DE3502584A1

DE3502584A1 - Elektronisches geraet

Info

Publication number: DE3502584A1
Application number: DE19853502584
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter 7121 Gemmrigheim Layh
Original assignee: Individual
Current assignee: Areg Antriebe-Regeltechnik-Elektronik 7121 G GmbH
Priority date: 1985-01-26
Filing date: 1985-01-26
Publication date: 1986-07-31

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem zumindest teilweise aus Metall bestehenden Gehäuse, welches elektrische Schaltungsteile, insbesondere auch wärmeerzeugende Schaltungsteile (nachfolgend Wärmeerzeuger genannt), wie Leistungsverstärker, -transistoren u.dgl umschließt.
Zur Abführung der von den Wärmeerzeugern verursachten Wärme ist es bekannt, an denselben größere Kühlbleche anzuordnen, um die Wärme über entsprechend vergrößerte Oberflächen wirksam an die umgebende Luft abzugeben. Soweit dabei die Wärmeerzeuger mit den Kühlblechen innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, müssen die Gehäusewandungen hinreichend durchbrochen sein, um eine Konvektionsströmung der Luft durch das Gehäuse zu ermöglichen. Andernfalls würde sich das Gehäuseinnere unerwünscht aufheizen.
Abgesehen davon, daß die genannten Kühlbleche die Einbaumaße der Wärmeerzeuger unerwünscht vergrößern, ist diese bekannte Bauweise auch insofern nachteilhaft, als völlig geschlossene Gehäuse nicht ohne weiteres verwirklicht werden können.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, für elektronische Geräte der eingangs genannten Art eine Bauweise zu schaffen, bei der ein vollständig geschlossenes Gehäuse auch dann verwendet werden kann, wenn innerhalb des Gehäuses leistungsstarke Wärmeerzeuger untergebracht werden sollen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wärmeerzeuger in wärmeleitender, jedoch elektrisch isolierter Verbindung mit einer kompakten Metallplatte auf einer Seite derselben angeordnet sind und die Metallplatte ihrerseits mit ihrer anderen Seite innerhalb des Gehäuses flächig auf einer Metallwandung des Gehäuses aufliegend montierbar ist.
Die für elektronische Schaltungen übliche Bauweise, die zugehörigen Schaltungselemente auf plattenförmigen od. dgl. Trägern anzuordnen, wird also erfindungsgemäß hinsichtlich der Wärmeerzeuger dahingehend abgewandelt, daß dieselben auf einer gut wärmeleitenden kompakten Platte angeordnet sind, die ihrerseits in gut wärmeleitendem Kontakt mit einer Metallwandung des Gehäuses montierbar ist. Bei dieser Bauweise erübrigt sich die Anordnung von Kühlblechen an den Wärmeerzeugern. Vielmehr wird die entstehende Wärme unmittelbar von der Metallplatte aufgenommen und über dieselbe verteilt, ohne daß innerhalb der Metallplatte bzw. am Orte der Wärmeerzeuger auf der Metallplatte ein größeres Temperaturgefälle (Temperaturgradient) entstehen kann. Vielmehr liegt die Temperaturdifferenz zwischen den Wärmeerzeugern und der Metallplatte typischerweise bei wenigen Grad Celsius. Von der Metallplatte wird die Wärme über eine große Kontaktfläche und damit geringe Übergangswiderstände in die Metallwandung des Gehäuses eingeleitet, die dann die Wärme an die das Gehäuse umgebende Luft abführt.
Zweckmäßigerweise besteht die Metallplatte aus Kupfer oder einem anderen Material mit vergleichbarer bzw. guter Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus können auf der Außenseite der Metallwandung, auf der die Metallplatte aufliegt, Kühlrippen angeordnet bzw. angeformt sein. Durch diese Maßnahmen läßt sich unter allen Umständen sicherstellen, daß die Temperatur innerhalb des Gehäuses allenfalls geringfügig über die Umgebungstemperatur ansteigen kann.
Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß als Gehäuse ein stranggepreßtes Metallprofilteil, insbesondere Metallhohlprofilteil, verwendet werden kann, dessen offenen Stirnenden sich durch dort angeordnete Stirnplatten od. dgl. hermetisch abschließen lassen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die vom Gehäuse umschlossenen Schaltungsteile mit vernachlässigbarer bzw. ohne Wärmeerzeugung auf einer Träger- bzw.
Plattenanordnung angeordnet sind, welche zur Halterung innerhalb des Gehäuses einerseits an der mit der Metallwandung verbindbaren Metallplatte und andererseits an einem in einen Schlitz einer Gehäusewandung einschiebbaren Leistenteil unmittelbar bzw. mittelbar befestigt sind, welches von außen zugängliche Steckerkontakte, Schalter, Anschlußkabel od. dgl. trägt.
Dementsprechend läßt sich die gesamte, vom Gehäuse aufgenommene Schaltungsanordnung bzw. jeder entsprechend aufgebaute Schaltungsmodul als Einheit in das Gehäuse einschieben, wobei dann die Metallplatte sowie das Leistenteil die Halterung der Schaltungsanordnung bzw. des Schaltungsmodules im Gehäuse übernehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevor- zugten Ausführungsbeispieles erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigt die einzige Figur ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes, dessen Gehäuse im wesentlichen durch ein stranggepreßtes Metallhohlprofilteil gebildet wird.
Das erfindungsgemäße elektronische Gerät besitzt ein Gehäuse, welches im wesentlichen durch ein stranggepreßtes Metallhohlprofilteil 1 mit rechteckigem Querschnitt gebildet wird. An der einen schmalen Seite dieses Metallhohlprofilteiles 1 sind Kühlrippen 2 einstückig angeformt. In der anderen Schmalseite ist ein Schlitz 3 ausgespart, welcher zumindest an einem Stirnende des Metallhohlprofilteiles 1 offen ist und dort erst nach Anordnung von rechteckigen Stirnplatten (nicht dargestellt), die zum stirnseitigen Abschluß des Metallhohlprofilteiles 1 dienen, verschlossen wird.
Die innerhalb des Metallhohlprofilteiles 1 bzw. des Gehäuses untergebrachten elektronischen Schaltungselemente 4 sind in üblicher Weise auf zwei Trägerplatten 5 angeordnet, welche im dargestellten Beispiel mittcls Bolzen 6 zu einer kastenartigen Montageeinheit vcrbunden sind.
An dem den Kühlrippen 2 benachbarten Rand der einen Trägerplatte 5 ist eine kompakte Metallplatte 7 aus Kupfer derart befestigt, daß sie nach Einsetzen der durch die Trägerplatten 5 gebildeten Montageeinheit in das Metallhohlprofilteil 1 auf der mit den Kühlrippen 2 versehenen Wandung des Metallhohlprofilteiles 1 aufliegt und dort mittels Schrauben 8 befestigt werden kann, die sich durch entsprechende Bohrungen des Metallhohlprofilteiles 1 in Gewindebohrungen der Metallplatte 7 einschrauben lassen.
Auf der Metallplatte 7 sind sämtliche wärmeerzeugenden Schaltungselemente, d.h. die Wärmeerzeuger 9, derart angeordnet, daß eine gut wärmeleitende, jedoch elektrisch isolierende Verbindung zwischen der Metallplatte 7 und den Wärmeerzeugern 9 gegeben ist. Beispielsweise können die elektrische Isolation sowie die gute Wärmeleitung durch Schichten aus Halbleiteroxyden bzw. Keramik gewährleistet werden, wie sie bei der Herstellung von elektronischen Elementen üblich sind.
An dem der Metallplatte 7 gegenüberliegenden Rand der in der Zeichnung unteren Trägerplatte 5 ist ein Leistenteil 10 angeordnet, welches sich in den Schlitz 3 einschieben läßt und denselben ausfüllt. Zusammen mit der Metallplatte 7 dient dieses Leistenteil 10 einerseits dazu, die von den Trägerplatten 5, den Bolzen 6, der Metallplatte 7 und dem Leistenteil 10 sowie den Schaltungselementen 4 bzw. den Wärmeerzeugern 9 gebildete Montageeinheit innerhalb des Metallhohlprofilteiles 1 mit Abstand der Trägerplatten 5 von den Wandungen des Profiles 1 zu haltern. Andererseits trägt das Leistenteil 10 von außen zugängliche Steckkontakte, Betätigungsschalter u.dgl. bzw. dient zur Durchführung eines Anschlußkabels od. dgl.
Das dargestellte elektronische Gerät besitzt unter anderem die folgenden Vorteile: Die Herstellung ist mit sehr geringem Aufwand möglich. Denn das Gehäuse kann durch Strangpressung des Metallhohlprofilteiles 1 praktisch vollständig in einem einzigen Arbeitsgang vorgefertigt werden. Die als Montageeinheit ausgebildete Schaltungsanordnung braucht lediglich in das Metallhohlprofilteil eingeschoben und dort durch Verschraubung der Metallplatte 7 an der mit den Kühlrippen 2 versehenen Wandung des Metallhohlprofilteiles 1 festgelegt zu werden. Danach kann der Gehäuseinnenraum durch Anordnung geschlossener Stirnplatten am Metallhohlprofilteil hermetisch abgeschlossen werden. Trotz dieser geschlossenen Bauweise ist eine wirksame Kühlung der im Gehäuseinneren untergebrachten Wärmeerzeuger 9 automatisch gewährleistet, weil deren Wärme von der Metallplatte 7 unmittelbar aufgenommen und großflächig verteilt sowie über eine große Kontaktfläche auf das mit den Kühlrippen 2 versehene Wandungsteil des Metallhohlprofilteiles 1 zur Einleitung in die umgebende Luft übergeleitet wird.
Abweichend von der dargestellten Bauweise ist es auch möglich, anstelle des Metallprofilteiles 1 sowie der Metallplatte 7 entsprechende Profilteile bzw. Platten aus anderen hinreichend wärmeleitenden Materialien zu verwenden. Diese sind jedoch in der Regel teurer als Metalle, so daß deren Verwendung bevorzugt ist.
Gleichwohl ist die Erfindung nicht auf Metallhohlprofilteile bzw. -gehäuse sowie Metallplatten zur Anordnung der Wärmeerzeuger 9 beschränkt.

Claims

Patentansprüche 1. Elektronisches Gerät mit einem zumindest teilweise aus Metall bestehenden Gehäuse, welches elektronische Schaltungsteile, insbesondere auch wärmeerzeugende Schaltungsteile (nachfolgend Wärmeerzeuger genannt), wie Leistungsverstärker, -transistoren u.dgl umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeerzeuger (9) in wärmeleitender, jedoch elektrisch isolierter Verbindung mit einer kompakten Metallplatte (7) auf einer Seite derselben angeordnet sind und die Metallplatte (7) ihrerseits mit ihrer anderen Seite im Gehäuse (Metallhohlprofilteil 1) flächig auf einer Metallwandung des Gehäuses aufliegend montierbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (7) aus Kupfer oder einem anderen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.
3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Metaliwandung Kühlrippen (2) angeordnet bzw.

angeformt sind.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwandung, auf der die Metallplatte (7) aufliegt, eine Seitenfläche eines zur Herstellung des Gehäuse dienenden stranggepreßten Metallprofilteiles, insbesondere Metallhohlprofilteiles (1), bildet.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Gehäuse (Metallhohlprofilteil 1) umschlossenen Schaltungsteile (Schaltungselemente 4) mit vernachlässigbarer bzw. ohne Wärmeerzeugung auf einer Träger- bzw. Plattenanordnung (Trägerplatten 5) angeordnet sind, welche zur Halterung innerhalb des Gehäuses (Metallhohlprofilteil 1) einerseits an der mit der Metallwandung verbindbaren Metallplatte (7) und andererseits an einem in einen Schlitz (3) einer Gehäusewandung einschiebbaren Leistenteil (10) unmittelbar bzw. mittelbar befestigt sind, welches von außen zugängliche Steckerkontakte, Betätigungsschalter, Anschlußkabel od. dgl. trägt.