DE2651015C2

DE2651015C2 - Chassis für einen elektrischen Leistungsverstärker

Info

Publication number: DE2651015C2
Application number: DE19762651015
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(Grad.) 2300 Kiel Block
Original assignee: Honeywell Elac Nautik GmbH
Current assignee: Elac Sonar GmbH
Priority date: 1976-11-09
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2651015B1

Description

a) Die Kühlkanäle (2) verlaufen innerhalb der entsprechend stark bemessenen Chassiswandung (1); %

b) die Kühlkanäle (2) stehen mit den Zufluß- und den Abflußleitungen des Saimnelgehäuses (14) über an sich bekannte Schnelischlußkupplungen (6; 7) in Verbindung, deren Kupplungshälften (6, 1; 6, 2; 7, 1; 7, 2) je ein Ventil (8,12; 9,13) aufweisen, das sich beim Lösen der Kupplung (6; 7) selbsttätig schließt.

Die Erfindung betrifft ein Chassis für einen elektrischen Leistungsverstärker, der als Einschub für ein Sammelgehäuse oder -gestell ausgebildet ist, welches Chassis gleichzeitig als Kühlkörper dient, und wobei die von diesem Kühlkörper aufgenommene Verlustwärme mittels einer durch Kühlkanäle geleiteten Kühlflüssigkeit (Wasser od.dgl.) abgeführt wird.

Es gibt Fälle, in denen solche Leistungsverstärkereinschübe mit Rücksicht auf den verfügbaren Raum so kompakt aufgebaut sein müssen, daß beispielsweise 1 kW Verlustleistung in einem Volumen von nur etwa 1000 cm³ frei wird, so daß die spezifische Wärmebelastung ca. 1 Joule/sec X cm³ beträgt. In solchen Fällen kann eine Überschreitung der höchstzulässigen Betriebstemperatur nur dann vermieden werden, wenn die'Wärme mittels eines Kühlmittelstromes abgeführt wird. Als Kühlmittel kommen hierbei nur Flüssigkeiten in Betracht, da ein der abzuführenden Wärmemenge entsprechend starker Luftstrom ein zu starkes Geräusch verursachen würde.

Ein bekanntes Flüssigkeits-Küblsystem für Leistungsverstärkercinschübe besteht darin, daß am Sammelgehäuse oder -gestell verhältnismäßig dicke Kühlplatten angebracht sind, die von Kanälen zum Durchleiten der Kühlflüssigkeit durchzogen sind.

Durch geeignete Mittel, wie Führungsschienen und Klemmorgane, wird dafür gesorgt, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des eingeschobenen Chassis an die Oberfläche der Kühlplatte zwecks Erzielung eines möglichst guten Wärmeüberganges angepreßt wird.

Dieses System hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, nämlich:

1. Die als Kontaktflächen dienenden Oberflächen von Kühlplatte und Chassis müssen sehr sorgfältig plangeschliffen sein; die Herstellung wird dadurch in unerwünschtem Maße verteuert.

2. Es hat sich herausgestellt, daß das trockene Aneinanderpressen der Kontaktflächen allein nicht ausreicht, sondern, daß man diese Flächen noch mit einer Wärmeleitpaste bestreichen muß. Diese Paste stört sehr beim Handhaben eines herausgezogenen Einschubes, und es muß vor jedem Einschieben erneut überprüft werden, ob noch genügend Wärmeleitpaste auf den Flächen vorhanden ist.

3. Die Wirkung dieser Maßnahmen wird überdies wieder zunichte gemacht, sobald sich auf den Kontaktflächen kleine Fremdkörper wie Metallspäne, Sandkörnchen, od. dgl. festsetzen, und die Gefahr, daß dies tatsächlich geschieht, wird ίο durch das Vorhandensein der zähen Wärmeleitpaste potenziert.

Die gleiche beeinträchtigende Wirkung, wie sie die Fremdkörper hervorrufen, tritt auch durch Deformation (Anstauchen) der empfindlichen »5 Kanten ein.

