftaustrittsöffnungen kann die Kühlliftmenge der

jeweiligen Verlustleistung des Bauelementes angepaßt werden.

Bei sehr niedrig belasteten Baugruppen oder

Bauelementen können die jeweiligen Luftaustrittsöffnungen τ, B. durch Knopfleisten verschlossen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Gestellanordnung können einzelne Führungsschienen bzw. im vorbeschriebenen Fall einzelne Führu/igsblöcke 4 an eine Luftabsaugeinrichtung angeschlossen sein. So kann z. B. bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 der obere Führungsblock 4 an eine Kühlluftquelle und der untere Führungsblock 4 an eine Luftabsaugeinrichtung an sich bekannter Art angeschlossen sein. Die Kühlluft wird also zunächst nach oben und unten zwischen die Baugruppen 7 eingeblasen und der durch die Verlustleistung der Bauelemente erwärmte Luftstrom wird an einer unmittelbar benachbarten Stelle, nämlich im unteren Führungsblock 4 wieder abgesaugt und aus dem

Gestell entfernt

Selbstverständlich kann die Reihenfolge der Baugruppen 7 und Luftverteiler 11 beliebig variiert werden. Ebenso ist es z. B. möglich, die Luftverteiler unmittelbar an den Baugruppen zu befestigen und zusammen mit diesen in das Gestell einzuschließen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Elektrisches Gerät mit vorzugsweise iiuf plattenartigen Trägern angeordneten, thermisich hochbelasteten elektrischen Bauelementen sowie mit KQhlleitungen für ein gasförmiges Kühlmedium, das unter Druck durch die Kühlleitungen strömt, wobei entsprechend der Anordnung der elektrischen Bauelemente geschlossene und an eine Druckg.isquelle angeschlossene Kühlleitungen in unmittelbarer Nähe der Bauelemente verlegt und mit Austrittsöffnungen versehen sind, weiche den einzelnen thermisch belasteten Bauelementen direkt zugeordnet und unmittelbar auf diese zugerichtet sind derart, daß das unter Druck aus eier Austrittsöffnung ausströmende Kühlmedium das betreffende Bauelement an der Austrittsstelle umströmt, nach Patent 1908825, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise den einzelnen einschiebbaren Baugruppen (7) zugeordneten Führungsschienen (Führungsfaiöcke 4) ein Hohiprofii besitzen und an eine Kühlluftquelle anschließbar sind, daß die Luftaustrittsöffnungen (9) längs der Fühmngsnuten (6) für die Baugruppen (7) angeordnet sind, und daß zusammen mit den Baugruppen ||7) oder davon getrennt Luftverteiler (11) zwischen benachbarte Baugruppen einschiebbar sind, welche aus flachen und in Richtung der Luftaustrittsöffnungen (9) offenen Behältern bestehen, welche auf den den Baugruppen (7) gegenüberliegenden Flächen perforiert sind

Z Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen an zwei gegenüberliegenden Seiten mit J uftaustrittsöffnungen (9) versehen sind

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einzelner, in einer Gestellebene liegenden Führungsschienen ein einziger Führungsblock (4) mit einem Hohlprofil vorgesehen ist, welcher an zwei gegenüberliegenden Seiten mit einer Vielzahl von zueinander parallelem Fühmngsnuten (6) versehen ist

4. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Führungsschienen bzw. Führungsblöcke (4) an eine Luftabsaugeinrichtung angeschlossen sind.