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Gehäuse für elektronische Geräte
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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektronische Geräte mit einem
die elektronischen Baueinheiten aufnehmenden, g#schlossenen Innenraum, der wenigstens
einen internen Lüfter zum Umwälzen der Luft enthält, und mit einem durch eine Wärmetauscherfläche
von dem Innenraum getrennten, offenen Lüftungskanal, durch den mittels wenigstens
eines externen Lüfters Aussenluft im Gegenstrom geführt wird.
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Die elektronischen Baueinteiten von elektronischen Geräten geben zum
Teil erhebliche Mengen an Verlustwärme ab.
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Insbesondere boi Geräten mit hoher Packungsdichte der Baueinheiten
ist es notwendig, diese Verlustwärme abzuführen. Weiter ist es notwendig, die elektronischen
Baueinheiten vor schädlichen Umwelteinflüssen zu schützen.
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Insbesondere wenn die Geräte in staub- oder säurehaltiger Luft verwendet
werden, muss ein staubdicht abschliessendes Gehäuse gefordert werden.
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Zu diesem Zweck ist bei dem aus der DE-AS 17 90 o54 bekannten Gehäuse
der eingangs genannten Gattung ein schrankförmiger geschlossener Innenraum vorgesehen,
der die elektronischen Baueinheiten aufnimmt. Die durch die Verlustwärme dieser
Baueinheiten erwärmte Luft steigt in dem Innenraum hoch und wird an dessen Oberseite
durch einen Lüfter abgesaugt. Die Rückwand des schrankförmigen Gehäuses ist doppelwandig
ausgebildet und durch eine Wärmetauscherplatte in zwei flache Kanäle unterteilt.
In dem inneren dieser Kanäle, der mit dem Innenraum in Verbindung steht, wird die
erwärmte Luft durch den Lüfter von oben nach unten geblasen und unten wieder in
den Inneraum eingeleitet. Ein weiterer externer Lüfter saugt Aussenluft un-.
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ten in den äusseren Kanal und bläst diese im Gegenstrom nach oben,
wo sie wieder austritt.
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Dieses bekannte Gehäuse eignet sich wegen der Anordnung der Lüfter
nur für hohe schrankförmige Geräte. Die interne Luftumwälzung erfordert entsprechei#d
der Höhe und den
Abmessungen des schran]..örmigen Gehäuses
einen Lüfter mit hoher Leistung, der verhältnismässig viel Energie benötigt und
insbesondere selbst wieder beträchtliche Verlustwärme erzeugt. Auch bei einem starken
Lüfter ist eine gleichmässige und vollständige Kühlung der elektronischen Baueinheiten
kaum möglich. Die unvermeidlich unterschiedliche Dichte und Anordnung der Baueinheiten
verursacht unterschiedliche Luftströmungswiderstände, so dass sich schädliche Wärmenester
bilden können. Schliesslich ist die in der Gehäuserückwand angeordnete Wärmetauscherfläche
kaum zugänglich, so dass diese nicht gereinigt werden kann. Da solche Gehäuse aber
insbesondere für den Einsatz in staubiger Umgebung vorgesehen sind, ist eine Reinigung
der Wärmetauscherfläche auf der Seite des offenen Lüftungskanals notwendig, um zu
verhindern, dass sich absetzender Staub den Wärmeübergang an diesem Wärmetauscher
behindert.
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Aus der DE-AS 19 47 399 ist ein ebenfalls schrankförmiges Gehäuse
bekannt, bei welchem die erwärmte Luft des geschlossenen inneren Systems und die
Aussenluft zum Wärmeaustausch durch abwechselnd nebeneinander liegende parallele
Kanäle geführt werden, die in den Seitenwänden und den Zwischenböden des schrankförmigen
Gehäuses angeordnet sind. Der Strömungswiderstand dieser engen abgewinkelten Kanäle
erfordert noch erheblich stärkere Lüfter. Eine Reinigung der offenen Lüftungskanäle
von sicii absetzendem Staub ist völlig unmöglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für elektronische
Geräte der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass eine effektive Kühlung
der elektronischen Baueinhelten bei kleinen Gehä#.eabmessungen erreicht wird und
dass die Wärmetauscherflächen leicht zur Reinigung zugänglich sind.
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Diese Auf gabe wird bei einem Gehäuse der eingangs genannten Gattung
erfindunasaem.-ss dadurch gelöst, dass der Innenraum durch ein parallel zur Frontplatte
des Gehäuses angeordnetes Innengehäuse gebildet ist, dass die Wärmetauscherfläche
durch wenigstens zwei einander gegenüberliegende Aussenwände des Innengehäuses gebildet
ist, dass der offene Lüftungskanal das Innengehäuse beidseitig an diesen Wärmetauscher-Aussenwänden
umgibt und das Gehäuse horizontal und parallel zur Gehäusefrontplatte durchsetzt
und dass sowohl der (die) interne(n) Lüfter als auch der (die) externe(n) Lüfter
mit horizontal und parallel zur Cehäusefrontplatte verlaufender Blasrichtung angeordnet
sind.
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Vorteilhafte AusLúhrungsformen und Weiterbildungen der Ei ndung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch die Anordnung der elektronischen Baueinheiten in einem Innengehäuse,
das mit wenigstens zwei Aussenwänden
mit dem offenen Lüftungskanal
in Berührung steht, wird ein sehr effektive1 Wärmeaustausch zwischen dem inneren
Lüftungssystem und dem externen Lüftungssystem erhalten.
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Die Führung der Luftströmungen horizontal und parallel zur Gehäusefrontfläche
ermöglicht eine geringe Bauhöhe und ebenso eine geringe Bautiefe des Gehäuses. Das
Gehäuse kann daher sowohl für Tischger.#e als auch für Einschubgeräte Verwendung
finden..
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Werden die elektronischen Baueinheiten auf parallel zur Gellausefrontfläche
angeordneten Leiterplatten- untergebracht, so werden diese Leiterplatten von der
internen Luftströmung parallel durchströmt, so dass die Bildung von schädlichen
Wärmenestern ausgeschlossen ist.
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Es ist auch möglich, mehrere Innengehäuse in Modulbauweise aneinander
anschliessend anzuordnen. Die effektive Kühlung der elektronischen Baueiliheiten
in jedem dieser Innengehäuse ist dabei in gleicher Weise gewährleistet. Für die
externe Kühlung kann dabei ein gemeinsamer Lüftungskanal verwendet werden Die Wärmetauscherflächen
sind durch Abn~.me des Gehäusedeckels an der#Oberseite bzw. der Unterseite äusserst
bequem zur Reinigung zugänglich.
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Das gesamte Gehäuse ist aus äusserst einfach geformten Blechteilen
zusammengesetzt, so dass Herstellung und Monta<je einfach und billig sind. Das
Gehäuse kann vorzugsweise zur Abschirmung aus Stahlblech hergestellt werden.
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Die Leiterplatten, die die elektronischen Baueinheiten tragen, sind
zweckrnässigerweise als Steckkarten ausgebildet. Diese Karten sind in einen Rahmen
einsteckbar, der von den parallel zur Gehäusefrontplatte verlaufenden Aussenwänden
des Innengehäuses getragen wird. Nach Lösung dieser Aussenwände des Innengehäuses
von der Gehäusewand kann dieser Rat en zusammen mit den genannten Aussenwänden des
Innengehäuses herausgenommen werden. Dadurch ist ein bequemer Austausch der gesamten
Elektronik mit wenigen Handgriffen möglich, was z.B. den Service bei eparaturfällen
erleichtert. Zweckmässigerweise sind dabei sämtliche Anschlüsse der Elektronik als
Steckeranschlüsse an diesen Aussenwänden des Innengehäuses vorgesehen. Die Al.;chlusse
können durch Abziehen der Stecker ohne irgendwelche Lötarbeit entfernt werden. Die
Aussenwände des Innengehäuses sind dabei nach innen gezogen, so dass diese Steckeranschlüsse
das Herausnehmen der Elektronik nicht behindern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, das in der Zeichnung dargestellt
ist. Es zeigen:
Fig. 1 die Vorderansicht des Gehäuses gemäss diesem
Ausführungsbeispiel im Vertikalschnitt und Fig. 2 die Draufsicht auf das Gehäuse
im Horizontalschnitt.
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Das Gehäuse, das als Einschubgehäuse dargestellt ist, besteht aus
einer Frontplatte 10, einer Rückwand 12, Seitenwänden 14 und 16, einem oberen Gehäusedeckel
18 und einem unteren Gehäusedeckel 20. Zwischen der Frontplatte 1o und einer zu
dieser parallelen Zwischenwand 22 bleibt ein Raum frei, der beispielsweise für Netzteil,
in der Gehäuseplatte angeordnete Anzeige- oder Messgeräte, Bildschirmröhren oder
dergl. vorgesehen ist.
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In dem Raum zwischen der Rückwand 12 und der Zwischenwand 22 ist ein
geschlossenes Innengehäuse vorgesehen. Das Innengehäuse besteht aus einer oberen
Aussenwand 24, einer unteren A.ssenwand 26, die jeweils in einem Abstand parallel
zum oberen Gehäusetieckel 18 bzw. zum unteren Gehäusedeckel 20 angeordnet sind,
us parallel zur Gehäusefrontplatte lo angeordneten Seitenwänden 28 und 30, die an
der Rückwand 12 bzw. der Zwischenwand 22 angeschraubt sind, aus einer an der Seitenwand
16 des Gehäuses befestigten vertikalen Seitenwand 32 und einer dieser gegenüberliegenden
vertikalen Seitenwand 34, die parallel zur Gehäuseseitenwand 14 und in einem Abstand
zu dieser angeordnet ist.
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Die Seitenwand 32 des Innengehäuses ist in ihrem waagewhten mittleren
Bereich an der Seitenwand 16 des t~-häuses anliegend befestigt. Oberhalb und unterhalb
dieses mittleren Bereichs ist die Seitenwand 32 nach innen abgewinkelt, so dass
sie die Seitenwand 16 des Gehäuses freigibt. In diesen freigegebenen Bereichen der
Seitenwand 16 sind Lufteinlassöffnungen 36 vorgesehen. Zwischen ctr Seitenwand 34
des Innengehäuses und der Seitenwand 14 des Aussengehäuses ist ein Lüfter 38 vorgesehen,
dem Luftaustrittsöffnungen 40 in der Seitenwand 14 zugeordnet sind.
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Wie in der Itig.1 durch Pfeile angedeutet ist, saugt der Lüfter 38
Auscnluft durch die Einlassöffnungen 36 an, die durch den offenen Lüftungskanal
strömt, der jeweils zwischen dem oberen Gehäusedeckel 18 und der oberen Aussenwand
24 des Innengehäuses bzw. zwischen dem unteren Gehäusedeckel 2e und der unteren
Aussenwand 26 des Innengehäuses gebildet wird, und dann von dem Lüfter 38 durch
die Luftaustri tsöffnungen 40 nach aussen geblasen wird.
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In dem Injtengehäuse ist parallel und im Abstand zu dessen oberer
Alssenwand 24 ein oberes Luftleitblech 42 und parallel und im Abstand zu dessen
unterer Aussenwand ein unteres Luftleitblech 44 angeordnet. Zwischen diesen Luftleit
lechen 42 und 44 Lid der Seitenwand 34 dc Innengehäuses ] ibt jeweils ein Spalt
frei, während die Luftleitblec 1 42 und 44 an ihrer entgegengesetzten Kante durch
eine vertikale Trennwand 46 verbunden sind. An der
Aussenseite
dieser Trennwand 46 ist ein interner Lüfter 48 angebracht. Wie in Fic.1 ebenfalls
durch Pfeile angedeutet ist, saugt der Lüfter 48 die Luft des geschlossenen Innengehäuses
durch die jeweils zwischen den Aussenwänden 24 bzw. 26 und den Luftleitblechen 42
bzw. 44 gebildeten Luftkanülen im Gegenstrom zu der Aussenluft in dem offenen I.üftungskG
al. Die angesaugte Luft wird durch den Lüfter 48 über in der Trennwand 46 vorgesehene
Lufteintrittsöffnungen So wieder in den Innenraum des Innengehäuses geblasen.
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Die obere Aussenwand 24 und die untere Aussenwand 26 des Innenge eises
dienen dabei als Wärmetauscher zwischen der durch den Lüfter 48 im Innengehäuse
umgewälzten Luft und der durch den externen Lüfter 38 im Gegenstrom durch den äusseren
Lüftungskanal geführten Aussenluft. Um die Wärmetauscherwirkung zu verbessern, können
die obere Aussenwand 24 und die untere Aussenwand 26 des inneren Gehäuses zur Oberflächenvergrösserung
strukturiert, gewellt oder in einer sonsti.n Weise gestaltet sei" die für Wärmetauscherflhen
an sich bekannt ist.
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In dem kaum zwischen den Seitenwänden 28 und 30 des Innengehäuses
und den Luftleitblechen 42 und 44 ist ein Rahmen 52 vorgesehen, der von horizontalen
Querstreben gebildet wird, die jeweils an de1i Seitenwänden 28 und 30 befestigt
sind. Der Rahmen 52 trägt vertikale Schienen 54 und an
seiner Unterseite
parallel zu dem unteren Leitblech 44 eine Busplatine 56. In die Schienen 54 sind
als Steckkarten 58 ausgebildete Leiterplatten einschiebbar, die mit Kontaktleisten
60 in entsprechende Steckkontakte 62 der Busplatine 56 einsteckbar sind. Die Steckkarten
58 tragen an ihrer Oberseite weitere Kontaktleisten 64, mittels derer sie untereinander
verbindbar sind.
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Die Steckkarten 58 tragen die nicht dargestellten elektrischen Baueinheiten,
die je nach dem Zweck des Gerätes aus(Jebildet sind. Die von diesen Baueinheiten
erzeuqte Verlustwärme wird durch die Luft abgeführt, die von dem internen Lüfter
48 parallel zu den Steckkarten 58 zwischen diesen hindurchgeblasen wird. Die auf
diese Weise erwärmte Luft gibt an den Wärmetauscherflächen der oberen Aussenwand
24 td der unten Aussenwand 26 die ärmc an das äussere Luftsystem ab.
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Wie Fig.2 zeigt, sind die Seitenwände 28 und 3u des Innengehäuses
nach innen gezogen und die Rückwand 12 sowie die Zwisc!#-nwand 22 sind il; diesem
nach innen gezogenen Bereich ausgeschnitten. Auf diese Weise können an den Seitenwänden
28 und 30 nicht dargestellte Anschlussstecker für die elektronischen Baueinheiten
angebracht werden. Nach Lösen der Befestigungsschrauben der Seitenwände 28 und 30
und nach Abziehen der Anschlusskabel zu
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kann der gesamte Elektronikteil, bestehend aus den Seitenwänden 28 und 30 sowie
dem Rahmen 52 und den von diesem getragenen Steckkarten in einem Stück aus dem gehäuse
entnommen und beispielsweise ausgetauscht werden. Da die Seitenwände 28 und 30 nach
innen gezogen sind, behindern die auf diesen sitzenden Anschlussstecker das Herausnehmen
nicht.
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Wie Fig.1 zeigt, ist das obere Luftleitblech 42 mittels Pfosten 66
an der oberen Aussenwand 24 des Innengehäuses befestigt und diese obere Aussenwand
24 wiederum mittels Pfosten 68 an dem oberen Gehäusedeckel 18. Der obere Gehäusedeckel
18 ist an den in Fig.1 mit x bezeichneten Stellen von dem Gehäuse abnehmbar. Die
obere Aussenwand 24 des inneren Gehäuses ist an den mit x bezeichneten Stellen von
den Seitenwänden 32 und 34 abnehmbar, indem sie unter Zwischenlage eines Dichtungsstreifens
auf diesen aufsitzt. Das obere Luftleitblech 42 sitz# an der mit x bezeichnetell
Stelle mit einem Dichtungsstreifen auf der vertikalen Trennwand 46 auf und ist von
dieser lösbar.
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Entsprechende Abdichtungen sind selbstverständlich an den in Fig.
1 nicht sichtbaren Berührungskanten mit den jeweils zu der Frontplatte 1 parallelen
Wänden vorgesehen.
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Auf diese Weise können der obere Gehäusedeckel ib, die obere Aussenwand
24 des Innengehäuses und das obere Luttleitblech 42 nach Lösen der Befestigungsschrauben
des oberen Gehäusedeckels 18 gemeinsam mit einem Handgriff
abgenommen
werden, so dass z.B. für Servicezwecke der Elektronikteil leicht und bequem zugänglich
ist. Narh I.ö..n der Befestigungsschrauben der Pfosten 68 am oberen Gehäusedeckel
18 kann dieser in ebenso einfacher und bequemer Weise auch allein abgenommen werden,
so dass die obere Aussenwand 24 des Innengehäuses für die Reiniqung zugänglich ist.
Selbstverständlich ist auch der untere Gehäusedeckel 20 abnehmbar, damit die untere
Aussenwand 26 des Innengehäuses gereinigt werden kann.
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