DE3731200A1 - Elektronikschrank - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrcnikschrank mit darin angeordneten Trageinheiten zur Aufnahme von Baugruppenträgern mit Steckbaugruppen. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Meß- und Rege­ lungstechnik.

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, Wartungsfreundlichket, einfache Montage und Kombinationsmöglichkeit mit anderen benötigten Kom­ ponenten. Üblicherweise befinden sich in einem Elektro­ nikschrank Etagenträger (Trageinheiten), an die Baugrup­ penträger befestgit werden. Die Baugruppenträger sind zur Aufnahme der einzelnen Geräte, Baugruppen, Steck­ blöcke und sonstiger Baueinheiten vorgesehen. Auf die Baugruppenträger bzw. die darin 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 Störstrahlungsemp­ findlichkeit macht ein spezielles System der räumlichen Leitungsverlegung und Abschirmung zur Vermeidung elek­ trischer Störbeeinflussung notwendig.

Durch hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit und den ver­ mehrten Einsatz von Schützen und Schaltthyristoren 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 herausgeführt werden. Elektronik­ leitungen zwischen verschiedenen Baugruppenträgern müs­ sen in einem geschirmten Bereich verlegt werden.

Generell soll in einem Elektronikschrank jeder Baugrup­ penträger durch Abschirmhaube, Schirmbleche, 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 för­ dern 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 vorzunehmen. Dabei sollen die Stö­ rungen, die vorwiegend über die Abschirmungen aus dem äußeren Anlagenbereich (Prozeß) kommen, räumlich von dem Baugruppenträger getrennt bleiben.

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

Die Erfindung lehrt, daß nur der Schirm des ankommenden Prozeßkabels abgetrennt und in einem separaten Kabelraum verarbeitet wird, wodurch in vorteilhafter Weise in ei­ nem Elektronikschrank ein hermetisch von Störungen abge­ riegelter Innenraum geschaffen wird. Dieses Konzept zur getrennten Abführung von äußeren, elektrostatischen, elektromagnetischen Störstrahlungen (von Magnetverstär­ kern, Thyristoren usw.) über die Trennwand und die Auß­ enhülle des Elektronikschrankes und von leitungsgebunde­ nen Störungen innerhalb der Baugruppenträger ergibt eine bisher nicht gekannte Sicherheit gegen Störungen jegli­ cher Art. Durch die räumliche und elektrische Trennung des Elektronikteils vom störstrahlungsverseuchten äuß­ eren 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 der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt dabei einen Elektronikschrank mit der räum­ lichen Trennung von Kabelraum und Elektronikraum und Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht mit der speziellen Füh­ rung eines Prozeßkabels durch den Kabelraum und den Elektronikraum.

In einen Elektronikschrank 1, der normalerweise geerdet ist, sind gemäß Fig. 1 zwei Trageinheiten 2 eingebaut. Diese Trageinheiten 2 sind über eine isolierende Befestigung 2 a (in der Zeichnung nur andeutungsweise dargestellt) mit den Schrankaußenseiten verbunden. Die Trageinheiten 2 dienen zur Aufnahme eines Baugruppenträ­ gers 3, in den wiederum die Steckbaugruppen 4 eingescho­ ben werden.

Erfindungsgemäß ist der gesamte Elektronikschrank 1 auf­ geteilt in einen Kabelraum und einen Elektronikraum. Beide Räume sind getrennt durch eine Trennwand 5, die über die gesamte lichte Höhe des Elektronikschrankes durchgehend von der Vorder- bis zur Rückseite führt und großflächig mit dem Schrank verbunden ist. Der Kabelraum ist mit 6 und der Elektronikraum mit 7 bezeichnet. In­ nerhalb des Elektronikraumes 7 befinden sich also die Trageinheiten 2 mit ihrer Befestigung 2 a, ferner die Baugruppenträger 3 und die gesamten Steckbaugruppen 4. Der Kabelraum 6 und der Elektronikraum 7 sind zwar elek­ trisch voneinander isoliert, aber doch an einem zentra­ len Punkt geerdet.

In einer Seitenansicht gemäß Fig. 2 ist die Führung ei­ nes aus dem Prozeß ankommenden Kabels noch einmal besser dargestellt. Die Steckbaugruppen 4 sind in einen Bau­ gruppenträger 3 eingeschoben, der über Trageinheiten 2 in den Elektronikschrank eingesetzt ist. Über die Trenn­ wand 5 ist der Kabelraum b von dem Elektronikraum 7 ge­ trennt. Innerhalb des Baugruppenträgers 3, aber unter­ halb der Steckbaugruppen 4, ist ein Kabelkanal 8 ange­ ordnet, in dem die einzelnen Prozeßkabel 9 für die Steckbaugruppen 4 weiter geleitet werden. In der Zeich­ nung wurde nur ein Kabel 9 dargestellt. Ebenfalls nur andeutungsweise dargestellt wurde der Frontstecker 10, der die Prozeßsignale auf die Steckbaugruppe 4 führt.

In der Trennwand 5 sind Rasterausschnitte 11 (Löcher, Schlitze) vorgesehen, durch die das Kabel 9 durch die Trennwand 5 durchgeführt wird. Die Rasterausschnitte 11 sind bei Nichtgebrauch durch Blindbleche 12 abgedeckt, so daß eine zusätzliche Störsicherheit gegeben ist.

Das Prozeßkabel 9 wird im Kabelraum 6 durch einen Me­ tallwinkel 13 gehalten. Der Metallwinkel ist an der Trennwand 5 befestigt. Auf dem Metallwinkel 13 ist eine Schirmschelle 14 angeordnet, die das ankommende Kabel vollständig umfaßt, mit der Abschirmung des Kabels elek­ trisch verbunden ist und zur Zugentlastung für das an­ kommende Kabel dient. Die Schirmschelle 14 ist also über einen dicken Metallwinkel 13 an der Trennwand 5 befe­ stigt, so daß über die Abschirmung eingeschleifte Stö­ rungen niederohmig und schnell nach Massepotential abge­ führt werden.

In dem Kabelraum 6 sind vorteilhaft mehrere in Reihe oder nebeneinanderliegende Metallwinkel 13 angeordnet, so daß auch bei vielen Kabeleinspeisungen ein Monteur schnell und sauber die Kabelverbindungen herstellen kann und trotzdem eine gute Übersicht vorhanden ist.

Die Prozeßsignale (über abgeschirmte Leitung) werden in üblicher Art auf den Baugruppenträger 3 mit seinen Steckbaugruppen 4 geführt. Dabei wird der Schirm der Leitung aber nicht auf die Steckbaugruppen 4, nicht auf dem Baugruppenträger 3 und auch nicht auf die Tragein­ heit 2 gelegt, sondern gemäß der Erfindung in den Kabel­ raum 6 und hier an der an der Trennwand 5 angeschlosse­ nen Schirmschelle 14 über den Metallwinkel 13. Die mit Störungen beaufschlagten Prozeßsignale werden also zuerst über den Kabelraum 6 geführt, hier wird der Schirm geerdet, und dann wird das eigentliche Signal durch die Trennwand 5, durch den Kabelkanal 8 zu den Steckbaugruppen 4 geführt.

Claims (6)

1. Elektronikschrank mit darin angeordneten Tra­ geinheiten zur Aufnahme von Baugruppenträgern mit Steck­ baugruppen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand (5) sich über die gesamte lichte Höhe von der Vorder- bis zur Rückseite des Elektronikschrankes (1) erstreckt und den Elektronikschrank (1) in einen Kabelraum (6) und einen Elektronikraum (7) unterteilt.

2. Elektronikschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand großflächig mit dem Mas­ se-Potential des Elektronikschrankes (1) verbunden ist.

3. Elektronikschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand (5) Rasterausschnitte (11) aufweist, durch die Kabel (9) geführt werden.

4. Elektronikschrank nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht benutzten Rasterausschnit­ te (11) durch Blindbleche (12) abgedeckt sind.

5. Elektronikschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Trennwand (5) Metallwinkel (13) angebracht sind, die zum Halten von Schirmschellen (14) für die ankommenden Kabel (9) vorgesehen sind.

6. Elektronikschrank nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmschellen (14) mit den Me­ tallwinkeln (13) elektrisch und mechanisch verbunden sind, den Schirm der Kabel (9) vollständig umfassen und als Zugentlastung für die Kabel (9) dienen.