DE3628563C3 - Netzgerät mit einem Transformator und einer Leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzgerät mit einem Transformator, dessen Magnetkern aus Transformatorblechen zusammengesetzt und mittels Schrauben zusammengehalten ist, und einem die elektrischen Bauteile aufnehmenden und mit dem Transformator verbindbaren Gehäuse.

Bei herkömmlichen Geräten der eingangs genannten Art, wie sie z.B. in der DE-GM 19 19 601 beschrieben sind, besteht das Gehäuse aus Kunststoff und ist mit dem Transformator mittels Schrauben verbunden. An der Ober- und an der Vorderseite ist das Gehäuse offen. Die vom Gehäuse aufgenommenen Teile (Klemmen, Sicherungen, Schalter) sind mit Klemmleisten verbunden, für die an den Innenwandungen des Gehäuses Vorsprünge oder Schlitze vorgesehen sind. Ist im bekannten Gehäuse ein elektrisches Bauteil beschädigt oder soll ein weiteres elektrisches Bauteil in das Gehäuse eingebaut werden, dann ist die Auswechselung bzw. der Einsatz des neuen bzw. des weiteren Bauteiles durch die räumliche Anordnung der übrigen Bauteile erschwert, da nicht selten eine Klemmleiste, die ein unbeschädigtes Bauteil trägt, gelöst werden muß, um an das beschädigte Bauteil zu gelangen. Die nicht zentrale Anordnung der einzelnen elektrischen Bauteile innerhalb des Gehäuses hat ferner den Nachteil, daß die Reparatur bzw. Auswechselung eines Bauteiles vor Ort erfolgen muß.

Ferner ist in dem DE-GM 85 28 177 ein Kühlkörper in Gehäuseform mit einschiebbarer Leiterplatte und einer Abdeckung beschrieben. Da der Kühlkörper grundsätzlich aus massivem, elektrisch leitendem und starrem Werkstoff, z. B. Aluminium, besteht, weist die in angeformte Gleit- und Haltenuten der Wandteile des Kühlkörpers eingebrachte Leiterplatte an ihrer Stirnseite seitlich abstehende Nasen als Einschubbegrenzung und an der gegenüberliegenden Seite federnde Zungen mit seitlichen Rastelementen auf. Die zwei an der Innenwand des Kühlkörpers eingeschnittene Nuten voraussetzende Leiterplatte ist für dünnwandige Gehäuse, wie sie z. B. bei Transformatoren üblich sind, schon deswegen nicht geeignet, weil sachgerecht ausgebildete und dimensionierte Nuten eine beachtliche Schwächung bedeuten würde.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Netzgerät ohne unangemessenen konstruktiven Aufwand so weiterzubilden, daß der Zugang zu den elektrischen Bauelementen und die Auswechselung merklich einfacher sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Bauteile von einer im Gehäuse anbringbaren Leiterplatte getragen sind, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit Rastansätzen versehen ist, die in Rastaufnahmen der Seitenwände des bügelförmigen Gehäuses eingerastet sind, daß die Seitenwände des Gehäuses im Bereich ihrer freien Enden mittels der die Transformatorbleche des Magnetkernes verbindenden Schrauben und Abstandshülsen mit dem Transformatorkern verbunden sind, daß an den einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte mittels einer mittigen Ausnehmung zwei Rastansätze abgeteilt sind, die in als Schlitze ausgebildete Rastaufnahmen der Seitenwände des Gehäuses eingerastet sind, wobei die Schlitze von den Seitenkanten der Seitenwände ausgehen, daß die Ausnehmungen der Leiterplatte einen Abstand aufweisen, der der lichten Weite zwischen den Seitenwänden des Gehäuses entspricht, und daß die Rastansätze eine Höhe aufweisen, die der Dicke der Seitenwände des Gehäuses entspricht.

Man erkennt, daß ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, die elektrischen Bauteile innerhalb des bügelförmigen Gehäuses zu zentralisieren, und zwar auf einer Leiterplatte, die mit dem Gehäuse lösbar verbindbar ist. Diese lösbare Verbindung der Leiterplatte mit dem Gehäuse bringt zum einen den Vorteil, daß sie in das Gehäuse problemlos sowohl eingebaut als auch ausgebaut werden kann. Dies ergibt sich zum einen aus der Ausbildung der Leiterplatte und des Gehäuses (für diese Zwecke sind Rastansätze und Rastaufnahmen vorgesehen) und zum anderen aus der Anwendung von Schrauben und Abstandshülsen, die sicherstellen, daß diese Verbindung nicht nur form-, sondern auch kraftschlüssig ist. Zu einer ungewollten Verbindung bzw. Berührung der Leiterplatte mit dem Transformatorkern oder mit dem Gehäuse kann es daher nicht kommen. Soll nun ein elektrisches Bauteil ausgewechselt oder die Leitplatte mit einem weiteren elektrischen Bauteil nachgerüstet werden, dann sind nur die Schrauben zu lösen, um an die elektrischen Bauteile gelangen zu können. Nach der Abnahme des Gehäuses steht die komplette Leiterplatte dem Benutzer zur Verfügung, und zwar allseitig. Sind aber mehrere elektrische Bauteile beschädigt, dann kann die komplette Leiterplatte ausgewechselt werden, was zu einer erheblichen Verringerung der Ausfallzeit des Netzgerätes führt. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, daß es sich, bis auf die Schrauben, um eine Steckmontage handelt, bei der keine Fertigungstoleranzen beachtet werden müssen.

Das bügelförmige Gehäuse überdeckt die Leiterplatte und schützt diese mit den darauf befestigten, elektrischen Bauteilen. Die Seitenwände des Gehäuses tragen die Befestigungsstellen und übernehmen die Kräfte.

Die Verrastung der Leiterplatte an bzw. in den Seitenwänden bringt keine Belastung für die Rastansätze der Leiterplatte, wenn auf den Transformator oder das Gehäuse Belastungen einwirken. Damit ist die Leiterplatte in dem Gehäuse geschützt und die auf den Transformator oder das Gehäuse einwirkenden Kräfte sind von den Befestigungsstellen der Leiterplatte ferngehalten.

Der Zugang zu den Anschlüssen des Transformators und Netzgerätes wird nach einer Ausgestaltung dadurch erleichtert, daß die freien Kanten des mittleren Schenkels des Gehäuses mit mittleren Ausnehmungen versehen sind und daß in dem Bereich der Leiterplatte unterhalb dieser Ausnehmungen Anschlußklemmen auf der Leiterplatte festgelegt sind. An diesen Anschlußklemmen sind zumindest die Primärleitungen des Transformators und die Gleichstromausgänge des Netzgerätes erreichbar.

Eine symmetrische Anbringung des Gehäuses am Transformator wird dadurch erreicht, daß jede Seitenwand des Gehäuses über zwei gleich lange Abstandshülsen mit dem Magnetkern verbunden ist, wobei die Länge der Abstandshülsen der halben Differenz aus der lichten Weite zwischen den Seitenwänden des Gehäuses und der Dicke des Magnetkerns entspricht.

Eine weitere Funktion übernimmt das Gehäuse dann, wenn vorgesehen ist, daß das Gehäuse aus gut wärmeleitendem Material besteht und als Kühlkörper für Halbleiterbauelemente verwendet ist.

Eine optimale Raumausnützung wird für das Netzgerät dadurch erreicht, daß die Breite des bügelförmigen Gehäuses auf die zugeordnete parallele Abmessung des Magnetkernes ausgelegt ist, sowie dadurch, daß die Rastaufnahmen in den Seitenwänden des Gehäuses zwischen den Befestigungsstellen und mit mittlerem Schenkel des Gehäuses so angeordnet sind, daß die Leiterplatte in geringem Abstand zum Magnetkern steht und daß die elektrischen Bauteile und die Anschlußklemmen auf der dem Magnetkern abgekehrten Seite der Leiterplatte angeordnet und befestigt sind.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung perspektivisch dargestellten Netzgerätes näher erläutert.

In den mit Wicklungen 17 versehenen Spulenkörper 16 des Transformators 10 werden die Transformatorenbleche des Magnetkernes 11 eingeschoben. Sind alle Transformatorenbleche eingebracht, dann werden mit den Schrauben 14 und 15 und nicht einsehbaren Muttern die beiden Befestigungswinkel 12 und 13 an dem Magnetkern 11 angebracht. An der gegenüberliegenden Seite des Magnetkerns 11 verbinden die Schrauben 20 mit nicht einsehbaren Muttern das bügelförmige Gehäuse 21 mit dem Magnetkern 11. Das Gehäuse 21 besteht aus dem mittleren Schenkel 22, an den sich die beiden Seitenwände 23 und 24 anschließen. Diese Seitenwände 23 und 24 weisen im Bereich der freien Kante zwei Bohrungen für die Schrauben 20 auf. Damit das Gehäuse 21 symmetrisch zum Transformator 10 steht, wird zwischen jede Seitenwand 23 und 24 und Magnetkern 11 pro Schraube 20 eine Abstandshülse 18 bzw. 19 eingebracht. Diese Abstandshülsen 18 und 19 haben gleiche Länge, die der halben Differenz aus der lichten Weite zwischen den Seitenwänden 23 und 24 und der Dicke des Magnetkernes 11 entspricht. Die Schrauben 20 verbinden daher das Gehäuse 21 mit dem Magnetkern 11 und halten über die Abstandshülen 18 und 19 die Transformatorbleche im oberen Bereich des Magnetkernes 11 zusammen.

Bevor das Gehäuse 21 mit dem Magnetkern 11 verbunden wird, wird die mit den elektrischen Bauteilen 35 und 36 und den Anschlußklemmen 34 bestückte Leiterplatte 30 in dem Gehäuse 21 eingerastet. Die beiden einander gegenüberliegenden Schmalseiten der Leiterplatte 30 tragen mittige Ausnehmungen, so daß flanschartige, rechteckförmige Rastansätze 31 und 32 bzw. 33 in den Eckbereichen der Leiterplatte 30 stehen bleiben, deren Höhe der Dicke der Seitenwände 23 bzw. 24 des Gehäuses 21 entspricht. Die Seitenwände 23 und 24 des Gehäuses 21 weisen als Schlitze ausgebildete Rastaufnahmen 27 und 38 bzw. 29 auf, in die die Rastansätze 27 und 28 bzw. 29 der Leiterplatte 30 eingerastet werden. Bei dem Rastvorgang wird die Leiterplatte 30 durch Wölbung entsprechend verformt. Die Rastaufnahmen 27 und 28 bzw. 29 sind zu den Seitenkanten der Seitenwände 23 und 24 offen, so daß das Einrasten der Leiterplatte 30 erleichtert wird. Die Rastansätze 27 und 28 bzw. 29 sitzen geschützt in den Rastaufnahmen 31 und 32 bzw. 33 und schließen bündig mit deren Außenseiten ab.

Die Leiterplatte 30 ist in den Seitenwänden 23 und 24 so festgelegt, daß der Abstand zum Magnetkern 11 möglichst klein ist, um den Platzbedarf klein zu halten. Die elektrischen Bauteile 35 und 36 und die Anschlußklemmen 34 sind auf der dem Magnetkern 11 abgekehrten Seite der Leiterplatte 30 angeordnet und befestigt. Über den Anschlußklemmen 34 ist der mittlere Schenkel 22 des Gehäuses 21 mit Ausnehmungen 25 und 26 in den Längskanten versehen, um den Zugang zu den darunterliegenden Anschlußklemmen 34 zu erleichtern.

Besteht das Gehäuse 21 aus gut wärmeleitendem Metall, dann läßt es sich gleichzeitig auch als Kühlkörper für Halbleiterbauelemente verwenden, die dann einfach auf der Innenseite des mittleren Schenkels 22 und/oder der Seitenwände 23 und 24 des Gehäuses 21 in wärmeleitendem Kontakt befestigt werden.

Claims (6)

1. Netzgerät mit einem Transformator, dessen Magnetkern aus Transformatorblechen zusammengesetzt und mittels Schrauben zusammengehalten ist, und einem die elektrischen Bauteile aufnehmenden und mit dem Transformator verbindbaren Gehäuse, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrischen Bauteile von einer im Gehäuse (21) anbringbaren Leiterplatte (30) getragen sind, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit Rastansätzen (31, 32, 33) versehen ist, die in Rastaufnahmen (27, 28, 29) der Seitenwände (23, 24) des bügelförmigen Gehäuses (21) eingerastet sind,
daß die Seitenwände (23, 24) des Gehäuses (21) im Bereich ihrer freien Enden mittels der die Transformatorbleche des Magnetkernes (11) verbindenden Schrauben (20) und Abstandshülsen (18, 19) mit dem Transformatorkern (11) verbunden sind,
daß an den einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte (30) mittels einer mittigen Ausnehmung zwei Rastansätze (31, 32) abgeteilt sind, die in als Schlitze ausgebildete Rastaufnahmen (27, 28) der Seitenwände (23, 24) des Gehäuses (21) eingerastet sind, wobei die Schlitze von den Seitenkanten der Seitenwände (23, 24) ausgehen, daß die Ausnehmungen der Leiterplatte (30) einen Abstand aufweisen, der der lichten Weite zwischen den Seitenwänden (23, 24) des Gehäuses (21) entspricht, und
daß die Rastansätze (31, 32, 33) eine Höhe aufweisen, die der Dicke der Seitenwände (23, 24) des Gehäuses entspricht.

2. Netzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Kanten des mittleren Schenkels (22) des Gehäuses (21) mit mittleren Ausnehmungen (25, 26) versehen sind und
daß in dem Bereich der Leiterplatte (30) unterhalb dieser Ausnehmungen (25, 26) Anschlußklemmen (34) auf der Leiterplatte (30) festgelegt sind.

3. Netzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenwand (23, 24) des Gehäuses (21) über zwei gleich lange Abstandshülsen (18, 19) mit dem Magnetkern (11) verbunden ist, wobei die Länge der Abstandshülsen (18, 19) der halben Differenz aus der lichten Weite zwischen den Seitenwänden (23, 24) des Gehäuses (21) und der Dicke des Magnetkernes (11) entspricht.

4. Netzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) aus gut wärmeleitendem Metall besteht und als Kühlkörper für Halbleiterbauelemente verwendet ist.

5. Netzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des bügelförmigen Gehäuses (21) auf die zugeordnete parallele Abmessung des Magnetkernes (11) ausgelegt ist.

6. Netzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rastaufnahmen (27, 28, 29) in den Seitenwänden (23, 24) des Gehäuses (21) zwischen Befestigungsstellen und dem mittleren Schenkel (22) des Gehäuses (21) so angeordnet sind, daß die Leiterplatte (30) in geringem Abstand zum Magnetkern (11) steht, und
daß die elektrischen Bauteile (35, 36) und die Anschlußklemmen (34) auf der dem Magnetkern (11) abgekehrten Seite der Leiterplatte (30) angeordnet und befestigt sind.