Es hat sich gezeigt, daß solche an sich unerheblich anmutenden Störerscheinungen die Kühlung bereits in solchem Maße vermindern können, daß eine Überhitzung und, als weitere Folge, ein Ausfall des Verstärkers möglich ist.

Weiterhin ist aus Brown Boveri Mitteilungen, Heft 9/10, 1974, Seiten 421 bis 423, ein als Einschub ausgebildete? Stromrichtermodul bekannt, bei dem die Thyristoren und deren Beschallung auf besonderen Kühlkörpern befestigt sind, die ihrerseits mittels besonderer Halterungen vom Chassis getragen werden. Die mit Kühlkanälen versehenen Kühlkörper sind über gefaltete Schläuche an die Kühlwasserleitungen des den Einschub aufnehmenden Gestells angeschlossen, so daß die Kühlwasserzufuhr auch bei herausgezogenenem Einschub erhalten bleibt

Aufgabe der Erfindung ist es, die hinsichtlich des eingangs genannten Flüssigkeits-Kühlsystems für Leistungsverstärkereinschübe genannten Nachteile zu vermeiden und die Kühlung wirksamer und zuverlässiger, d. h. weniger störanfällig zu gestalten und dabei zugleich den Aufbau gegenüber den zuletzt genannten Stromrichtereinschüben zu vereinfachen und platzsparend auszubilden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung. Sie vermeidet einerseits teure und umständliche Maßnahmen zur Erzielung eines einwandfreien Wärmeübergangs vom Chassis auf eine besondere Kühlplatte und ermöglicht andererseits bei raumsparendem Aufbau ohne zusätzlichen Platz beanspruchende Kühlmittelsch'äuche ein schnelles Einschieben und Herausziehen des Verstärkereinschubs.

Aus Brown Boveri Mitteilungen, Heft 10,1969, Seiten 502 bis 509, ist ein flüssigkeitsgekühlter Stromrichter bekannt, dessen Thyristoren auf ein stranggepreßtes Aluminium-Hohlprofil montiert sind, das zugleich als stromführende Schiene und als Wärmeableiter dient und zu diesem Zweck mit Schlauchanschlüssen versehen ist. Dabei sind sowohl das Hohlprofil als auch die Kühlmittelleitungen fest in das Stromrichtergestell eingebaut.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Chassisplatte dargestellt.

Hierin ist 1 die Chassisplatte als solche, in deren Innerem der gestrichelt angedeutete Kühlkanal 2 verläuft. Wie aus der Querschnittsdarstellung 3 hervorgeht, ist die Chassisplatte 1 aus zwei Teilen zusammangesetzt, nämlich dem Grundkörper la, in den der Kuhlkanal als Vertiefung eingearbeitet ist, und einer Abdeckplatte Ib. Diese Bauart ist herstellungstechnisch am zweckmäßigsten.

Der Zuflußkanal 5, in der gezeichneten Gebrauchslage der untere, und der Abflußkanal 4, in der gezeichneten Gebrauchslage der obere, sind soweit wie möglich nach unten bzw. nach oben gilegt. Dies ist an .sich immer nur von Bedeutung für den oberen, also den Abflußkanal, denn es soll die Bildung eines Luftsackes verhindern. Die gezeichnete Anordnung der Kanäle 5 und 5 erlaubt aber auch eine um 180° um die Horizontale gedrehte Anbringung der Cha^- sisplatte, wohei die Kanäle 4 und 5 ihre Rollen tauschen würden.

6 und 7 sind die erwähnten Schnellschlußkuppiungen mit selbstschließenden Ventilen. Jede Kupplungshälfte 6,1 und 6,2 weist., wie durch die Schnittdarstellung der Kupplung 6 sichtbar gemacht, einen Ventilkörper 9 bzw; 8 auf; diese Ventilkörper werden in zueinander entgegengesetzten Richtungen je mittels einer Druckfeder 10 bzw. 11 gegen ihren Ventilsitz 12 bzw. 13 gedrückt und somit in Schließstellung gehalten.

Die Kupplungshälfte 6,1 ist am Sammelgehäuse oder -gestell 14 befestigt und weist einen Anschlußstutzen Z für eine Zuflußleitung auf; die Kupplungshälfte 6,2 dagegen ist an der Chassisplatte 1 befestigt. Das Kuppeln erfolgt dadurch, daß die Kupplungshälfte 6,2 in die Kupplungshälfte 6,1 hineingesteckt wird.

Das vorstehend Beschriebene gilt sinngemäß auch für die Schnellschlußkupplung 7, die aus den Kupplungshälften 7,1 und 7,2 besteht. Die Kupplungshälfte 7,1 weist einen Anschlußstutzen A für eine AbfluÖ-leitung auf.

In der gezeichneten Stellung sind die beiden Ventilkörper 8 und 9 noch im Absperrzustand. Wird nun die Chassisplatte 1 in Richtung auf die Kupplungshälften 6,1 und 7,1 geschoben, so dringen die Kupplungshälften 6,2 und 7,2 weiter in die Kupplungshälften 6,1 bzw. 7,1 ein. Dabei trifft der Führungsteil 15 des Ventilkörpers 8 auf den Führungsteil 16 des Ventilkörpers 9, und bei Fortsetzung der Schiebebewegung drängen sich die Ventilkörper 8 und 9 entgegen der Kraft ihrer Druckfedern 10 bzw. 11 gegenseitig von ihrem Ventilsitz ab, also in die Öffnungsstellung.

Um hierbei zu gewährleisten, daß nicht etwa nur ein Ventilkörper weit öffnet, während der andere in der Schließstellung bleibt, ist für jeden der beiden Ventilkörper 8 und 9 ein Anschlag 17 bzw. 18 vorgesehen, auf den er nach hinreichender Öffnung aufläuft, so

ίο daß die restliche Schiebebewegung dann.die hinreichende Öffnung des anderen Ventilkörpers bewirkt. Ein Zurückdrücken der eingeschobenen Chassisplatte 1 durch die Kraft der zusammengedrückten Ventilfedern (Druckfedern 10 und 11), also ein Lösen der Kupplung wird dadurch verhindert, daß der Einschub, von dem die Chassisplatte 1 der wesentliche Bestandteil ist, mittels einer Schraube, eines Riegels od. dgl. im eingeschobenen Zustand an dem Sammelgehäuse oder -gestell arretiert wird.

Wir der Einschub aus dem Sammelgehäuse oder -gestell herausgezogen, so ziehen sich die Kupplungshälften 6,2 und 7,2 aus den Kupplungshälften 6,1 und 7,1 heraus, und die Ventilkörper 8 und 9 gehen unter der Kraft ihrer Druckfedern 10 bzw. 11 wieder in ihre Schließstellung, so daß weder aus den Anschlußleitungen (also aus den Kupplungshälften 6,1 und 7,1) noch aus dem Kühlkanal 2 (also aus den Kupplungshälften 6.2 und 7,2) Kühlflüssigkeit austreten kann.

Da es in der Praxis allerdings kaum vermeidbar ist, daß beim Herausziehen des Einschubes gelegentlich einige Tropfen Leckwasser austreten, ist ein Kanal 19 mit Anschlußstutzen 20 zum Abführen dieser Leckverluste vorgesehen.

21 ist die eine von zwei Führungsstangen, welche u. a. gewährleisten, daß die Ventilkörper 8 und 9 sich beim Einschieben des Verstärkereinschubes miteinander fluchtend nähern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Als Einschub für ein Sammelgehäuse oder -gestell ausgebildetes Chassis für einen elektrischen Leistungsverstärker, wobei das Chassis gleichzeitig als Kühlkörper dient und die von ihm aufgenommene Verlustwärme mittels einer durch KQhlkanäle geleiteten Kühlflüssigkeit (Wasser oder dergl.) abgeführt wird, gekennzeichnet d u r c h die Kombination folgender Merkmale: