RU223088U1 - Крейт - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к механическим шасси, обеспечивающим крепление, общую шину энергопитания и шину данных, а также охлаждение размещаемого в нем электронного оборудования, при этом может быть реализована возможность создания любой конфигурации и компоновки в распределительном телекоммукационном или электротехническом шкафу. Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении надежности. Указанный технический результат достигается тем, что в крейте, включающем боковые стенки, на которых с помощью крепежных соединений закреплены профильные рельсы с резьбовыми отверстиями, через которые осуществляется присоединение панелей вставных электронных блоков, соединительной платы, при этом профильные рельсы выполнены из замкнутого гнутого профиля, на торцах которого размещены закладные элементы в виде вставок, с помощью которых рельсы присоединены к боковым стенкам, при этом замкнутый гнутый профиль имеет прямоугольное поперечное сечение, а в качестве крепежных соединений используют центрирующие крепежные элементы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к механическим шасси, обеспечивающим крепление, общую шину энергопитания и шину данных, а также охлаждение размещаемого в нем электронного оборудования, при этом может быть реализована возможность создания любой конфигурации и компоновки в распределительном телекоммукационном или электротехническом шкафу.

Крейт представляет собой самостоятельный вставной модуль, имеющий каркасный корпус, ширина и глубина которого опциональны.

Крейт может быть дополнительно оснащен, различными конструктивными элементами, например, клеммами заземления, вентиляторами и т.д.

Стандарты МЭК 60297-3-101-2006 «Конструкции несущие базовые радиоэлектронных средств. БЛОЧНЫЕ КАРКАСЫ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ВСТАВНЫЕ БЛОКИ» и МЭК 60297-3-103-2006 «Конструкции несущие базовые радиоэлектронных средств. СИСТЕМА КЛЮЧЕЙ И ЛОВИТЕЛЬ ДЛЯ УСТАНОВКИ. Размеры конструкций серии 482,6 мм (19 дюймов)» определяют основные параметры размещения вставных модулей, такие как сопряженные размеры печатной платы и передней панели, ширина паза направляющей для печатных плат и монтаж ESD-контактов, предназначенных для отвода электростатического заряда.

Однако следует иметь в виду, что даже небольшие различия в конструкции крейта или используемом материале, могут способствовать значительному изменению свойств устройства. Так, крейты от разных производителей могут значительно различаться по конструкции рельсов, служащих для монтажа печатных карт, а следовательно прочности, надежности и, не в последнюю очередь, цене.

Печатная плата - модуль для подключения электрических компонентов, на котором выполнены контактные площадки, токопроводящие дорожки и другие элементы, обеспечивающие эффективное функционирование размещаемых в крейте электронных устройств.

Для обеспечения стыковки разъема печатной платы с ответным разъемом соединительной платы (шины) в корпусе крейта устанавливают направляющие с пазами, по которым печатная плата перемещается до полной фиксации в ответном разъеме соединительной платы (шины). Конструктивно направляющие для печатных карт могут быть реализованы множеством различных способов, влияющих на их характеристики.

В зависимости от области применения, размера и веса печатных плат требуются разные конструкции направляющих, которые, в свою очередь, различаются вариантами монтажа. Существуют вставные направляющие, или присоединяемые с помощью крепежных соединений, или сочетание обоих способов установки. Для более легких плат используют пластиковые направляющие, для тяжелых – металлические, в том числе, выполненные из экструдированного алюминия.

Конструкция корпуса крейта, как правило, включает боковые стенки, соединенные между собой рельсами, верхнюю и нижнюю крышки с перфорацией или без нее. На монтажных поверхностях рельсов закрепляют направляющие для печатных плат, соединительную плату (шину), а также панели электронных блоков, размещаемых сзади и спереди корпуса крейта. Крейт может быть дополнительно оснащен ручками для переноски, нагрузочными модулями, вентиляторами, фланцами, с помощью которых крейт устанавливают внутри распределительного шкафа, и т.п.

Из предшествующего уровня техники известно шасси, содержащее кожух с ручками, окном в передней стенке, каркас, включающий объединительную плату с розетками и опционально отверстиями, в которые установлены ловители, имеющие ориентирующую поверхность, плиту направляющих, имеющую продольные съемные планки, причем направляющие выполнены в виде пазов, между которыми расположены вентиляционные отверстия, при этом содержит поперечные съемные планки, установленные на торцевой стороне плиты направляющих перпендикулярно направляющим пазам, выполненные в виде уголков с прямоугольными отверстиями на одной из полок, ножки, расположенные на нижней и верхней стенках кожуха, между которыми выполнены окна, по меньшей мере, одна продольная съемная планка выполнена с пазом со стороны передней стенки кожуха, причем ручки установлены на боковых стенках кожуха (патент РФ № 2451437 на изобретение «Шасси», дата подачи 12.01.2011, дата публикации 20.05.2012 г.).

Недостатки известного решения связаны со сложностью и многокомпонентностью конструкции, а также необходимостью точной установки и соединения всех входящих в состав устройства конструктивных элементов. Устройство не является универсальным, т.к. в зависимости от вида отвода тепла: конвективного и кондуктивного или только конвективного, необходимы конструктивные изменения, включающие в случае конвективного отвода дооснащение конструкции дополнительными элементами - поперечными планками, что, в свою очередь, приводит к снижению надежности, особенно после многократных повторений таких действий.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является крейт, включающий корпус, образованный связанными между собой посредством крепежных соединений боковыми стенками и рельсами, на монтажных поверхностях которых установлены направляющие для печатных плат (карт), при этом рельсы изготовлены из незамкнутого металлического профиля, в котором размещен вкладыш в виде съемной металлической пластины с резьбовыми отверстиями, предназначенными для фиксации панелей вставных электронных блоков, при этом в качестве материала для профиля используют экструдированный алюминий, а для вкладыша - сталь (https://elektronik.heitec.de/en/packaging/components-accessories).

Недостатки известного решения заключаются в сложности не только изготовления самого рельса, для осуществления которого требуется применение дорогостоящего оборудования, но и его монтажа/демонтажа в крейте. Выполнение рельса в виде сложногнутого незамкнутого профиля приводит к нерациональному распределению металла по сечению и, как следствие, появлению разнодеформированных участков и возможному возникновению очагов образования трещин.

Незамкнутое сечение профиля снижает жесткость и устойчивость, а также ограничивает выбор материалов для его изготовления, в частности, использование различных марок стали, что негативно влияет не только на надежность, но и функциональные возможности изделия.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая к защите полезная модель, заключается в повышении надежности.

Дополнительным результатом является упрощение конструкции и ее монтажа/демонтажа.

Указанный технический результат достигается тем, что в крейте, включающем боковые стенки, на которых с помощью крепежных соединений закреплены профильные рельсы с резьбовыми отверстиями, через которые осуществляется присоединение панелей вставных электронных блоков, соединительной платы, согласно полезной модели профильные рельсы выполнены из замкнутого гнутого профиля, на торцах которого размещены закладные элементы в виде вставок, с помощью которых рельсы присоединены к боковым стенкам, при этом замкнутый гнутый профиль имеет прямоугольное поперечное сечение, а в качестве крепежных соединений используют центрирующие крепежные элементы.

Замкнутый гнутый профиль может быть получен с помощью сварки.

Замкнутый профиль может получен путем экструдирования.

В качестве замкнутого профиля используют трубу.

Полезная модель поясняется чертежами, где

Фиг. 1 – общий вид крейта;

Фиг. 2 – вид спереди;

Фиг. 3 – вид сбоку;

Фиг. 4 – профильный рельс для крейта;

Фиг. 5 – часть профильного рельса для крейта (укрупненно);

Фиг. 6 – разрез А-А на фиг. 2.

Заявляемое устройство представляет собой каркасный корпус, на боковых стенках 1 которого закреплены горизонтально ориентированные передний и задний рельсы 2 и вертикально ориентированный средний рельс 3. Рельсы изготовлены из замкнутого гнутого металлического профиля с прямоугольным поперечным сечением, в том числе квадратным. Геометрия поперечного сечения профиля позволяет обеспечить электрический контакт между сопрягаемыми элементами по всей длине без применения дополнительных контактных пружин, как это реализовано, например, в крейтах, выпускаемых фирмой HEITEC, Германия.

Основными преимуществами применения конструктивного элемента из замкнутого гнутого профиля являются примерно одинаковые значения и характер распределения свойств по обе стороны от мест сгиба, наиболее оптимальное распределение металла по сечению, связанное с характерным для замкнутых гнутых профилей наибольшим коэффициентом рациональности формы сечения и наименьшей удельной толщиной стенок. Помимо этого, возможность более рационального, чем в открытых профилях, использование высокопрочных сталей, что способствует повышению надежности устройства. По сравнению с цилиндрическими трубами прямоугольные замкнутые гнутые профили проще в обработке и при компоновке узлов конструкций, их жесткость на кручение выше (Д.В. Перминов Исследование напряжения состояния узлов из гнутых профилей замкнутого сечения. Строительство и техногенная безопасность СиТБ сборник научных трудов академии строительства и архитектуры ФГАОУ ВО "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, № 7 (59), 2017 г. https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-napryazhennogo-sostoyaniya-uzlov-iz-gnutyh-profiley-zamknutogo-secheniya).

В каждом рельсе выполнены сквозные резьбовые отверстия (позиция не присвоена) для присоединения панелей встроенных электронных блоков и/или соединительной платы. В максимальной конфигурации количество отверстий, расположенных с шагом 5,08 мм, составляет 84. Допускаются пропуски отверстий. Номинальный диаметр резьбы М2,5.

За счет одинакового исполнения передних и задних рельсов обеспечивается их унификация и возможность установки с любой из сторон каркаса – передней или задней. Допускается использовать вместо среднего рельса два передних .

На каждом торцовом конце профильного рельса размещены закладные элементы в виде вставок 4 со сквозными резьбовыми отверстиями, через которые с помощью центрирующих крепежных элементов 5 вставки присоединяют к боковым стенкам 1 и рельсам 2, 3. В качестве центрирующих крепежных элементов могут быть применены, например, винты с низкой (потайной) цилиндрической головкой. