DE3609037A1

DE3609037A1 - Gehaeuseanordnung fuer belueftete geraete, insbesondere der leistungselektronik

Info

Publication number: DE3609037A1
Application number: DE19863609037
Authority: DE
Inventors: Erich Chorneuburg Edlinger; Wolfgang Kainz; Walter Kölzer; Franz Reitschmidt; Leopold Wien Werk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG Oesterreich
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1986-10-30
Also published as: AT384343B; ATA114385A

Description

Gehäuseanordnung für belüftete Geräte, insbesondere
der Leistungselektronik Die Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung für belüftete Geräte, insbesondere der Leistungselektronik, mit einem plattenförmigen Kühlkörper.
Gehäuse für elektronische Geräte werden häufig in Gestelle oder Schaltschränke eingebaut und haben im allgemeinen neben ihrer Funktion als Schutzeinrichtung der Bauteile vor mechanischen Beschädigungen und als Bauteilträger bei Geräten mit Fremdbelüftung auch die Aufgabe, die Luftführung zu verbessern. Bei Steigerung der Nennleistung solcher Geräte, die durch die Entwicklung immer leistungsfähigerer elektronischer Bauteile, insbesondere Halbleiterventile, möglich ist, ist ab einer bestimmten Leistungsgröße immer mehr die Notwendigkeit der Frendbelüftung, insbesondere des Leistungsteiles gegeben.
Genügte es bei Geräten mit sehr kleiner Nennleistung noch, jedem Ventil ein eigenes Kühlblech oder einen kleinen Kühlkörper zuzuordnen, muß man bei größeren Nennleistungen dazu übergehen, die Haibleitermodule auf einem gemeinsamen plattenförmigen Kühlkörper zu montieren, der mit Kühlrippen ausgebildet ist. Zur Kühlung des Leistungsteils elektronischer Geräte ist in der Regel an der Unterseite des Kühikörpers ein geräuscharmer Lüfter angeordnet, wobei bevorzugt Tangentiallüfter eingesetzt werden, die zur seitlichen Beblasung von plattenförmigen Kühlkörpern besonders geeign#et sind. Die Kühlluft, die den Kühlkörper von unten nach oben überstreicht, wird aus dem Schaltschrank angesaugt und in diesen zurückgeblasen.
Bei fremdbelüfteten Geräten wird der Kühlluftstrom auf Ubertemperatur überwacht, damit wird ein Lüfterausfall bzw. eine Verschmutzung der Kühlkörper gemeldet. Bei Einbau in geschlossene Schränke muß dafür gesorgt werden, daß die Temperatur innerhalb des Schrankes die zulässige Betriebstemperatur nicht überschreitet. Bei nichtgeschlossenem Schrank werden durch den Kühlluftstrom Staub- und Fremdkörper aus der Umgebungsluft sowohl in den Schrank als auch in das Gerät gesaugt, die sich auch am Kühlkörper ablagern und die Kühlwirkung verschlechtern, was zum Ansprechen der zuvor genannten Uberwachungseinrichtung führen kann. Die Geräte müssen daher in bestimmten Zeitabständen mittels Preßluft oder Staubsauger gereinigt werden. Letztere Methode erscheint als schwierig, bei der ersteren einfacheren Methode wird sich sicher ein Teil des weggeblasenen Staubes im Schrank ablagern, wenn nicht überhaupt das Gerät vorübergehend aus dem Schrank entfernt werden muß.
Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, bei einer Gehäuseanordnung der eingangs genannten Art diesen Problemen zu begegnen und die Kühiluftführung, insbesondere bei Fremdbelüftung und bei unterschiedlichen Befestigungsarten zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Gehäuseanordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kühlkörper als Gehäuserückwand vorgesehen ist, daß seine dem Gehäuseinneren zugekehrte vordere Fläche mindestens in den Randbereichen ebenflächig aus- gebildet ist, daß an seiner dem Gehäuseinneren abgekehrten hinteren, mit Kühlrippen ausgebildeten Fläche in den Bereichen ihrer zu den Kühlrippen parallelen Ränder Stege angeordnet sind, so daß durch die Randbereiche der Platte eine Montagefläche zur Befestigung des Gerätes in einem Ausschnitt der Wand eines Schaltschrankes sowie durch die Längskanten der Stege eine Montagefläche zur Befestigung des Gerätes an einer Wand gegeben ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Gehäuseanordnung liegt darin, daß zwei unterschiedliche Befestigungsarten für die Geräte möglich sind, daß eine getrennte KUhlluftführung erreicht wird, und daß insbesondere bei der Anordnung im Ausschnitt der Wand eines Schaltschrankes die