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Die Erfindung betrifft ein Schutzgehäuse zur Aufnahme mindestens einer gekapselten Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine an das Schutzgehäuse angepasste Baugruppe hierfür gemäß Patentanspruchs 6.
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Schutzgehäuse für Baugruppen oder Geräte sind seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der
DD 272 939 A5 eine stationäre Vorrichtung zur Rotlicht- und Geschwindigkeitsüberwachung bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem am Einsatzort fest installierten Fühler in Form einer Induktionsschleife, einem Gehäuse, einem gehäusefesten Datenspeichermittel zur Speicherung der Parameter (Kennung des Einsatzortes, Zeitverzögerungen, Höchstgeschwindigkeiten oder lokalspezifische Ausschaltzeiten) und einem wahlweise in dem Gehäuse verwendbaren Einsatz für eine Aufnahmekamera mit einem Blitzlichtgerät und einer mit diesen verbundenen und an die Induktionsschleife anschließbaren Steuer- und Auswerteeinheit. Der Einsatz ist aus dem Gehäuse mittels zweier Handgriffe wahlweise herausziehbar und wiedereinsetzbar, wozu die Rückwand des Gehäuses wie eine Tür aufgeklappt werden kann. Es ist also möglich, mit einem solchen Einsatz mehrere stationär angebrachte Gehäuse wahlweise, also nach Bedarf oder in unregelmäßigem Turnus, zu bestücken.
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Weiterhin ist aus der
DE 1 036 976 B eine Masttransformatorstation bekannt, bei welcher ein Transformator üblicher Bauart, der auf einem am Mast befestigten Podest ruht, auf seinem Deckel ein Gehäuse trägt, das aus einem Untergestell und einem Tragrahmen mit Verkleidungsblechen besteht. Das Untergestell ist fest mit dem Deckel des Transformators verschraubt und auf ihm ist der Tragrahmen gelagert, der Freileitungsdurchführungen enthält. Damit bei Reparaturen an den Schaltgeräten oder dem Transformator das Gehäuse in seiner Gesamtheit entfernt werden kann, ist der Tragrahmen auf dem Untergestell schwenkbar und/oder verschiebbar gelagert. Der Tragrahmen ist allseitig durch Deckbleche verkleidet, die entweder schwenk-, verschieb- oder aber auch abschraubbar an diesem Tragrahmen befestigt sind und im geschlossenen Zustand das Innere des Gehäuses vollkommen vor Witterungseinflüssen schützen. Zur Überwachung der Schaltanlage sowie zum Auswechseln beschädigter Teile sind in den Deckblechen, z. B. auf den Seitenwänden oder an der Deckfläche des Gehäuses, verschließbare Öffnungen, beispielsweise Schwenk- oder Schiebetüren vorgesehen, die noch mit durch Glas oder Plexiglas od. dgl. durchsichtig abgedeckten Schauöffnungen versehen sein können. Alternativ kann das Gehäuse unter Fortfall des Tragrahmens, aus einer frei tragenden, aus einem Stück hergestellten Blechhaube bestehen und die Schutzabdeckung und das Gehäuse können aus anderen wetterfesten Werkstoffen (z. B. Isoliermaterial) hergestellt sein.
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Schließlich ist aus der
DE 1 881 174 U1 ein an einem Antennenmast zu befestigendes quaderförmiges Gehäuse bekannt, das aus einem kastenförmigen Grundteil sowie einem an diesem angelenkten Klappdeckel besteht und das zur Aufnahme von Filtern für die Verbindung mehrerer Antennen dient. Um zu verhindern, dass Regenwasser unter keinen Umständen in das Innere des Gehäuses gelangt, und damit ein, z. B. durch Wind verursachter Austausch der im Inneren des Gehäuses eingeschlossenen Luft gegen die gegebenenfalls Feuchtigkeit oder schädliche Gase enthaltende Außenluft weitgehend verhindert wird, hat der um eine waagerechte Achse schwenkbare Deckel an der oberen Kante und an den seitlichen Kanten etwa senkrecht auf der Deckelfläche stehende Ränder, die so breit sind, dass sie im geschlossenen Zustand mit geringem Abstand weit über die obere Wand und die beiden Seitenwände des Grundteiles übergreifen. In einem unteren Rand des Deckels bzw. in der unteren Wand des Grundteiles sind Durchlassöffnungen für die anzuschließenden Kabel vorgesehen. In der geschlossenen Lage wird der Deckel lediglich durch eine zwischen Grundteil und Deckel vorgesehene Rastung gehalten und auch für die geöffnete, etwa waagerechte, Lage des Deckels ist eine Rastung vorgesehen, damit beim Anschließen der Kabel das Gehäuse von selbst geöffnet bleibt. Die Rastmittel können aus auf den Innenflächen der seitlichen Ränder des Deckels angeordneten Nasen und aus auf den Außenflächen der Seitenwände des Grundteiles entsprechend der geöffneten und geschlossenen Lage des Deckels angeordneten Vertiefungen bzw. auch umgekehrt bestehen. Damit die Rastmittel bequem von der einen in die andere Lage überführt werden können, besitzen die Nasen in beiden Richtungen Abschrägungen und heben sich bei einem gewissen Drehmoment von selbst aus den ebenfalls mit Abschrägungen versehenen Vertiefungen ab sowie rasten nach Weiterschwenken des Deckels in die neue Lage wieder ein. Bei einem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse, bei dem die seitlichen Ränder des Deckels eine gewisse Biegeelastizität aufweisen, können zweckmäßigerweise die Nasen und Vertiefungen mit dem Deckel bzw. Grundteil mitangespritzt sein (bzw. umgekehrt). Weiterer Vorteil der Biegeelastizität der seitlichen Ränder des Deckels ist, dass man die Zapfen für die Schwenkachse einfach dadurch in die zugehörigen Löcher hineinführen kann, dass man die seitlichen Ränder des Deckels unter Ausnutzung ihrer Biegeelastizität genügend weit auseinanderspreizt und in diesem Zustand die seitlichen Ränder über die Stirnseiten der Zapfen schiebt. Damit der Regen nicht etwa auf dem Wege zwischen dem oberen Rand des Deckels und der oberen Wand des Grundteiles in das Innere des Gehäuses eindringt, fällt die obere Wand des Grundteiles und der obere Rand des Deckels nach rückwärts ab. In der unteren Partie des Gehäuses kann die Wettersicherheit vergrößert werden, wenn die am unteren Rand des Deckels vorgesehenen Durchlassöffnungen durch eine zur Deckelfläche etwa parallele und vor den Öffnungen liegende Leiste geschützt sind. Diese Durchlassöffnungen brauchen nicht besonders abgedichtet zu sein, da einerseits von unten her kein Regen in das Gehäuse eindringen kann und andererseits eine gewisse Entlüftung als Mittel gegen die Bildung von Kondenswasser erwünscht ist.
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Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind Schutzgehäuse für unterschiedliche Anwendungsfälle an sich bekannt; dabei wurde jedoch stets der Schutz vor Umwelteinflüssen, insbesondere Regen optimiert. Wenig Beachtung fand jedoch die im Schutzgehäuseinneren durch die Geräte entstehende Wärme und Maßnahmen diese Wärme möglichst direkt nach außen abzuführen. Deshalb fehlt in der Praxis ein Schutzgehäuse, welches kostengünstig herstellbar und einfach montierbar ist, welches zur Aufnahme, Montage und Schutz der integrierten Module/Geräte dient und welches ohne aktive Kühlung auch bei Sonneneinstrahlung eine besonders effektive Wärmeabfuhr gewährleistet. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Investitionsgüter herstellende Industrie als äußerst fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
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Der Erfindung liegt gegenüber den bekannten Schutzgehäusen die Aufgabe zugrunde, ein solches Schutzgehäuse und eine Baugruppe hierfür zur Verfügung zu stellen, welche kostengünstig herstellbar sind und welche eine besonders effektive Wärmeabfuhr gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Schutzgehäuse mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Trägerrahmen L-förmig gebogen und mit seitlichen Abkantungen zur Versteifung ausgestaltet ist, wobei der untere Schenkel als Tragplatte und der hochstehende Schenkel zur Befestigung an einer Wand oder an einem Mast dient, dass zur Erhöhung der Stabilität des Trägerrahmens an den seitlichen Abkantungen eine die beiden Schenkelenden miteinander verbindende Querstrebe angeordnet ist, dass zur Positionierung der Baugruppe in der Tragplatte eine erste Aussparung in welche ein Teilbereich des Baugruppengehäuses hineinragt – vorgesehen ist, dass zur Wärmeabführung aus dem Schutzgehäuse sowohl die Tragplatte eine zweite Aussparung als auch die drei Seitenwände und einen Deckel aufweisende Gehäusehaube in mindestens einer Seitenwand eine Öffnung aufweist und dass zur weiteren Positionierung und Fixierung der im Schutzgehäuse aufgenommenen Baugruppe oder Baugruppen eine durch Bohrungen in den beiden Querstreben verlaufende und durch eine Kombination von Ausnehmungen und Anformungen in Gehäuseboden, Gehäusedeckel und Seitenwand der Baugruppe durchschiebbare Stange vorgesehen ist. Die Ausbreitung von Wärme erfolgt durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Wärmeströmung (Konvektion).
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Wärmestrahlung ermöglicht auch die Abgabe von Wärme in das Vakuum, sie ist nur von der Temperatur des strahlenden Körpers abhängig und unabhängig von der Temperatur der Umgebung. Die Wärmestrahlung hängt von der Temperatur des Strahlers/Körpers und auch von der Beschaffenheit seiner Oberfläche ab. Wärmestrahlung erfolgt im Gegensatz zur Wärmeleitung auch dann, wenn der Körper die gleiche Temperatur hat wie seine Umgebung. So ist die spezifische Ausstrahlung einer blanken Fläche bei gleicher Temperatur kleiner als die einer schwarzen Fläche oder die einer hochglänzend polierten Fläche kleiner als die einer aufgerauten Fläche, wobei die Verhältnisse der spezifischen Ausstrahlung zum Absorptionsgrad von blanker und schwarzer Fläche einander gleich sind. Körper, die den Absorptionsgrad 1 besitzen, die also alle auffallende Strahlung absorbieren und vollständig in Wärme umwandeln, bezeichnet man als absolut schwarze Körper.
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Die Wärmeleitung erfolgt nur in der Materie, d. h. im Körper, und setzt in ihm ein Temperaturgefälle voraus. Wenn man einem Körper nicht an einer Stelle dauernd Wärme zuführt oder entnimmt, so gleichen sich alle Temperaturunterschiede in ihm mit der Zeit aus, und zwar durch einen Wärmestrom, der von höherer zu tieferer Temperatur fließt. Metalle sind relativ gute Wärmeleiter, beispielsweise Kupfer mit einer Wärmeleitfähigkeit von 240 ... 401 W/m·K im Temperaturbereich zwischen 0°C und 100°C oder Aluminium mit einer Wärmeleitfähigkeit von 236 W/m·K im Temperaturbereich zwischen 0°C und 200°C, während Kunststoffe in der Regel schlechtere Wärmeleiter sind (ca. zwei bis drei Größenordnungen schlechter). Der Wärmeübergang von einem Körper einer bestimmten Temperatur zu seiner Umgebung wird durch den Wärmeübergangswert beschrieben und der Wärmedurchgang durch einen Körper, beispielsweise eine Platte, beschreibt man durch den Wärmedurchgangswert. Der Wärmeübergangswert hängt, wie bereits vorstehend beschrieben, stark von der Oberflächenbeschaffenheit ab und der Wärmedurchgangswert von der Plattendicke.
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Das Schutzgehäuse gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, dass durch Anpassung an das Baugruppengehäuse auf überraschend einfache und kostengünstige Art und Weise eine besonders effektive Wärmeabfuhr gewährleistet ist, die eine passive Kühlung auch bei hoher Verlustleistung (200 W effektiv) erlaubt. Weiterhin weist das Schutzgehäuse den Vorteil auf, dass ein guter Schutz der im Schutzgehäuse befindlichen Baugruppen vor äußeren Einflüssen, insbesondere Sonneneinstrahlung und Regen, bewirkt wird.
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Weiterhin wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Baugruppe für ein Schutzgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gelöst, dass das Baugruppengehäuse aus miteinander verschraubbaren Gehäuseboden, Gehäusedeckel, zwei Seitenwänden, Frontplatte und Rückplatte besteht, dass alle Gehäuseteile zur Kühlung dienen, wobei mindestens ein Gehäuseteil hinter der zweiten Aussparung der Tragplatte angeordnete Kühlrippen besitzt, und dass auf der gegenüberliegenden Innenseite des Gehäuseteils in Teilbereichen Erhebungen und Senkungen angeordnet sind, welche an die Lage der Bauteile angepasst sind.
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Das Gesamtsystem erfüllt hohe Anforderungen in Bezug auf Lebensdauer, hohe Resistenz auch gegenüber extremen Umweltbedingungen (Temperatur, Nässe/Feuchtigkeit, Salzwasser), ist optimiert für passive Kühlung (lüfterlos, d. h. keine aktive Luftumwälzung im und außerhalb der Gehäuse) und ist fertigungsfreundlich (d. h. optimiert bezüglich Montagematerial und Anzahl der Teile).
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Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
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1 in Schrägansicht eine Ausführungsform des Schutzgehäuses mit geschlossener Gehäusehaube,
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2 in Schrägansicht den Trägerrahmen des Schutzgehäuses nach 1 und ohne Baugruppen,
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3 in Schrägansicht den Trägerrahmen nach 2 und mit montierten Baugruppen,
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4 in Schrägansicht die Montage zweier Schutzgehäuse nach 1 an einem Mast,
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5 in Seitenansicht das Schutzgehäuse nach 1 mit geöffneter Gehäusehaube,
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6 in Schrägansicht eine Ausführungsform des Baugruppengehäuses für ein Schutzgehäuse nach 1,
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7 in Explosionsdarstellung das Baugruppengehäuse nach 6,
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8 in Explosionsdarstellung eine weitere Ausführungsform des Baugruppengehäuses für ein Schutzgehäuse nach 1,
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9 in Explosionsdarstellung eine weitere Ausführungsform des Gehäuseboden und Gehäusedeckel mit daran angepassten Ausformungen für die Baugruppen,
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10 in Seitenansicht die Stirnseiten der Gehäuseplatten des Baugruppengehäuses nach 6 mit Vertiefungen für Dichtungsringe/-schnüre in Schrägansicht,
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11 in Seitenansicht Gehäuseboden und Gehäusedeckel mit „anliegenden” Baugruppen des Baugruppengehäuses nach 6,
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12 in Draufsicht den Gehäuseboden mit Kühlrippen des Baugruppengehäuses nach 6 und
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13a, b, c, d das Montagekonzept des N-Steckers an der Baugruppe/Frontplatte des Baugruppengehäuses nach 6.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Schutzgehäuses mit einer lösbaren Verbindung mittels Klemm-/Spreizverschluss zur Aufnahme mindestens einer daran angepassten gekapselten Baugruppe beschrieben. Prinzipiell ist das erfindungsgemäße Gehäuse für viele Anwendungsfälle geeignet, beispielsweise als Schutzgehäuse für Baugruppen eines Sekundärradarsystems. Die Zeichnungen 1 bis 13 zeigen im Detail Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gesamtsystems in Draufsicht bzw. in perspektivischer Darstellung.
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1 zeigt in Schrägansicht eine Ausführungsform des Schutzgehäuses mit geschlossener Gehäusehaube GH, welches bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform für die Aufnahme von zwei Modulen, beispielsweise einem Sendermodul und einem Empfängermodul oder einem Sendermodul und einem Batteriemodul oder einem Empfängermodul und einem Batteriemodul, ausgelegt ist. Die Gehäusehaube GH weist bei der in den Zeichnungen 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform drei Seitenwände GS1, GS2, GS3 und einen Deckel GD auf, wobei der Deckel GD gegenüber der Horizontalen beispielsweise um 15° geneigt ist (Schneelast, Regen) und wobei 5 in Seitenansicht das Schutzgehäuse nach 1 mit geöffneter Gehäusehaube GH zeigt. Bei einem praktisch realisierten Ausführungsbeispiel wiegen die Gehäusehaube GH ca. 11 kg und die Module jeweils weniger als 18 kg. Insbesondere ist die Gehäusehaube GH mittels Schraube mit Distanzhülse SDH am Trägerrahmen TR des Schutzgehäuses schwenkbar gelagert. Das Schutzgehäuse dient zur Aufnahme, Montage und Schutz der integrierten Module und bietet Schutz der integrierten Module vor direkter Sonneneinstrahlung, Nässe, Feuchtigkeit und Schmutz (z. B. Vogelkot) und ein zusätzlicher Schutz ergibt sich dabei insbesondere auch für die anzubindenden Stecker und Kabelanbindungen. Letzteres gilt unter anderem, da alle Kabel bzw. Buchsen der Baugruppengehäuse nach unten aus dem Schutzgehäuse geführt werden und so sowohl Buchse als auch die Stecker der Kabel sowohl vor oben genannten Einflüssen geschützt und als auch vor Beschädigungen sicher sind. Erfindungsgemäß ist, wie beispielsweise 2 und 3 zeigen, der Trägerrahmen TR des Schutzgehäuses L-förmig gebogen und mit seitlichen Abkantungen K zur Versteifung ausgestaltet, wobei der untere Schenkel S1 als Tragplatte und der hochstehende Schenkel S2 zur Befestigung an einer Wand oder an einem Mast dient (siehe 4). Zur Erhöhung der Stabilität des Trägerrahmens TR ist an den seitlichen Abkantungen K eine die beiden Schenkelenden miteinander verbindende Querstrebe Q angeordnet. Vorzugsweise ist in der Tragplatte S1 eine erste Aussparung Alvorgesehen, in welche ein Teilbereich des Baugruppengehäuses hineinragt und wodurch die Baugruppe, beispielsweise ein Sendermodul, positioniert ist.
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Zur Wärmeabführung aus dem Schutzgehäuse weist sowohl die Tragplatte S1 eine zweite Aussparung A2 als auch mindestens eine Seitenwand GS1, GS3 eine Öffnung Ö auf (siehe 1, 4 und 5). Schließlich ist zur weiteren Positionierung und Fixierung der im Schutzgehäuse aufgenommenen Baugruppe oder Baugruppen eine durch Bohrungen BZ in den beiden Querstreben Q verlaufende und durch eine Kombination von Ausnehmungen und Anformungen in Gehäuseboden GB, Gehäusedeckel GD und Seitenwand SW der Baugruppe durchschiebbare Stange ST vorgesehen (siehe 2 und 3).
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Die Stange ST ist multifunktional und dient einerseits zur Fixierung der integrierten Module. Hierzu wird die Stange ST nach Integration der Module durch darin vorgesehene Öffnungen durchgeschoben und sichert somit die Baugruppengehäuse gegen Herausfallen (siehe 3). Dabei wird die Stange ST im geschlossenen Zustand der Gehäusehaube GH von dieser überlappt, so dass ein Herausfallen der Stange ST verhindert wird. Die Stange ST kann (z. B. für Wartung) aus üblicher Position entfernt und in Wartungsposition gebracht werden. Dabei dient die Stange ST dann dazu, die Gehäusehaube GH für durchzuführende Arbeiten offen zu halten. Hierfür weisen die Querstreben Q neben den Bohrungen BZ für die Normalposition zwei weitere Bohrungen BA auf, durch welche die Stange ST hindurchführbar ist (siehe 3 und 5).
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Vorzugsweise ist die Stange ST zweiteilig ausgeführt, wobei die Stangenteile an einem Ende einen Kragen KA und am gegenüberliegenden anderen Ende ein form- oder kraftschlüssiges Verbindungsmittel V aufweisen, beispielsweise Rastmittel oder Schraubmittel mit Außengewinde und Aufnahme mit Innengewinde hierfür.
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Zur Sicherung der Seitenwände GS1, GS2, GS3 der Gehäusehaube GH gegen Winddruck weist die Seitenwand GS2 an der Kante eine Aussparung AF auf, welche durch ein Verbindungsmittel, beispielsweise ein Schraub- oder Rastmittel, benutzt wird, um die Seitenwand GS2 mit dem Trägerrahmen TR zu verbinden. Ferner sind vorzugsweise die Seitenwände GS1, GS2, GS3 und der Gehäusedeckel GD nicht reversibel, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, miteinander verbunden, damit die Konstruktion der Gehäusehaube GH die nötige Stabilität erhält, Witterungseinflüssen wie zum Beispiel Schnee, Regen oder Wind standzuhalten, und dabei gleichzeitig ein Schwingen der Einzelteile (”Flattern”) verhindert wird. Die Aussparung AS, die vorzugsweise jeweils einmal an den Seitenwänden GS1, GS3 vorzufinden ist, ist so ausgelegt, dass sie die Verbindungsstelle, an der die Querstrebe Q mit dem unteren Schenkel S1 des Trägerrahmens TR (z. B. durch Verschraubung) verbunden ist, ausspart.
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Damit kann die Gehäusehaube GH so ausgelegt werden, dass ihre Seitenwände GS1 und GS3 in geschlossenem Zustand der Haube eng an die Abkantungen K des Trägerrahmens anliegen, ohne dass ein Schließen der Gehäusehaube durch diese Verbindungsstelle (z. B. herausstehende Schraube) behindert wird. Die Aussparung AS dient somit der Reduktion der Außenmaße des Schutzgehäuses (→ geringerer Materialverbrauch, Gewichtsreduktion des Schutzgehäuses).
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Weiterhin weist der hochstehende Schenkel S2 des Trägerrahmens TR zwischen Seitenwand GS1 bzw. GS3 der Gehäusehaube GH und Schenkel S2 jeweils zueinander korrespondierende Sicherungsmittel SM1, SM2, beispielsweise Rastmittel auf. In einer bevorzugten Realisierung sind diese Sicherungsmittel besonders einfach und effektiv gelöst. Hierbei ist das Sicherungsmittel SM2 als eine einfache Aussparung im Blech an der Abkantung des Schenkels S2 realisiert (siehe 2). Das Sicherungsmittel SM1 wiederum ist dadurch realisiert, dass in der korrespondierenden Gehäusewand GS1, GS3 jeweils ein Blechstreifen an Ober- und Unterseite von der Gehäusewand losgelöst und innen nach hinten in Richtung des Gehäuseinneren gebogen wird. Dieses Sicherungsmittel SM1 wird beim Schließen der Haube automatisch in das Sicherungsmittel SM2 eingeführt, von diesem aufgespreizt und sorgt somit für eine kraftschlüssige Verbindung von Gehäusehaube GH und Trägerrahmen TR.
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In 6 bis 13 sind Ausführungsformen einer an das Schutzgehäuse angepassten, gekapselten Baugruppe dargestellt. Das Baugruppengehäuse besteht aus miteinander verschraubbaren Gehäuseboden GB, Gehäusedeckel GD, zwei Seitenwänden SW, Frontplatte FP und Rückplatte RP (siehe 7). Vorzugsweise dienen alle Gehäuseteile zur Kühlung, wobei zum optimalen Wärmeabtransport von den Bauteilen vorgesehen ist, dass die beiden Baugruppen jeweils mit ihrer Bauteilseite direkt am Gehäuseboden GB bzw. -deckel GD „liegen”. Bei der Ausführungsform nach 8 besitzt mindestens ein Gehäuseteil GD hinter der zweiten Aussparung A2 der Tragplatte S1 angeordnete Kühlrippen KR. Insbesondere kann eine Formung von Gehäuseboden GB bzw. -deckel GD vorgesehen werden, wobei auf der Innenseite des Gehäuseteils GD in Teilbereichen Erhebungen und Senkungen (z. B. durch Ausfräsung oder entsprechenden Spritzguss) angeordnet sind, welche an die Lage der Bauteile angepasst sind.
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Zur Herstellung des Kontakts zwischen Bauteil(en) und dem jeweiligen Gehäuseteil GB, GD sind zusätzliche Ausgleichsblöcke AB) (vorzugsweise aus Aluminium) vorgesehen. Zur einfachen Montage und zur Verbesserung der Wärmeleitung sind in der Platine der Baugruppe jeweils mehrere Schraubenlöcher, vorzugsweise drei, vorgesehen, welche zur Verschraubung der (bauteilbestückten) Platine mit dem Ausgleichsblock AB dienen und der Ausgleichsblock AB ist mit mehreren Schrauben, vorzugsweise drei, am jeweiligen Gehäuseteil GB, GD befestigt. Besitzt das anliegende Gehäuseteil Kühlrippen KR, so werden diese vorzugsweise auch zur Unterstützung der Schraubenfixierung verwendet. Dabei werden die Kühlrippen KR einerseits als „Schraubenhalter” verwendet, d. h. das erforderliche Innengewinde ist in breiteren Kühlrippen KRB angeordnet, so dass das Innengewinde tiefer realisierbar ist, wodurch eine bessere Fixierung möglich ist. Hierzu werden vorzugsweise an entsprechenden Stellen bei Bedarf einzelne Kühlrippen KRB auch breiter ausgeführt (z. B. durch Verzicht auf eine entsprechende Ausfräsung). Andererseits werden die Kühlrippen vorzugsweise auch als „Mutterhalter” verwendet, d. h. der Kühlrippenabstand ist so ausgelegt, dass eine zwischen Kühlrippen KR eingebrachte Mutter sich nicht mehr drehen lässt. Durch diese Verwendung als „Mutterhalter” ist eine einfachere Verschraubung möglich, da kein Werkzeug zum Kontern benötigt wird.
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Für die Realisierung der Ausgleichsblöcke AB bzw. deren Anbringung kommt insbesondere folgende Ausgestaltungsvariante zum Einsatz: In dieser Ausgestaltung werden die Ausgleichsblöcke AB auf Gehäuseboden GB bzw. Gehäusedeckel GD vorfixiert (z. B. verschraubt), im Weiteren wird dann die entsprechende Platine darauf fixiert (z. B. verschraubt).
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Die vorteilhafte Verwendung von Ausgleichsblöcken AB zum Wärmeübergang zwischen den Bauteilen auf der Baugruppe und dem Baugruppengehäuse mit der Möglichkeit der Fixierung der Ausgleichsblöcke an der Leiterplatte erlaubt in vorteilhafter Weise den Einsatz der gleichen Baugruppe alternativ sowohl im Baugruppengehäuse als auch in einem universellen Baugruppenträger, wobei im letzteren Fall die Fixierung einzelner Kühlkörper anstelle der Ausgleichsblöcke und die Entwärmung durch die Zwangsbelüftung des Baugruppenträgers erfolgen. Zusätzlich kann zwischen Bauteil und jeweiligen Gehäuseteil GB, GD und/oder zwischen Bauteil und Ausgleichsblock AB eine Materialunebenheiten und Abstand ausgleichende Masse, beispielsweise in Form von Wärmeleitpaste, Wärmeleitfolie, Wärmeleitpad oder Kunststofffolie (z. B. „Gap-Pad”) ggf. in mehreren Lagen eingebracht werden, wobei zur weiteren Verbesserung des Wärmetransports auf die Kunststofffolie zusätzliche Wärmeleitpaste WLP aufgetragen werden kann. Dabei können die eingebrachten Materialien folgenden Zwecken dienen:
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- • Toleranzausgleich
- • Verbesserung des Wärmetransports
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Die Dichtigkeit und der Feuchtigkeitsschutz für ein IP 67-Baugruppengehäuse wird wie folgt realisiert: Die Stirnseiten der Gehäuseplatten sind vorzugsweise zur Aufnahme eines umlaufenden Dichtungsrings (bzw. -schnur) DS ausgeprägt. Hierzu besitzen sie eine umlaufende Vertiefung/Kanal DK, in den ein Dichtungsring (DS) (ggf. aus mehreren Teilen bestehend, siehe 10) eingebracht werden kann. Dieser wird durch die dort anzubringende Front- oder Rückplatte FP, RP, die vorzugsweise mit einer entsprechenden Erhöhung im Material als Gegenstück zur umlaufenden Vertiefung des Dichtungsrings ausgestaltet ist, verpresst, wodurch die Dichtigkeit erzielt wird. Die Seitenteile SW und Gehäuseober- und Unterteil FP, RP sind analog dazu ebenfalls mit einer zusätzlichen umlaufenden Dichtungsschnur DS abgedichtet.
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Die Frontplatte FP des Baugruppengehäuses ist als U-Profil ausgeführt, welches in die erste Aussparung A1 der Tragplatte S1 hineinragt, wobei die Verbindungsschnittstellen und die anzubindenden Stecker und deren Kabelanschlüsse innerhalb des „U” liegen, so dass diese in Einbauposition in hohem Maße mechanisch und gegen Feuchtigkeit geschützt sind (siehe 8 und 13). In bevorzugter Einbauposition des Baugruppengehäuses ist dessen Frontplatte FP nach unten gerichtet, so dass Feuchtigkeit und Nässe (z. B. Regen, Tau) bestmöglich von den Verbindungsschnittstellen ferngehalten werden.
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Das Gehäuse ist so konzipiert, dass stehendes Wasser verhindert wird. Hierzu sind beispielsweise Schraubenvertiefungen SC auf Gehäuseaußenseite zum Rand hin durchgeführt, so dass eventuell sich anlagerndes Wasser abfließen kann (siehe 6). Überstehende Gehäusekanten AK verhindern die Anlagerung von Wasser an den Verbindungsstellen der Gehäuseteile und bilden somit eine sogenannte Abtropfkante aus (siehe 6). Das Gehäuse ist somit derart konzipiert, dass ein Eindringen von Feuchtigkeit und Nässe, das durch unterschiedlichste Bedingungen und Mechanismen (z. B. Kapillarkräfte, Unterdruck, Schwerkraft, Luftfeuchtigkeit) begünstigt wird, soweit möglich verhindert wird.
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In der Frontplatte FP sind vorzugsweise ein/mehrere Druckventile VE vorgesehen, die (z. B. temperaturbedingte) Luftdruckunterschiede zwischen dem Gehäuseinneren und Außen ausgleichen und dabei ein Eindringen von Feuchtigkeit ins Gehäuseinnere verhindern bzw. eine Abfuhr von Feuchtigkeit nach Außen begünstigen (siehe 6). Hierzu enthalten diese vorzugsweise eine spezielle Membran (ähnlich Goretex). Die Frontplatte FP ist vorzugsweise aus rostfreiem Edelstahl, der als zusätzliche Materialeigenschaft unter Salzwasseratmosphäre nicht korrodierend ist (rosten). Die restlichen Gehäuseteile sind aus Aluminium, die zum Schluss mit einer Schicht Lack (ähnlich Autolack mit Grundierung und Farbe) versiegelt werden, um sie vor Korrosion zu schützen. Ferner dient Aluminium der Gewichtsreduktion bei gleichbleibender Stabilität. In vorteilhafter Weise wird hierdurch eine hohe Resistenz gegen Umwelteinflüsse und Korrosion erreicht, da im Endeffekt der Lack die Fugen und Nahtstellen luftdicht abschließt.
