DE3425469C2

DE3425469C2 - Kühleinrichtung für einen Drucker, insbesondere für einen Matrixdrucker

Info

Publication number: DE3425469C2
Application number: DE19843425469
Authority: DE
Inventors: Manfred Grüner; Erich 7900 Ulm Steppe
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1986-10-23
Also published as: DE3425469A1

Abstract

Ein elektrisches Schreibgerät (1), insbesondere ein Matrixdrucker, benötigt eine Kühleinrichtung für die auf engem Raum angeordneten elektrischen bzw. elektronischen Bauteile (10), wie z. B. Leistungstransistoren (11), Dioden (12), die auf Leiterplatten (9) zusammengefaßt sind. Um die elektrischen bzw. elektronischen Bauteile (10) vor dem Ausfall durch Überhitzung zu bewahren, um ferner Fertigungstoleranzen zwischen der Lage der einzelnen Bauteile des Schreibgeräts (1) aufzufangen und um ferner Erschütterungen zu dämpfen, wird vorgeschlagen, daß das durch Energieverlustwärme unzulässig erwärmte elektrische Bauteil (10) mittels einer elastischen Wärmebrücke (14) mit dem Chassis (2) und/oder dem Außengehäuse (8) des Schreibgeräts (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen Drucker, insbesondere für einen Matrixdrucker, durch Verwendung eines elastischen Metallbandes, das eine Trägerplatte mit einem Gehäuse verbindet und zwischen den Befestigungsstellen eine Wärmebrücke bildet.

Eine derartige Kühleinrichtung dient der Wärmeabfuhr der durch den elektrischen Strom verursachten Wärme, die auf einem Energieverlust beruht. Diese durch den Ohm'schen Widerstand erzeugte Wärme von elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen steigert bei über Stunden im Betrieb befindlichen Druckern die Temperatur des betreffenden elektrischen bzw. elektronischen Bauteils und führt letztlich zu dessen Ausfall.

Unterbleibt grundsätzlich eine Kühlung der elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente, erhitzen sich diese und führen letztlich zum häufigen Ausfall des Druckers.

Es ist bekannt, in Matrixdruckern eine Zwangskühlung durch eingebaute Lüfter vorzunehmen. Elektrische Bauelemente enthaltende Baugruppen, wie z. B. der Matrixdruckkopf, werden mit Kühlrippen versehen, die dem Luftstrom des Lüfters ausgesetzt werden, wodurch die Wärme aus dem Matrixdruckkopf teilweise abgezogen wird. Für den Grad des Wärmeentzuges ist hierbei von Bedeutung, daß die zu kühlenden Bauelemente im Luftstrom günstig angeordnet sind. Eine solche Forderung, die Strömungsverhältnisse in einem Drucker zu berücksichtigen, bedeutet in den meisten Fällen einen größeren Platzbedarf bzw. ein größeres Volumen.

In der Elektronik herrscht zur Zeit ein immer stärker werdender Trend zur dichteren Anordnung von e!ek-

strom eines Lüfters nicht mehr erfaßt werden können.

Allgemein ist von einem elektrischen Gerät bekannt (DE-AS 23 36 878), das einen abnehmbaren Deckel aufweist, bei einem wärmeleitenden Gehäuse mit Trägerplatten, auf denen wärmeerzeugende und/oder wärmeempfindliche, einer Erwärmung ausgesetzte elektrische Bauelemente angeordnet sind, die die Trägerplatte bedeckende Abdeckplatte mittels eines federnden Metallbandes an einen Gehäusedeckel anzuschließen. Hierbei

ίο ist das federnde Metallband schlangenlinienartig gebogen und kann aus mehreren Schichten bestehen. Durch diese Gesamtanordnung ist eine gute Wärmeleitung von den elektrischen Bauelementen über die wärmeleitende Abdeckplatte und das federnde Metallband zum Gehäuse gewährleistet Eine derartige Kühleinrichtung ist jedoch noch nicht für Prucker anwendbar gemacht worden.

Es ist außerdem bekannt (IBM-Technical Disclosure Bulletin, Bd. 25 Nr. 8, Jan. 1983, Seite 4083), auf das elektronische Modul-Bauteil einer Leiterplatte eine geschlossene Spule aufzusetzen, deren andere Oberfläche an einer gekühlten Platte liegt Es sind jedoch zusätzliche Mittel erforderlich, um die gekühlte Platte auf entsprechend niedriger Temperatur zu halten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, in Druckern, insbesondere in Matrixdruckern, ohne Zuhilfenahme eines Lüfters oder zusätzlich zu einem Lüfter die im Innern des geschlossenen Druckergehäuses angeordneten elektronischen Bauelemente derart zu kühlen, daß ein frühzeitiger Ausfall einzelner Bauelemente und damit ein Ausfall des gesamten Druckers vermieden wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elastische Wärmebrücke aus einem mit großer Oberfläche versehenen Metallband besteht, das aus mehreren aufeinanderliegenden bandförmigen Folien gebildet ist und das ein durch Energieverlustwärme unzulässig erwärmtes elektrisches Bauteil mit dem Chassis und'oder mit dem Außengehäuse des Druckers verbindet. Damit wird ein Ausfall des gesamten Drukkers durch Wärmeeinwirkung, auch nach vielen Stunden Betriebsdauer, vermieden. Dabei wird die Wärmeabfuhr durch Wärmeleitung und nicht durch Wärmeübergang bewirkt Die Wärmeabfuhr läßt sich durch Wahl des Gesamtquerschnitts des Metallbandes leicht auf den zu erwartenden Wärmestrom einstellen. Fertigungstoleranzen zwischen unterschiedlichen Baugruppen des Druckers werden durch die Elastizität ausgeglichen, und obwohl eine Verbindung zwischen dem elektrischen bzw. elektronischen Bauteil und dem Chassis und/oder dem Außengehäuse des Druckers hergestellt wird, werden durch die Elastizität Verbindungsspannungen vermieden und außerdem Erschütterungen nur in geringem Maße durch die dämpfende Wirkung einer solchen elastischen Wärmebrücke übertragen.

Ein weiterer Vorteil eines derartigen Metallbandes liegt darin, daß nicht nur die Wärme, sondern ggf. auch Masseströme abgeleitet werden, so daß durch die Verbindung ein größeres Massepotential den elektroni-

trnnicr>hi»n Ranplpmpntpn Λ h vr>n hrthprpr I pictnno hpi en cphpn Raiitpilpn apopniihprcrpstpllt wirrt.

gleicher oder möglichst kleinerer Baugröße. Ferner werden, um kostengünstiger fertigen zu können, Funktionsgruppen, die früher auf getrennten Leiterplatten angeordnet waren, zu einheitlichen Baugruppen zusammengefaßt. Dieser Trend zur kompakten Bauweise führt gleichzeitig zu einer stärkeren Erwärmung in konzentrierten Raumbereichen, wobei die elektronischen Bauteile zu einem erheblichen Anteil von dem Kühlluft-Weiterhin ist vorgesehen, daß die Folien jeweils eine

Dicke von ca. 0,1 bis 0,2 mm aufweisen. Diese Dicke bringt die notwendige Elastizität bei geringem Gewicht und gestattet gleichzeitig die vorteilhafte Abstimmung von Querschnitt, Oberfläche und Wärmeleitverhalten.

Es ist ferner vorgesehen, daß die Folien, das Chassis und/oder das Außengehäuse des Druckers aus Aluminium bestehen. Auf diese Weise lassen sich die Herstellko-

sten der Wärmebrücke niedrig halten.

Sn Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Teil-Querschnitt durch einen Matrixdrucker mit Chassis, Baugruppen und Außengehäuse.

Der Matrixdrucker 1 weist ein Chassis 2 auf, das die notwendigen Baugruppen trägt Um die Schreibwalze 3 gruppieren sich z. B. der Druckkopf schlitten 4 mit dem Druckkopf 4a, der Aufzeichnungsträger-Traktor 5, die alle durch die transparente Abdeckung 6 geschützt sind. Im Innenraum 7 des Außengehäuses 8 befinden sich auf Leiterplatten 9, die einen wärmeleitenden Träger bilden, alle benötigten elektrischen bzw. elektronischen Bautei-Ie 10. Die Leistungstransistoren 11, Dioden 12 und dgl, die auf Druckschaltungsplatinen 13 angeordnet sind, bilden die eng beisammenliegenden elektrischen bzw. elektronischen Bauteile 10. Die Leiterplatten 9 sind mittels einer elastischen Wärmebrücke 14 mit dem Chassis 2 verbunden. Am Chassis 2 und an der Leiterplatte 9 befinden sich hierzu jeweils Befestigungsstellen 14a bzw. 14Z>, die durch ein leicht verbäegbares, vorteilhafterweise S-förmig geführtes Metallband 16 verbunden sind. Das Metallband 16 ist in mehrere aufeinanderliegende, bandförmige Folien 16a, i6b und 16c usw. gegliedert. Die Folien 16a bis 16c sind im Ausführungsbeispiel ca. 0,1 bis 0,2 mm dick und bestehen aus Aluminium. Wärmewiderstände werden vermieden, indem auch das Chassis 2 und/oder das Außengehäuse 8 aus Aluminium (z. B. im Druckgußverfahren) hergestellt sind. Die Warmeströmung durchläuft die Druckschaltungsplatine 13, die Leiterplatte 9 mit ihrem wärmeleitenden Träger, die elastische Wärmebrücke 14 und gelangt von dem Außengehäuse 8 an die Umgebungsluft. Es ist selbstverständlich möglich, auch weitere elektrische bzw. elektronische Bauteile 17, 18, 19 und 20 ebenfalls mittels elastischer Wärmebrücken 14 mit dem Chassis 2 bzw. mit dem Außengehäuse 8 zu verbinden.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Kühleinrichtung für einen Drucker, insbesondere für einen Matrixdrucker, durch Verwendung eines elastischen Metallbandes, das eine Trägerplatte mit einem Gehäuse verbindet und zwischen den Befestigungsstellen eine Wärmebrücke bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Wärmebrücke (14) aus einem mit großer Oberfläche versehenen Metallband (16) besteht, das aus mehreren aufeinanderliegenden bandförmigen Folien (16a, 16Z>, \%c) gebildet ist und das ein durch Energieverlustwärme unzulässig erwärmtes elektrisches Bauteil (10) mit dem Chassis (2) und/oder mit dem Außengehäuse (8) des Druckers (1) verbindet

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (16 bis 16qJ jeweils eine Dicke von ca. 0,1 bis 0,2 mm aufweisen.

3. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (16 bis 16c·}, das Chassis (2) und/oder das Außengehäuse (8) des Druckers (1) aus Aluminium bestehen.