DE3009141A1 - Cooling of high loss components on circuit cards - by arranging these at one end and deflecting heated air out of enclosure - Google Patents

Cooling of high loss components on circuit cards - by arranging these at one end and deflecting heated air out of enclosure

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DE3009141A1 DE19803009141 DE3009141A DE3009141A1 DE 3009141 A1 DE3009141 A1 DE 3009141A1 DE 19803009141 DE19803009141 DE 19803009141 DE 3009141 A DE3009141 A DE 3009141A DE 3009141 A1 DE3009141 A1 DE 3009141A1
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    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures

Abstract

The cooling system relates to circuit cards mounted horizontally in stacks inside an enclosure. A typical application is in telecommunications installations. The high loss components, typically resistors (3), are mounted at one end of the circuit card (1). At this end are cut-out sections (2) spanned by the component (3). Covering each component, or the whole of the outer edge of the card, is an angled air deflector (4). The end of the card and deflector open into a vertical duct (8) through which the heated air escapes from each card. The duct is formed on one side of the cubicle. At the top it is closed by an angled plate (7), and provided with an opening (6) in the vertical, wide side (5), through which air can escape. The bottom of the duct is open to give a good chimney effect. There are also air inlets in the cubicle to assist in giving an air flow over each card from the inside towards the high loss components at the outer edge.

Description

Anordnung zur Wärmeableitung von steckbaren BauzruenArrangement for heat dissipation from pluggable building structures

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Wärmeableitung von steckbaren Baugruppen für die Nachrichtentechnik, in Form von Schaltungsplatten mit rückseitigen Steckerkombinationen, die sich in einem Gehäuse befinden, bei der ein Wärieaustausch durch ein Kühlmedium erfolgt, das über eine Gehäuseöffnung nach außen ent-.The invention relates to an arrangement for heat dissipation from Pluggable assemblies for communications engineering, in the form of circuit boards with rear connector combinations, which are located in a housing, in the a heat exchange takes place through a cooling medium, which is fed through a housing opening outside.

weichen kann.can give way.

Die bekannte übliche Anordnung zur WärmeabfUhrung von Bauelementen auf Schaltungsplatten#besteht darin, daß ein mit Rippen versehenes Frontblech vor einer Baugruppenaufnahme angeordnet ist. Dies ist meist ein massiver Kühlkörper mit dem die Bauelemente in wärmeleitendem Kontakt stehen. Für manche Wärme erzeugende Bauelemente zum Beispiel Widerstände, ist ein Wärmeleiter aber höchst umständlich und außerdem ist meist bei solchen Anordnungen die Forderung gestellt, daß einzelne Schaltungsplatten aus dem Stapel, der sich im Gehäuse befindet, herausgezogen werden sollen, ohne den Betrieb der übrigen Baugruppen zu beeinträchtigen. Dies kann beispielsweise für Meßzwecke mit Adaptern wichtig sein.The known customary arrangement for heat dissipation from components on circuit boards # consists in having a ribbed faceplate in front an assembly receptacle is arranged. This is mostly a massive heat sink with which the components are in thermally conductive contact. For some, it generates heat Components such as resistors, but a heat conductor is extremely cumbersome and besides, there is usually a requirement in such arrangements that individual Circuit boards are pulled out of the stack, which is located in the housing should without affecting the operation of the other assemblies. This can be, for example be important for measuring purposes with adapters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, besonders für solche Fälle eine Kuhlanordnung anzugeben, die eine einfache Ableitung der Wärme von hocherhitzten Bauelementen auf insbesondere steckbaren Schaltungsplatten ermöglichst.The invention is based on the object, especially for such cases to specify a cooling arrangement that allows easy dissipation of heat from highly heated Allows components on in particular plug-in circuit boards.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an der Frontseite der Schaltungsplatten (dem Steckende entgegengesetzt) in Ausschnitten in der Schaltungsplatte stark wärmeerzeugende Bauelemente, wie Widerstände, angeordnet sind und oberhalb deren schräg nach oben abgewinkelte Bleche vorgesehen sind, die wenigstens bis zur frontseitigen Plattenbegrenzung reichen und daß an der Frontseite des die Schaltungsplatten aufnehmenden Gehäuses ein oben abgedeckter kaminförmiger Schacht in Form eines abgekröpften Frontbleches vorgesehen ist, der im Bereich der obersten Schaltungsplatte einen horizontalen Öffnungsschlitz hat und am oberen Rand der Öffnung durch ein schräg nach unten führendes Blech, das mit dem abgewinkelten Luftführungsblech der obersten Platte verbunden ist, abgedeckt ist.This task is carried out with an arrangement of the type mentioned at the beginning solved according to the invention in that at the front of the circuit boards (opposite the plug end) in cutouts in the circuit board that generate strong heat Components, such as resistors, are arranged and above them obliquely upwards Angled sheets are provided, which at least up to the front plate boundary range and that on the front of the housing receiving the circuit boards a chimney-shaped shaft covered at the top in the form of a cranked front plate is provided, the one horizontal in the area of the top circuit board Has opening slot and at the top of the opening by an obliquely downward leading Sheet metal that connects to the angled air baffle on the top plate is, is covered.