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Das Montagekonzept des N-Steckers NP beim Empfängermodul ist in 13 dargestellt. Hierzu ist eine Alublock-RF-Halterung mit Frontplatte FP vorgesehen, wobei der N-Stecker nicht auf die Frontplatte FP montiert wird, sondern direkt mit einer Leiterplatte verbunden ist. Die Vorteile sind einfachere Fertigung und erhöhter Toleranzausgleich (hierzu trägt auch eine verwendete Dichtung bei, die zudem den Übergang zwischen Frontplatte FP, N-Stecker NP und Baugruppeninnerem wasserdicht verschließt). Am N-Stecker NP sind metallische Dreiecke (z. B. rostfreier Edelstahl) durch Verschraubung befestigt. Diese werden um den N-Stecker NP auf der Frontplatte FP angebracht, um eine gleichmäßigere Druckverteilung auf die Dichtungseinlage und somit eine höhere Dichtigkeit zu erreichen, wobei die Verschraubung weiterhin durch die Frontplatte FP, Dichtungseinlage, N-Steckerflansch und RF-Halterung erfolgt. Weiterhin wird eine Reduzierung der mechanischen Belastung von außen (über den N-Stecker NP) auf die Baugruppe erzielt, indem vorteilhafterweise statt direkter Kontaktierung (Verlötung) des N-Steckers NP mit der Leiterplatte eine Drahtlitze verwendet wird.
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Das Gesamtsystem erfüllt hohe Anforderungen in Bezug auf Lebensdauer, hohe Resistenz auch gegenüber extremen Umweltbedingungen (Temperatur, Nässe/Feuchtigkeit, Salzwasser), ist optimiert für passive lüfterlose Kühlung d. h. keine aktive Luftumwälzung im und außerhalb der Gehäuse, ist fertigungsfreundlich, d. h. optimiert bzgl. Montagematerial/Anzahl an Bauteilen und Varianten und ist vorzugsweise ausgelegt zur Aufnahme von Standardbaugruppen, wobei die Baugruppen einer bevorzugten Ausgestaltung das Format einer Doppeleuropakarte haben. Das Baugruppengehäuse ist zur Aufnahme mehrerer Leiterplatten bzw. Baugruppen vorgesehen, z. B. mehrere Komponentenbaugruppen sowie optionale Erweiterungsbaugruppen und eine oder mehrere Verbindungsplatinen und bietet mehrere Schnittstellen, i. d. R. für Stromversorgung, Kommunikation, Anbindung an Antennen, Erdungsanschluss (Blitzschutz), Status-LEDs.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Im Rahmen der Erfindung können die Bohrungen BO von Baugruppengehäuse und Schutzgehäuse, die für die Anbringung (Verschraubung) des Gehäuses vorgesehen sind (z. B. an einer Wand), so ausgeführt werden, dass die gleichen Bohrungen in der Wand austauschweise zur Befestigung eines Baugruppengehäuses oder des Schutzgehäuses verwendet werden können. Dies ist vorteilhaft, wenn sich an einem bestehenden Einbauort die Notwendigkeit zur Verwendung eines Schutzgehäuses neu ergibt oder wegfällt. Die Bohrungen BO des Trägerrahmens TR sind vorzugsweise als Langlöcher ausgeführt zur Realisierung eines Toleranzausgleichs. Weiterhin kann ein Schloss zum Abschließen der Gehäusehaube GH angebracht werden (z. B. durch Vorsehen zweier korrespondierender Löcher an der unteren Kante der Seitenwand GS2 sowie in der anliegenden Abkantung des Schenkels S1 des Trägerrahmens TR; in Figuren nicht eingezeichnet). Ferner ist es möglich ein Schirmungsblech SH zwischen Baugruppen einzubringen, um die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Baugruppen zu erhöhen und gegenseitige Beeinflussung durch hochfrequente Signale zu minimieren. Zudem ist eine integrierte Heizung für einen erweiterten Temperaturbereich vorgesehen (z. B. –40 ... +55°C), die gleichzeitig eine Betauung der Baugruppen im Gehäuse verhindern soll. Schließlich kann ein extern zugänglicher Sicherungshalter SI vorgesehen werden (siehe 13). Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in den Patentansprüchen 1 und 6 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass jedes Einzelmerkmal der Patentansprüche 1 und 6 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DD 272939 A5 [0002]
- DE 1036976 B [0003]
- DE 1881174 U1 [0004]
