DE9104385U1 - Baugruppensystem der Leistungselektronik mit mindestens einem Lüfter - Google Patents

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Baugruppensystem der Leistungselektronik mit mindestens einem Lüfter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Baugruppensystem der Leistungselektronik, bei dem kapseiförmige Baugruppen an einer etwa senkrechten Montageebene befestigbar sind und wobei unter Zuhilfenahme von mindestens einem Lüfter über Kühlkörper eine vertikale, von einem Lufteintritt zu einem Luftaustritt verlaufende Luftströmung erzeugbar ist.

Derartige Baugruppensysteme, die für Regelsysteme von Servomotoren einsetzbar sind, beschreibt u.a. die Druckschrift "Modicon 410" der AEG (Best.-Nr. A91V.04-234842.01/0689). Bei einer derartigen Führung der Luftströmung erfolgt die Kühlung der einzelnen kapseiförmigen Baugruppen, wenn sie in einem Schrank montiert werden, sozusagen "intern". Wenn eine Vielzahl von Baugruppen innerhalb eines Schrankes angeordnet wird, kann es erforderlich werden, daß zusätzliche Kühlaggregate die Verlustwärme aus dem Elektronikschrank bringen müssen. Aus diesem Grund wäre es seitens der Anwender wünschenswert, wenn wahlweise neben der internen Kühlung auch eine "externe" Kühlung möglich wäre. Bei diesem Kühlkonzept wird die Verlustwärme der jeweiligen kapseiförmigen Baugruppen direkt aus dem Schrank, beispielsweise durch die Schrankrückwand, geführt, von wo aus sie bedarfsweise über Leitungssysteme noch weiter verteilt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Baugruppensystem der eingangs genannten Art so auszubilden, daß in äußerst einfacher Weise die Umstellung der Kühlung vom internen auf den externen Betrieb und umgekehrt möglich ist.

Woe/Pfa / 09.04.1991

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß erste Luftleitelement vorgesehen sind, durch die ein Absperren des unteren Lufteintritts und des oberen Luftaustritts erfolgt, daß dann ein Lufteinlaß und ein Luftauslaß durch die Montageebene hindurch freigebbar sind, so daß eine U-förmig verlaufende Luftführung gewährleitet ist, und daß der Kühlkörper sowohl für die vertikale als auch für die U-förmig verlaufende Strömung ausgelegt ist.

Ein solches Auslegen des Kühlkörpers kann in äußerst einfacher Weise dadurch erfolgen, daß als Kühlkörper ein Fingerkühlkörper vorgesehen ist.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungselemente des Lüfters integrale Bestandteile der jeweiligen Baugruppen sind. So kann zur Luftförderung ein handelsüblicher Motor mit Lüfterrad eingesetzt werden, der auch ohne Gehäuse am Markt erhältlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutet.

Dabei zeigen:

FIG 1 das Prinzip der internen Lüftung, FIG 2 das Prinzip der externen Lüftung und FIG 3 eine perspektivische Darstellung einer Baugruppe.

In der Darstellung gemäß FIG 1 ist eine kapseiförmige Baugruppe 1 gezeigt, die über einen Baugruppenträger 2 an der Rückwand 3 eines der Übersichtlichkeit halber nur abschnittsweise gezeigten Schranks befestigt ist. Die Baugruppe 1 ist dabei so ausgebildet, daß ihr Unterteil und ihr Oberteil perforiert sind, so daß das Unterteil einen Lufteintritt und das Oberteil einen Luftaustritt 5 darstellt. Die durch zwei Pfeile angedeute vertikale Luftströmung wird durch die Wirkung eines

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Lüfters 6 verstärkt, wobei die Wärmeabfuhr von den jeweils zu entwärmenden elektronischen Bauelemente über einen Kühlkörper 7 erfolgt, der durch eine parallele Schraffur angedeutet ist. Die dabei resultierende Luftströmung wird im weiteren als interne Lüftung bezeichnet.