Es entsteht hierdurch ein Kamin, der die Wärme nach oben und außen ableitet. Durch die wärmeerzeugenden Bauelemente wird die Kaminwirkung erst erzeugt. In den Zwischenräumen zwischen den Platten fließt von hinten und seitlich kommend Kaltluft in den vorn vorgesehenen Kamin. Es werden dadurch also auch andere weiter hinten liegende Bauelemente durch den Luftstrom gekühlt.This creates a chimney that draws heat upwards and outwards derives. The chimney effect is only created by the heat-generating components. In the spaces between the plates flows from behind and from the side Cold air in the chimney provided in front. So others will progress as well Rear components are cooled by the air flow.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to figures.

Figur 1 zeigt die Draufsicht auf eine Schaltungsplatte und darunter eine Seitenansicht einer Anordnung mit mehreren Schaltungsplatten.Figure 1 shows the plan view of a circuit board and below Figure 3 is a side view of a multiple circuit board assembly.

Figur 2 zeigt einzelne Luftleitbleche für die Bauelemente in verschiedenen Ansichten.Figure 2 shows individual air baffles for the components in different Views.

In einem Gehäuse, das hier nicht dargestellt ist, liegen, wie der untere Teil der Figur 1 zeigt, mehrere fest steckbare Schaltungsplatten 1 in waagerechter Anordnung übereinander. Am Frontende dieser Platten sind hier beidseits eines mittleren Bereichs Ausschnitte 2 in den Platten vorgesehen. Im Raum dieser Ausschnitte liegen Bauelemente 3, zum Beispiel stark wärmeerzeugende Widerstände. Sie sind mit ihren Anschlußfahnen beidseits am Rand der Ausschnitte mit den Leiterbahnen der Schaltungsplatte verlotet. Zur Wärmesicherung können als Lötanschlüsse Hohlnieten in die Druckschaltungsplatte und die Leiterbahnen eingebracht sein. Uber jedem Bauelement ist ein schräg nach oben führendes Luftleitblech 4 angeordnet. Diese Luftleitbleche haben die Form eines gestreckten Z, um mit einem abgebogenen Lappen 4a in etwa mit dem frontseitigen Rand der darüber liegenden Platte abzuschließen. Die Frontseite des gesamten Gerätes ist durch eine gekröpfte Blechhaube 5 abgedeckt. Es entsteht so ein kaminartiger Raum 8, der sich über sämtliche wärmeerzeugenae Schaltungsplatten erstrecken soll. Wenig wärmeerzeugende Schaltungsplatten können darunter und über dem Kamin angeordnet sein. Sie sind nicht in den Kamin einbezogen, wenn das Blech entsprechend geformt ist. Normalerweise sind die Schaltungsplatten rückseitig mit Steckkontaktreihen 14 versehen und als Steckeinschübe ausgebildet. Im Bereich der obersten Schaltungsplatte ist an der Frontseite der Abdeckung 5 ein quer liegender Uiftungsschlitz 6 vorgesehen. Die im Schacht aufsteigende Luft zusammen mit der Warmluft der obersten Schaltungsplatte wird durch diesen Schlitz nach außen abgeführt. Zur Abdeckung dieses Amins und besseren Luftfuhrung ist oberhalb dieses Schlitzes ein schräg nach unten bis zum letzten Wärmeleitblech führendes Abdeckblech 7 angeordnet. Der Kamin ist so nach oben geschlossen, so daß von oben her nichts hineinfallen kann. Der Schlitz kann zweckmäßig aus dem Blech nach innen ausgerissen werden und der Lappen 7 schräg nach innen und unten gebogen wer- den. Es kann auch ein gesondertes Blech verwendet werden, das den Kamin nach oben hin exakt dicht abschließt.In a housing, which is not shown here, lie like the the lower part of Figure 1 shows several firmly pluggable circuit boards 1 in a horizontal arrangement one above the other. At the front end of these panels are here Cutouts 2 are provided in the plates on both sides of a central area. In the room these cutouts are components 3, for example strong heat-generating resistors. They are with their connecting lugs on both sides at the edge of the cutouts with the conductor tracks soldered to the circuit board. Hollow rivets can be used as solder connections for thermal protection be incorporated into the printed circuit board and the conductor tracks. Above every component an air baffle 4 leading obliquely upward is arranged. These baffles have the shape of an elongated Z to with a bent tab 4a approximately with complete the front edge of the plate above. The front the entire device is covered by a cranked sheet metal hood 5. It arises such a chimney-like room 8, which extends over all heat-generating circuit boards should extend. Little heat generating circuit boards can be underneath and above be arranged by the chimney. They are not included in the chimney if the sheet metal is shaped accordingly. Usually the circuit boards are on the back with Rows of plug contacts 14 provided and designed as plug-in units. In the field of uppermost circuit board is on the front side of the cover 5 a transverse one Uiftungsschlitz 6 is provided. The air rising in the shaft together with the Warm air from the uppermost circuit board is discharged to the outside through this slot. To cover this amine and better air guidance is above this slot a cover plate 7 arranged obliquely down to the last heat conducting plate. The chimney is closed at the top so that nothing falls into it from above can. The slot can expediently be torn out of the sheet metal inwards and the tabs 7 are bent obliquely inwards and downwards the. It can a separate sheet can also be used, which tightly seals the chimney towards the top concludes.

Zweckmäßig ist der Kamin nach unten hin offen und ebenso ist eine Möglichkeit vorgesehen, um Luft, die durch Pfeile angedeutet ist, von der Rückseite der Druckschaltungsplatten zufließen zu lassen. Durch die Kaminwirkung, angeregt durch die wärmeerzeugenden Bauelemente, gelangt ein Kühlluftstrom quer durch die einzelnen Platten nach vorn in den Kamin, steigt dort auf und entweicht zur Frontseite. Eine Lüfteranordnung wird so eingespart. Ebenso ist es nicht nötig, einen relativ teuren Rippenkühler zu verwenden.The chimney is expediently open at the bottom and there is also one Possibility provided for air, which is indicated by arrows, from the rear to allow the printed circuit boards to flow. Stimulated by the chimney effect through the heat-generating components, a flow of cooling air passes through the individual panels forward into the chimney, rises there and escapes to the front. This saves a fan arrangement. Likewise, it is not necessary to be a relative to use expensive finned cooler.

Die Luftleitbleche 4 können sich auch über die gesamte Plattenbreite erstrecken oder einzeln aufgebaut sein, wie in der Figur 2 gezeigt. Sie können mit Lötzapfen 9 versehen werden, die in entsprechende Lötaugen 12 auf -der Leiterplatte eingesteckt und dort verlötet werden. Zum seitlichen Schutz bzw. Bildung seitlicher Lötzapfen können noch Abwinkelungen 13 an den Flächen vorgesehen sein.The air baffles 4 can also extend over the entire width of the plate extend or be constructed individually, as shown in FIG. You can go with Soldering pins 9 are provided, which are in corresponding soldering eyes 12 on the circuit board plugged in and soldered there. For lateral protection or formation of lateral Soldering pins can also be provided with bends 13 on the surfaces.

Die hohe Oberflächentemperatur von Widerständen begünstige bei dieser Anordnung die freie Konvektion.The high surface temperature of resistors is beneficial for this Arrangement the free convection.

Die Kaltluftzufuhr erfolgt durch die untere Öffnung des Kamins und aus dem zwischen den jeweiligen Schaltungsplatten liegenden Raum.The cold air is supplied through the lower opening of the chimney and from the space between the respective circuit boards.

2 Figuren 4 Patentansprüche Leerseite2 figures 4 claims Blank page

Claims (4)

Patentansprclche 01: Anordnung zur Wärmeableitung von steckbaren Baugruppen für die Nachrichtentechnik, in Form von Schaltungsplatten mit rückseitigen Steckerkombinationen, die sich in einem Gehäuse befinden, bei der ein Wärmeaustausch durch ein Kfflilmedium erfolgt, das über eine Gehäuseöffnung nach außen entweichen kann, d a -d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Frontseite der Schaltungsplatten (1) (dem Steckende entgegengesetzt) in Ausschnitten (2) in der Schaltungsplatte (i) stark wärmeerzeugende Bauelemente (3), wie Widerstände, angeordnet sind und oberhalb deren schräg nach oben abgewinkelte Bleche (4) vorgesehen sind, die wenigstens bis zur frontseitigen Plattenbegrenzung reichen und daß an der Frontseite des die Schaltungsplatten aufnehmenden Gehäuses ein oben abgedeckter kaminförmiger Schacht (8) in Form eines abgekröpften Frontbleches (5) vorgesehen ist, der im Bereich der obersten Schaltungsplatte einen horizontalen Öffnungsschlitz (6) hat und am oberen Rand der Öffnung (6) durch ein schräg nach unten fahrendes Blech (7), das mit dem abgewinkelten Luftführungsblech (7) der obersten Platte verbunden ist, abgedeckt ist.Patent claims 01: Arrangement for heat dissipation from plug-in assemblies for communications technology, in the form of circuit boards with rear connector combinations, which are located in a housing, in which a heat exchange through a fluid medium takes place, which can escape to the outside through a housing opening, d a -d u r ch it is noted that on the front of the circuit board (1) (dem Plug end opposite) in cutouts (2) in the circuit board (i) strong heat-generating components (3), such as resistors, are arranged and above them obliquely upwardly angled sheets (4) are provided, which are at least up to front plate limit and that on the front side of the circuit boards receiving housing a covered chimney-shaped shaft (8) in the form of a cranked front plate (5) is provided in the area of the top circuit board has a horizontal opening slot (6) and through the upper edge of the opening (6) a plate (7) moving diagonally downwards, which is connected to the angled air guide plate (7) the top plate is connected, is covered. 2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Frontblech kappenformig über das Gehäuse geschoben ist.2. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the front panel is pushed over the housing like a cap. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bleche (4) über den värmeerzeugenden Bauelementen an der unteren Begrenzung seitwärts senkrecht verlaufende Lötzapfen (9) haben, mit denen sie seitwärts hinter den Bauelementen in die Schaltungsplatte (1) eingelotet sind.3. Arrangement according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the sheets (4) above the heat-generating components on the lower Limiting sideways perpendicular soldering pins (9) with which they move sideways are soldered behind the components in the circuit board (1). 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bauelementeanschlüsse (10) im Bereich der seitlichen Ränder der Ausschnitte (2) mit den Leiterbahnen der Platte (1) verlötet sind.4. Arrangement according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the component connections (10) in the area of the lateral edges of the cutouts (2) are soldered to the conductor tracks of the plate (1) are.
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