DE4419439C2

DE4419439C2 - Arrangement with a container containing electrical components and a further component-carrying circuit board

Info

Publication number: DE4419439C2
Application number: DE19944419439
Authority: DE
Inventors: Alfred Sachse; Heinrich Winkelmann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2014-06-04
Also published as: DE4419439A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei vielen elektrischen Anlagen sind elektrische Bauelemente im Inneren eines mit einem flüssigen Isoliermedium gefüllten Behälters angeordnet und stehen in Verbindung mit außerhalb des Behälters angeordneten Bauelementen, die auf einer (oder mehreren) Leiterplatte angeordnet sind, die ihrerseits mit dem Behälter mechanisch verbunden sein kann. Solche Konstruktionen sind beispielsweise für den oder die Hochspannungserzeuger eines Röntgendiagnostikgenerators üblich.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1 Many electrical systems have electrical components inside one with one liquid insulating medium filled container and are connected with components arranged outside the container, which on a (or several) circuit board are arranged, which in turn mechanically with the container can be connected. Such constructions are for example for the or High voltage generator of an X-ray diagnostic generator is common.

Die Verbindung zwischen den Bauelementen im Innern und den Bauelementen auf der Leiterplatte kann dabei durch eine ein- oder mehrpolige Steckverbindung in der Behälterwand erfolgen. Diese Steckverbindungen müssen so durch eine Behälterwand hindurchgeführt werden, daß das in dem Behälter befindliche Medium nicht austreten kann. Grundsätzlich wäre es auch möglich Verbindungsleitungen direkt durch eine Öffnung in einer Behälterwand zu führen und einzugießen. Auch diese Verbindungstechnik ist teuer und macht ein Auswechseln einer Verbindungsleitung praktisch unmöglich.The connection between the components inside and the components the circuit board can by a single or multi-pin connector in the Container wall. These plug connections must be through a Container wall are passed through that the medium in the container cannot leak. In principle, it would also be possible to use connecting lines run directly through an opening in a container wall and pour. Also this connection technique is expensive and makes replacing one Connection line practically impossible.

Diese Nachteile werden bei einer Anordnung der eingangs genannten Art vermieden. Eine solche Anordnung ist aus der GB-PS 1 444 032 bekannt, bei der im Innern des Behälters eine Platten-Antriebseinheit angeordnet ist, die mit einem Datenverarbeitungssystem außerhalb des Behälters in Verbindung steht. Die Öffnung wird dabei mit einer Gummidichtung abgedichtet. Es ist schwierig, bei einer derartigen Anordnung einerseits die Leiterplatte austauschbar zu machen und andererseits die Öffnung so abzudichten, daß sie auch bei einem flüssigen Isoliermedium, insbesondere Transformatoröl, dicht bleibt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Leiterplatte mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Wenn die Teile im Inneren des Behälters imprägniert werden müssen, wie es bei einer Ölfüllung erforderlich ist, muß die Leiterplatte anschließend eingegossen werden.These disadvantages are avoided with an arrangement of the type mentioned at the outset. Such an arrangement is known from GB-PS 1 444 032, in which inside the A plate drive unit is arranged with a container Data processing system connected outside the container. The opening is sealed with a rubber seal. It is difficult with one such an arrangement on the one hand to make the circuit board interchangeable and on the other hand, to seal the opening in such a way that it also fits a liquid Insulating medium, especially transformer oil, remains tight. This is especially true when the circuit board is exposed to mechanical loads. If the Parts inside the container must be impregnated, as is the case with a Oil filling is required, the circuit board must then be cast in.

Weiterhin ist aus der DE-OS 31 34 557 bereits ein hermetisch dichtes TO-Gehäuse für eine Schaltungsplatte, insbesondere für einen Quarzoszillator, bekannt mit einer durch Abdichtmaterial verschlossenen Öffnung in einem mit einer Kappe abdichtend verbundenen Basisteil des Gehäuses zum Herausführen von Anschlußleitern. Wenn auf der Leiterplatte innerhalb und außerhalb des Gehäuses Bauelemente bzw. Steckverbindungen angeordnet wären, müßte die Öffnung im Gehäuse noch wesentlich breiter sein, was eine Abdichtung erheblich erschweren würde, insbesondere wenn in dem Gehäuse ein flüssiges Medium, wie Öl oder dergl., vorhanden wäre oder wenn auf die Leiterplatte mechanische Kräfte einwirken würden. Die Leiterplatte ist nicht auswechselbar.Furthermore, DE-OS 31 34 557 already has a hermetically sealed TO housing for a circuit board, in particular for a quartz oscillator, known with a sealed by sealing material in an opening with a cap connected base part of the housing for leading out connection leads. If on the circuit board inside and outside the housing components or Plug connections would be arranged, the opening in the housing would still have be much wider, which would make sealing much more difficult, especially if a liquid medium such as oil or the like is in the housing, would exist or if mechanical forces act on the circuit board would. The circuit board is not interchangeable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art noch weiter zu verbessern, derart, daß die Leiterplatte austauschbar ist und die Öffnung gleichwohl wirksam abgedichtet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bei der Erfindung hat der Leiterplattenhalter eine Doppelfunktion: Er trägt einerseits die Leiterplatte und dichtet andererseits die Öffnung nach außen ab. Durch die lösbare Verbindung des Leiterplattenhalters mit der Behälterwand kann bei einem Defekt der Schaltung auf der Leiterplatte der Leiterplattenhalter vom Behälter gelöst und mitsamt der Leiterplatte ausgetauscht werden. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen Leiterplatte und Leiterplattenhalter ergibt sich eine definierte Lage der Leiterplatte in bezug auf den Leiterplattenhalter, und mechanische Kräfte auf die Leiterplatte haben keine negativen Konsequenzen auf die Abdichtung der Öffnung. The object of the present invention is an arrangement of the aforementioned Art to improve even further, such that the circuit board is interchangeable and the opening is nevertheless effectively sealed. This object is achieved by the im Claim 1 specified measures solved. In the invention, the PCB holder has a double function: it carries the PCB and on the other hand seals the opening to the outside. The detachable connection of the PCB holder with the container wall can open if the circuit is defective the circuit board the circuit board holder detached from the container and together with the PCB can be replaced. The positive connection between The PCB and PCB holder result in a defined position of the PCB with respect to the circuit board holder, and mechanical forces on the circuit board have no negative consequences on the sealing of the opening.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leiterplatte und der Leiterplatten-Halter über eine den Zwischenraum abdichtende Klebeschicht miteinander verbunden sind. Die Klebeschicht dient hierbei einerseits der Abdichtung des Zwischenraums, andererseits aber auch der Befestigung der Leiterplatte am Leiterplattenhalter.In a further embodiment of the invention, that the circuit board and the circuit board holder over an adhesive layer sealing the space with each other are connected. The adhesive layer serves on the one hand the sealing of the space, but also on the other hand the mounting of the PCB on the PCB holder.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß der Leiterplatten-Halter eine Öffnung aufweist, die wesentlich breiter ist als die Leiterplatte und daß der verbleibende Zwischenraum durch einen Deckel ver schlossen ist. Wenn der zwischen dem Leiterplatten-Halter und der Leiterplatte verbleibende Freiraum genügend groß ist, können auf der Leiterplatte bis unmittelbar an den Deckel heran Bauelemente angeordnet sein.In a further embodiment of the invention, it is provided hen that the circuit board holder has an opening, which is much wider than the circuit board and that the remaining space is covered by a cover is closed. If the between the PCB holder and the circuit board has enough free space is, can on the circuit board directly to the Lid can be arranged components.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Leiterplatten aus zwei gleichartigen Teilen besteht, deren einander zugewandte Flächen dem Querschnitt der Leiterplatte angepaßt sind. Der Leiterplatten-Halter kann die Leiterplatte fest umschließen, was die Montage und die Abdichtung erleichtert.In a preferred embodiment of the invention, that the circuit board from two similar parts exists, the mutually facing surfaces of the cross section the circuit board are adapted. The PCB holder can tightly enclose the circuit board what assembly and the sealing easier.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 1 is a side view,

Fig. 2 eine Vorderansicht und Fig. 2 is a front view and

Fig. 3 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 is a plan view of a first embodiment;

Fig. 4 eine Variante dieser Ausführungsform, Fig. 4 is a variant of this embodiment,

Fig. 5 eine andere Variante, FIG. 5 shows another variant

Fig. 6 eine Draufsicht und Fig. 6 is a plan view and

Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungs form. Fig. 7 is a side view of a second embodiment.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 die Wand eines Behälters, vorzugsweise sein Deckel bezeichnet. Dieser nicht näher dargestellte Behälter kann beispielsweise einen Hochspan nungserzeuger für einen Röntgengenerator enthalten und mit Isolieröl gefüllt sein. In dem Behälter befindet sich eine Öffnung 2, die genügend groß sein muß, um eine Leiter platte 3, deren oberer Teil und unterer Teil (ein dazwi schen liegender Teil ist frei von Bauelementen) mit elektronischen Bauelementen 4 bestückt ist, durch die Öffnung 2 hindurch in den Behälter einzuführen. An dem behälterseitigen Ende der Leiterplatte ist eine Buchsen leiste 5 angebracht, in die eine Steckerleiste 6 ein greift. Die Bauelemente auf der Leiterplatte sind über die auf der Leiterplatte verlaufenden, nicht näher dargestell ten Leitungsbahnen, die Leisten 5 und 6 und mit der Steckerleiste 6 verbundene Verbindungsleitungen mitein ander verbunden.In Figs. 1 to 3 with the top cover is 1, the wall of a container, preferably referred to. This container, not shown, may for example contain a high voltage generator for an X-ray generator and be filled with insulating oil. In the container there is an opening 2 , which must be large enough to a circuit board 3 , the upper part and lower part (an intermediate part is free of components) with electronic components 4 , through the opening 2 through insert into the container. At the container end of the circuit board, a socket strip 5 is attached, in which a connector strip 6 engages. The components on the printed circuit board are connected to each other via the printed circuit boards, not shown in more detail, the strips 5 and 6 and the connecting cables 6 connected to the connector strip 6 .

Die Leiterplatte ist an einem Leiterplatten-Halter 8 befestigt, der in zusammengebautem Zustand die Leiter platte 3 flanschartig umschließt. Der Leiterplatten-Halter besteht aus zwei etwa gleichartigen Hälften 8a und 8b, deren einander zugewandte Seiten an der Vorder- bzw. Rückseite der Leiterplatte anliegen. Die Teile 8a und 8b können aus Kunststoff bestehen und vorzugsweise durch ein Spritzgußverfahren hergestellt sein. Die Leiterplatte ist vorzugsweise formschlüssig mit den beiden Hälften des Leiterplatten-Halters verbunden. Dazu können die Hälften 8a und 8b mit Zapfen 81 versehen sein, die durch je ein Loch 31 (Fig. 2) in der Leiterplatte hindurch in eine Bohrung 82 im jeweils anderen Teil eingreifen. Die beiden Flanschteile sind auf ihrer Unterseite mit einer Nut 83 versehen (Fig. 3), die zur Aufnahme einer O-Ringdichtung 9 aus Gummi dient.The circuit board is attached to a circuit board holder 8 , the circuit board 3 encloses flange-like in the assembled state. The circuit board holder consists of two approximately identical halves 8 a and 8 b, the sides of which face each other on the front and rear of the circuit board. The parts 8 a and 8 b can be made of plastic and preferably be produced by an injection molding process. The circuit board is preferably positively connected to the two halves of the circuit board holder. For this purpose, the halves 8 a and 8 b can be provided with pins 81 which engage through a hole 31 ( FIG. 2) in the printed circuit board and into a bore 82 in the other part. The two flange parts are provided on their underside with a groove 83 ( FIG. 3), which serves to receive an O-ring seal 9 made of rubber.

Nachdem die beiden Teile 8a und 8b des Leiterplatten- Halters ganz ineinander geschoben sind, wird der Leiter platten-Halter mittels einer nicht näher dargestellten Schraubverbindung, für die in dem Leiterplatten-Halter Bohrungen 84 vorgesehen sind, befestigt. Dabei verformt sich die O-Ringdichtung 9, so daß zwischen dem Deckel und dem Leiterplatten-Halter 8a, 8b das Isoliermedium nicht austreten kann. Der Bereich zwischen der Leiterplatte und dem Leiterplatten-Halter kann durch eine Klebeschicht 10 am oberen Ende des Leiterplatten-Halters abgedichtet werden. Um bei einer breiten Leiterplatte und einer entsprechend langen Öffnung 2 den Bereich zwischen der Leiterplatte und den beiden Hälften 8a und 8b dicht zu halten, ist es zweckmäßig, die beiden Hälften 8a und 8b durch die Leiterplatte 3 hindurch mittels einer Schraub- oder Nietverbindung zu verbinden.After the two parts 8 a and 8 b of the circuit board holder are pushed completely into one another, the circuit board holder is fastened by means of a screw connection, not shown, for which holes 84 are provided in the circuit board holder. The O-ring seal 9 deforms so that the insulating medium cannot escape between the cover and the circuit board holder 8 a, 8 b. The area between the circuit board and the circuit board holder can be sealed by an adhesive layer 10 at the upper end of the circuit board holder. In order to keep the area between the circuit board and the two halves 8 a and 8 b tight with a wide circuit board and a correspondingly long opening 2 , it is expedient to pass the two halves 8 a and 8 b through the circuit board 3 by means of a screw or rivet connection.

Ein Austausch der Leiterplatte ist leicht möglich, in dem die Schraubverbindung gelöst wird und die Leiterplatte mitsamt dem Leiterplatten-Halter ausgewechselt wird. Von Vorteil ist ferner, daß Bauteile, die in einer bestimmten Höhe innerhalb des Behälters angebracht sein müssen - z. B. eine Temperatursensor (11) zur Messung der Temperatur des Isoliermediums in dem Behälter - direkt auf der Leiter platte angebracht werden können. It is easy to replace the circuit board by loosening the screw connection and replacing the circuit board together with the circuit board holder. Another advantage is that components that must be attached to the container at a certain height - e.g. B. a temperature sensor ( 11 ) for measuring the temperature of the insulating medium in the container - can be attached directly to the circuit board.

Die in Fig. 4 ausschnittsweise dargestellte Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1 unterscheidet sich von dieser dadurch, daß oberhalb und unterhalb des Zapfens 81 Flach dichtungen 85 vorgesehen sind, die verhindern, daß das Isoliermedium zwischen dem Leiterplatten-Halter und der Leiterplatte austreten kann. Es ist auch möglich, diese Dichtung in Kombination mit einer zusätzlichen Klebever bindung anzuwenden.The modification shown in FIG. 4 in detail of the embodiment of FIG. 1 differs from this in that 81 flat seals 85 are provided above and below the pin, which prevent the insulating medium from escaping between the circuit board holder and the circuit board. It is also possible to use this seal in combination with an additional adhesive bond.

Bei der Variante nach Fig. 5 ist die Klebeverbindung am unteren Teil der Leiterplatten-Halterung vorgesehen, was insbesondere bei Druckbelastung von Vorteil ist.In the variant according to FIG. 5, the adhesive connection is provided on the lower part of the circuit board holder, which is particularly advantageous in the case of pressure loads.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform mit einem einstückig ausgebildeten Leiterplatten-Halter dargestellt. Der Leiterplatten-Halter ist dabei in der Länge der Leiterplatte angepaßt, ist jedoch wesentlich breiter als die Leiterplatte dick ist. Durch die entstehende Öffnung kann dann die Leiterplatte mit den darin befestigten Elementen 6 und 5 durch die Öffnung hindurch in den Behälter eingeführt werden. Zur Abdichtung ist dann ein geeignet bemessener Deckel 12 vorgesehen, der in den freien Raum zwischen dem Leiterplatten-Halter und der Leiterplatte eingeführt wird und dort z. B. mit einer Klebeverbindung 10 befestigt wird. Der einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Deckel (12) kann auch in umgekehr ter Lage eingebaut werden.In Figs. 6 and 7 an embodiment is shown with an integrally formed printed circuit board holder. The circuit board holder is adapted to the length of the circuit board, but is much wider than the circuit board is thick. The printed circuit board with the elements 6 and 5 fastened therein can then be inserted through the opening into the container through the opening that is created. A suitably sized cover 12 is then provided for sealing, which is inserted into the free space between the circuit board holder and the circuit board and there z. B. is fastened with an adhesive connection 10 . The cover ( 12 ) having a U-shaped cross section can also be installed in the opposite position.

Claims

1. Arrangement with a container ( 1 ) containing electrical components and filled with a liquid medium, the components being connected to other components which are arranged outside of the container on a printed circuit board ( 3 ) through an opening ( 2 ) in the container wall projects into the container, plug connections being provided at the end of the circuit board located inside the container, characterized in that the circuit board is fastened to a circuit board holder ( 8 , 18 ) which surrounds the circuit board on its sides in a flange-like manner and is designed such that it seals the opening ( 2 ) to the outside, a seal ( 9 ) surrounding the opening being provided between the circuit board holder ( 8 , 18 ) and the container wall, so that the circuit board holder is detachably connected to the container wall ( 1 ) and that the circuit board and the circuit board holder ( 8 , 18 ) by a positive connection ß ( 81 , 82 ) are interconnected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit board ( 3 ) and the circuit board holder ( 8 , 18 ) are interconnected via a sealing adhesive layer ( 10 ).

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit board holder ( 18 ) has an opening which is substantially wider than the circuit board ( 3 ) thick and that the remaining space is closed by a cover ( 12 ).

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that between the circuit board and the circuit board holder ( 8 , 18 ) flat seals ( 85 ) are provided.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit board holder ( 8 ) consists of two similar parts ( 8 a, 8 b), the mutually facing surfaces of the cross section of the circuit board ( 3 ) are adapted.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit board holder ( 8 , 18 ) is connected by a screw connection to the container wall ( 1 ).