In der Darstellung gemäß FIG 2 ist eine Umgestaltung der Anordnung gemäß FIG 1 gezeigt, wobei gleiche Elemente auch mit gleichem Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Anordnung werden mit Hilfe von Luftleitelementen 8 und 9, beispielsweise flachen, nicht perforierten Blechen der Lufteintritt 4 und der Luftaustritt 5 abgesperrt. An Stelle des Lufteintritts 4 wird dann für ein Zuströmen von Kühlluft ein Lufteinlaß 10 und für das Abführen der Luft ein Luftauslaß 11 vorgesehen. Die dazu erforderlichen Öffnungen können durch eine spezielle Ausgestaltung des jeweiligen Baugruppenträgers 12 und der jeweiligen Schrankrückwand 13 gebildet sein. Die resultierende Luftströmung erfolgt dann sozusagen U-förmig, wie dies in der Darstellung durch zwei Pfeile angedeutet ist.

Wie den Figuren 1 und 2 anzusehen ist, ist die Richtung, in der die jeweilige Kühlluft den Kühlkörper 7 überstreicht, unterschiedlich, je nach dem, ob eine interne oder externe Lüftung angestrebt ist. Dies ist von den Erfindern erkannt worden, die aus diesem Grunde die Anordnung gemäß der Erfindung so ausgestaltet haben, wie dies der Darstellung gemäß der FIG 3 entnehmbar ist.

Auch dort ist eine kapseiförmige Baugruppe 14 gezeigt, die prinzipiell der Baugruppe 1 aus den vorherigen Figuren entspricht und die sowohl einen Lufteintritt 15 und einen Luftaustritt 16 als auch einen Lufteinlaß 17 und einen Luftauslaß 18 aufweist. Bei einem Absperren des Lufteinlasses 17 und des Luftauslasses 18 ergäbe sich eine vertikale Kühlluftströmung, wie diese durch zwei offen dargestellte Pfeile symbolisiert ist;

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bei einem Absperren des Lufteintritts 15 und des Luftaustritts 16 ergäbe sich eine U-förmige Luftströmung, wie diese durch zwei einfache Pfeile gezeigt ist. Die Absperrelemente für die Luftströmung sind der Übersichtlichkeit halber in der Darstellung gemäß FIG 3 nicht gezeigt. Der Darstellung ist jedoch entnehmbar, daß gemäß der Erfindung als Kühlkörper 19 ein Fingerkühlkörper vorgesehen ist, der den ganz entscheidenen Vorteil hat, daß er sowohl bei der vertikalen Luftströmung als auch bei der U-förmigen Luftströmung ein äußerst gutes Wärmeableitvermögen aufweist, was bei Verwendung eines Rippenkühlkörpers keinesweg möglich wäre, da ein solcher Kühlkörper nur jeweils für eine Luftrichtung optimal wirkt.

Die Erzeugzung einer verstärkenden Luftströmung erfolgt mit einem Lüfter 20, bei dem es sich um einen verkleidungslosen, handelsüblichen Walzenlüfter handeln kann, der in die Baugruppe 14 eingesetzt wird, wobei dann die Luftströmung im Lüfterbereich durch Leitbleche 21 und 22 günstig beeinflußbar ist.
20

Bei der Verwendung der externen Lüftung kann es sich als vorteilhaft erweisen, daß hinter der Schrankrückwand ein Luftverteilerkasten vorgesehen ist, von dem aus über Luftleitschläuche die Zu- und Abluft an definierte Orte des Systems geführt werden kann.

Claims (3)

91 G 3 1 6 5 DE 5 Schutzansprüche

1. Baugruppensystem der Leistungselektronik, bei dem kapselförmige Baugruppen an einer etwa senkrechten Montageebene befestigbar sind und wobei unter Zuhilfenahme von mindestens einem Lüfter über Kühlkörper eine vertikale, von einem Lufteintritt zu einem Luftaustritt verlaufende Luftströmung erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß erste Luftleitelemente vorgesehen sind, durch die ein Absperren des unteren Lufteintrittes (4) und des oberen Luftaustritts (5) erfolgt, daß dann ein Lufteinlaß (10) und ein Luftauslaß (11) durch die Montageebene (13) hindurch freigebbar sind, so daß eine U-förmig verlaufende Luftführung gewährleistet ist, und daß der Kühlkörper (19) sowohl für die vertikale als auch für U-förmig verlaufende Strömung ausgelegt ist.

2. Baugruppensystem nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß als Kühlkörper ein Fingerkühlkörper (19) vorgesehen ist.

3. Baugruppensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Luftführungselemente (21,22) des Lüfters (20) integrale Bestandteile der jeweiligen Baugruppen (14) sind.