Kühiluftführung außerhalb des Schrankes erfolgt, so daß eine Temperaturerhöhung im Schrank durch die abgeführte Wärme vermieden wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß wenigstens für die Befestigung im Ausschnitt der Wand eines Schaltschrankes der aus den Stegen und der hinteren Plattenfläche gebildete, die Kühlrippen beinhaltende Raum durch eine, vorzugsweise in an dem Steg angeordnete Nuten einschiebbare Platte in Form eines Schachtes oder Kanals abschließbar ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist zur Anpassung an beide mögliche Montagearten des Gerätes ein zur Fremdbelüftung vorgesehener Tangentiallüfter mit seinem prismatischen Ausblasstutzen in zwei zueinander um 1800 verdrehten Lagen an die untere Öffnung des Schachtes oder Kanals ansetzbar.
Der Vorteil dieser Maßnahme ist darin zu sehen, daß bei der Anordnung im Ausschnitt der Wand eines Schaltschrankes bei der Bemessung des erforderlichen Ausschnittes die Abmessungen des Lüfters unberücksichtigt bleiben können und die Kühlluft auch außerhalb des Schrankes angesaugt wird, so daß eine Zuführung von Staub aus der Umluft in den Schrank vermieden wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß an einer Kante des plattenförmigen Kühlkörpers senkrecht zu seiner vorderen Fläche spaltfrei eine vorzugsweise trapezförmige, Kabeldurchführungselemente aufweisende Platte angeordnet ist und so dem Kühlkörper eine ausreichend dicht ausgeführte Abdeckkappe, deren Berührungskanten entsprechend den ebenen Randbereichen der vorderen Fläche des Kühlkörpers sowie der Kontur der Platte verlaufen, unter Anwendung eines Dichtelementes aufsetzbar ist.
Aufgrund dieser Ausbildung kann ein Gerät auch außerhalb eines Schaltschrankes angeordnet werden, so daß damit eine große Freizügigkeit bei der Anlagendisposition gegeben ist.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, daß durch Anordnung von Durchführungsbohrungen und Einsattlung von Endflächen einer Anzahl von Kühlrippen der Kühlkörper zur Aufnahme eines schleifenförmig gebogenen, nach Art der Heizschlangen von Warmwassergeräten ausgeführten Widerstandes zwischen seinen Kühlrippen adaptierbar ist.
Auf diese einfache Weise ist es ermöglicht, Verlustwärmequellen in Form von Widerständen außerhalb des geschlossenen Gehäuses direkt im Kühlluftstrom anzuordnen.
Anhand der Zeichnung ist die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in Schrägansicht ein Gerät mit einer erfindungsgemäßen Gehäuseanordnung, das für den Einbau in einen Schaltschrank vorgesehen ist und Fig. 2 zeigt in Schrägansicht ein Gerät mit einer erfindungsgemäßen Gehäuseanordnung, das für freie Aufstellung außerhalb eines Schaltschrankes vorgesehen ist.
Das Gerät nach Fig.l weist als Gehäuserückwand einen plattenförmigen Kühlkörper 1 auf, der eine dem Gehäuseinneren zugekehrte vordere Fläche 2 aufweist, die zumindest in den Randbereichen 3 ebenflächig ausgebildet ist und natürlich in diesen Randbereichen 3 auch nicht mit Bauelementen belegt werden darf. Diese Fläche 2 dient als Montagefläche für die Bauelemente, zumindest für jene mit hoher Wärmeentwicklung. An der dem Gehäuseinneren abgekehrten hinteren Fläche 4 sind Kühlrippen 5 angeformt.
Im Bereich der zu den Kühlrippen 5 parallel verlaufenden Ränder 6 des Kühlkörpers 1 sind Stege 7 angeordnet. Es sind somit zwei Befestigungsmöglichkeiten gegeben, nämlich die Befestigung des Gerätes an einer Wand mittels der Stege 7, die dazu vorteilhaft einen L-förmigen Querschnitt aufweisen und in dem Stegteil 9 Befestigungslöcher 10 aufweisen bzw. die Befestigung des Gerätes im Ausschnitt der Wand 11 eines Schaltschrankes mittels des Randbereiches 6 des Kühlkörpers 1.
Der durch die hintere Fläche 4 des Kühlkörpers 1 sowie die Stege 7 gebildete Raum, in dem sich die parallelen Kühlrippen 5 befinden, kann durch eine Platte 13 kanalartig geschlossen werden, die in Nuten 14, die im Steg 7 angeordnet sind, einschiebbar ist. Es ist somit ein vom Gehäuseinneren vollkommen getrennter Kühiluftkanal 15 geschaffen. Der zur Erzeugung des KUhlluftstromes bei Fremdbelüftung vorgesehene Tangentiallüfter 16 wird mit seinem prismatischen Ausblasstutzen 17 spaltfrei an der unteren Querschnittsöffnung des Kühlluftkanals 15 mittels Laschen 18 befestigt. Er kann damit auf einfache Weise um 1800 verschwenkt und seine Lage damit an die beiden beschriebenen Montagemöglichkeiten für das Gerät angepaßt werden. So entspricht die Anordnung nach a) der Anordnung des Gerätes an einer Wand und die Anordnung nach b) der Anordnung im Ausschnitt der Wand eines Schaltschrankes.
Die Ausführung des Gerätes nach Figur 2 entspricht in vielen Einzelheiten der Ausführung nach Figur 1. Unterschiedlich ist hier die Anordnung einer Platte 21, die etwa trapezförmig ausgebildet und mit Durchführungselementen 22 für Anschlußkabel versehen ist. Eine weitere Abdeckkappe 23 kann mittels Spanngliedern 24, die die Ränder 6 des Kühlkörpers 1 hintergreifen, am Kühlkörper 1 befestigt werden, wobei durch die ebenflächig ausgeführten Randbereiche 3 der vorderen Fläche 2 des Kühlkörpers 1 bei Verwendung eines Dichtelementes 25 mit Sicherheit eine ausreichende Dichtheit gegen Eindringen von Wasser gegeben ist. Der die Gehäuserückwand bildende Kühlkörper 1 ist ebenfalls für Wasser nicht durchlässig, allenfalls vorhandene Gewindelöcher für Befestigungen sind, soweit sie durchgängig sind, durch das eingeschraubte Schraubengewinde abgedichtet.
Durch Anordnung zweier Durchgangsbohrungen 26 ist es möglich, einen schleifenförmig, nach Art einer Heizschlange für Warmwassergeräte ausgebildeten Widerstand 27 mit seinen Schleifen zwischen den Kühlrippen anzuordnen.
Zweckmäßigerweise wird dazu, um die Bauhöhe nicht zu vergrößern, in der Endfläche einer oder mehrerer Kühlrippen 5 eine Einsattelung 28 ausgebildet. Durch ein stabiles Abdeckgehäuse 29 für den unten angeordneten Tangentiallüfter 16 ist eine Standfläche zur freien Aufstellung des Gerätes gegeben.
5 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche: 1. Gehäuseanordnung für belüftete Geräte, insbesondere der Leistungselektronik, mit einem plattenförmigen Kühlkörper, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kühlkörper (1) als Gehäuserückwand vorgesehen ist, daß seine dem Gehäuseinneren zugekehrte vordere Fläche (2) mindestens in den Randbereichen (3) ebenflächig ausgebildet ist, daß an seiner dem Gehäuseinneren abgekehrten hinteren, mit Kühlrippen (5) ausgebildeten Fläche (4) in den Bereichen ihrer zu den Kühlrippen (5) parallelen Ränder (6) Stege (7) angeordnet sind, so daß durch die Randbereiche (3) der Platte (1) eine Montagefläche zur Befestigung des Gerätes in einem Ausschnitt der Wand (11) eines Schaltschrankes sowie durch die Längskanten der Stege (7) eine Montagefläche zur Befestigung des Gerätes an einer Wand gegeben ist.
2. Gehäuseanordnung 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 wenigstens für die Befestigung im Ausschnitt der Wand eines Schaltschrankes der aus den Stegen (7) und der hinteren Plattenfläche (4) gebildete, die Kühlrippen (5) beinhaltende Raum durch eine, vorzugsweise in an dem Steg (7) angeordnete Nuten (14) einschiebbare Platte (13) in Form eines Schachtes oder Kanals abschließbar ist.
3. Gehäuseanordnung 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 zur Anpassung an beide mögliche Montagearten des Gerätes ein zur Fremdbelüftung vorgesehener Tangentiallüfter (16) mit seinem prismatischen Ausblasstutzen (17) in zwei zueinander um 1800 verdrehten Lagen an die untere Öffnung des Schachtes oder Kanals ansetzbar ist.
4. Gehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an einer Kante des plattenförmigen Kühlkörpers (1) senkrecht zu seiner vorderen Fläche (2) spaltfrei eine vorzugsweise trapezförmige, Kabeldurchführungselemente (22) aufweisende Platte (21) angeordnet ist und so dem Kühlkörper (1) eine ausreichend dicht ausgeführte Abdeckkappe (23), deren Berührungskanten entsprechend den ebenen Randbereichen (3) der vorderen Fläche (4) des Kühlkörpers (1) sowie der Kontur der Platte (21) verlaufen, unter Anwendung eines Dichtelementes (25) aufsetzbar ist.
5. Gehäuseanordnung 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 durch Anordnung von Durchführungsbohrungen (26) und Einsattlung (28) von Endflächen einer Anzahl von Kühlrippen (5) der Kühlkörper (1) zur Aufnahme eines schleifenförmig gebogenen, nach Art der Heizschlangen von Warmwassergeräten ausgeführten Widerstandes (27) zwischen seinen Kühlrippen (5) adaptierbar ist.