DE3704128A1 - Elektronikschrank mit darin angeordneten trageinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronikschrank mit darin angeordneten Trageinheiten zur Aufnahme von Baugruppenträgern. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Meß- und Regelungstechnik.

In der industriellen Elektronik müssen die für bestimmte Anwendungsgebiete benötigten Bauelemente in Elektronik­ schränken zusammengefaßt werden. Derartige Aufbausysteme erfordern eine übersichtliche Strukturierung, mechani­ sche Stabilität, Wartungsfreundlichkeit, einfache Montage und Kombinationsmöglichkeit mit anderen benötigten Kom­ ponenten. Üblicherweise befinden sich in einem Elektro­ nikschrank Etagenträger (Trageinheiten), an die Baugrup­ penträger befestigt werden. Die Baugruppenträger sind zur Aufnahme der einzelnen Geräte, Baugruppen, Steck­ blöcke und sonstiger Baueinheiten vorgesehen. Auf die Baugruppenträger bzw. die darin unter untergebrachten Geräte werden demgemäß auch die zur Verarbeitung erforderlichen Spannungen und Signale geführt oder von dort fortgelei­ tet. Die Vielzahl der zu- und abgehenden Leitungen mit unterschiedlichen Spannungspegeln und Störstrah­ lungsempfindlichkeit macht ein spezielles System der räumlichen Leitungsverlegung und Abschirmung zur Vermei­ dung elektrischer Störbeeinflussung notwendig.

Durch hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit und den ver­ mehrten Einsatz von Schützen und Schalthyristoren wer­ den immer größere Anforderungen an eine saubere Abschir­ mung gestellt. So dürfen beispielsweise Spannungen aus dem äußeren Anlagenbereich nicht direkt in den internen Bereich eines Elektronikschrankes geführt werden. Die Speisegeräte für die Versorgungsspannungen müssen abge­ schirmt im Baugruppenträger angebracht sein. Hilfsein­ richtungen (Anzeigegeräte, Prüfschalter) müssen über abgeschirmte Leitungen und geschirmte Anschlußstecker zugeschaltet werden. Elektronik-Speisespannungen und Signal-Null dürfen nicht aus dem abgeschirmten Teil ei­ nes Baugruppenträgers heraugeführt werden. Elektronik­ leitungen zwischen verschiedenen Baugruppenträgern müs­ sen in einem geschirmten Bereich verlegt werden.

Generell soll in einem Elektronikschrank jeder Baugrup­ penträger durch Abschirmhaube, Schirmblende, Trennwände und Abdeckplatten abgeteilt sein. Dabei müssen verschie­ dene Geräte (Ausgabegeräte, Speisegeräte, signalverar­ beitende Geräte usw.) innerhalb des abgeschirmten Bau­ gruppenträgers eine zusätzliche Abschirmung aufweisen. Auch die Leitungen (Signal-, Speisespannungsleitungen) müssen natürlich über geschirmte Kabelkanäle geführt werden.

Alle abgeschirmten Bauteile, Geräte, Kabel usw. sind auf einen zentralen Erdungspunkt zu führen. An diesem Er­ dungspunkt sind alle Schutz- und Schirmerden, Signal- Null und Netzwechselspannungsnull zusammengelegt. Große Metallflächen oder Leitungen mit großer Oberfläche fördern bekanntlich eine gute Störspannungsableitung.

Da Schirmbleche, Trennwände, Abdeckhauben, Baugruppen­ träger, Gehäusewände usw. aus elektrisch leitendem Mate­ rial bestehen, ist es üblich, diese Teile durch Schrau­ ben oder Nieten mechanisch zu verbinden und so unterein­ ander auch eine gute elektrische Kontaktierung herzu­ stellen. Da an jedem Teil unterschiedliche Störströme auftreten können, ist es oft schwierig, diese Ströme schnell zu unterdrücken bzw. sicher und verlustlos an den zentralen Erdungspunkt zu führen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, in einem Elektro­ nikschrank unterschiedliche und voneinander isolierte Abschirmbereiche zu schaffen und so ein gezieltes Sam­ meln der Störströme verzunehmen.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patent­ anspruchs erzielt. Ausgestaltungen sind aus den Unteran­ sprüchen ersichtlich.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise in einem Elektronikschrank ein hermetisch von Störungen abgerie­ gelter Innenraum geschaffen. Dieses Zwei-Zonenkonzept zur getrennten Abführung von äußeren, elektrostatischen, elektromagnetischen Störstrahlungen (von Magnetverstär­ kern, Thyristoren) durch die Außenhülle des Elektronik­ schrankes und von leitungsgebundenen Störungen innerhalb der Trageinheiten bzw. der Baugruppenträger ergibt eine bisher nicht gekannte Sicherheit gegen Störungen jegli­ cher Art. Durch die räumliche und elektrische Trennung des Elektronikteils vom störstrahlungsverseuchten äu­ ßeren Teil, sowie die gemeinsame Erdung, können durch gezieltes Auftrennen der Leitungen am zentralen Erdungs­ punkt unterschiedliche hohe Anforderungen an die Stör­ strahlsicherheit gestellt werden. Eine Ableitung der Störströme erfolgt dabei in vorteilhafter Weise nicht mehr über Drahtverbindungen, sondern über großflächige Metallteile.

Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektro­ nikschrankes wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den gesamten Elektronikschrank mit seinem inneren Aufbau, während

Fig. 2 Einzelheiten der isolier­ ten Befestigung darstellt.

Gemäß Fig. 1 wird der kastenförmige Elektronikschrank 1 begrenzt von einer bodenseitigen Wandung (Bodenteil) und einer gegenüberliegenden oberen Wandung (Deckenteil), zwei seitlichen Wandungen (Seitenteile), einer Vorder­ front und einer Rückfront. Diese Schrankhülle ist an der Vorderfront geöffnet, so daß das Innere des Schalt-Elek­ tronik-Schrankes 1 sichtbar ist.

An den beiden seitlichen Wandungen sind über die gesamte lichte Höhe des Elektronikschrankes 1 großflächige Trag­ einheiten 2 (Etagenträger) angeordnet. Diese Trageinhei­ ten 2 sind isoliert gegenüber den metallischen Seiten­ wandungen (Seitenteile) ausgeführt. Vorzugsweise sind dazu an den Seitenteilen seitliche Träger 3 (C-Profil) angebracht, an die über eine Isolierung 4 die Tragein­ heiten 2 befestigt sind. Natürlich können die Tragein­ heiten auch direkt isoliert an den Seitenteilen des Elektronikschrankes 1 befestigt werden, doch dienen die seitlichen Träger 3 zur mechanischen Stabilisierung der Schrankseitenwände.

Die isolierte Befestigung der Trageinheiten 2 kann aber auch an dem Boden- und dem Deckenteil des Elektronik­ schrankes vorgenommen werden. Dadurch läßt sich bei größeren Schränken die Anzahl der eingesetzten Tragein­ heiten, beliebig erhöhen.

Zwischen die Trageinheiten 2 sind Baugruppenträger 5 eingesetzt. Die Baugruppenträger 5 nehmen die einzel­ nen Geräte und Steckbaugruppen auf. Die Baugruppenträger bzw. die eingeschobenen Geräte werden normalerweise von hinten (von der Rückseite des Elektronikschrankes) aus verdrahtet. Die von vorne in die Baugruppenträger einge­ schobenen Geräte und Steckbaugruppen wurde in der Zeichnung nur andeutungsweise dargestellt.

Die isoliert von dem eigentlichen Elektronikschrank 1 angeordneten Trageinheiten 2 sind untereinander ge­ brückt, d. h., elektrisch auf das gleiche Potential ge­ legt, und über eine Stördrossel 6 mit einem zentralen Erdpunkt 7 verbunden. An diesem Erdpunkt 7 ist auch die Hülle (Metallgehäuse) des Elektronikschrankes 1 gelegt.

Die in die Baugruppenträger 5 eingesetzten Geräte dienen zur Informationsverarbeitung und zur Prozeßsteuerung. Diese Geräte können selbst auch wieder Störstrahlung aussenden oder sind durch äußere Störungen gefährdet. Derartige Geräte werden deshalb noch zusätzlich abge­ schirmt und die Schirmung großflächig über den Baugrup­ penträger 5 mit den Trageinheiten 2 verbunden. Stör­ strahlungen werden so schnell und sicher über großflä­ chige Metallteile zum zentralen Erdungspunkt 7 geleitet.

Eventuell noch vorhandene störstrahlungsbehaftete Netz­ geräte, die üblicherweise im unteren Teil des Elektro­ nikschrankes in Baugruppenträgern angeordnet sind, wer­ den durch zusätzliche Abdeckhauben abgeschirmt und über die Trageinheiten 2 geerdet. Wenn sie über eine getrenn­ te Leitung geerdet werden, muß über eine separate Stör­ drossel eine Verbindung zum zentralen Erdungspunkt 7 hergestellt werden.

In Fig. 2 ist die Einzelheit der isolierten Anordnung zwischen Trageinheit 2 und Elektronikschrankhülle noch einmal gezeigt. Da die Potentialunterschiede zwischen Trageinheit 2 und Schrankhülle sehr gering sind, kann mit dünnen und billigen Isolierplatten eine galvanische Trennung vorgenommen werden.

Der metallische seitliche Träger 3 besteht beispielswei­ se aus einem C-Profil und ist an der seitlichen Schrank­ hülle befestigt. In der Fig. 1 ist zur besseren Über­ sicht nur ein derartiger Träger dargestellt. Fig. 2 zeigt den C-profilartigen Träger 3, den an der nicht gezeigten Schrankseitenwand befestigt ist, die Isolier­ platte 4 und die Trageinheit 2. Die Befestigung dieser drei Teile untereinander wird durch die Isolierhülsen 8 und die Befestigungsschrauben 9 vorgenommen.

Die großflächige und gut leitende Trageinheit 2 ist so­ mit durch die Isolierplatte 4 vom metallischen seitli­ chen Träger 3 und damit der Schrankhülle isoliert. Die Trageinheiten 2 sind über gutleitende Kabel oder Metall­ bleche untereinander verbunden und potentialmäßig über die Stördrossel 6 auf den zentralen Erdungspunkt 7 ge­ führt.

Der Einbau der Trageinheiten 2 kann in Ausgestaltung der Anordnung gemäß Fig. 1 auch am Bodenteil und ggf. zu­ sätzlich am Deckenteil des Elektronikschrankes erfolgen. Die Isolierung muß dann selbstverständlich am unteren und oberen Teil der Trageinheit erfolgen. Durch diese Befestigungsart können in einem Elektronikschrank Trag­ einheiten in beliebiger Zahl eingebracht werden, so daß eine räumliche Beschränkung nicht gegeben ist.

Claims (4)

1. Elektronikschrank mit darin angeordneten Trag­ einheiten zur Aufnahme von Baugruppenträgern, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Elektronikschrankes (1) mindestens zwei vertikal verlaufende, großflächig ausgebildete Trageinheiten (2) angeordnet sind, die sich über annähernd die gesamte lichte Höhe des Elektronik­ schrankes (1) erstrecken und isoliert innerhalb des Elektronikschrankes (1) befestigt sind.

2. Elektronikschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die isolierende Befestigung der Trag­ einheiten (2) an dessen seitlichen Wandungen erfolgt.

3. Elektronikschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die isolierende Befestigung der Trag­ einheiten (2) an dessen bodenseitiger Wandung und gege­ benenfalls an der gegenüberliegenden oberen Wandung er­ folgt.

4. Elektronikschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trageinheiten (2) untereinander elektrisch verbunden sind und ihr Potential auf einen zentralen Erdungspunkt (7) geführt ist.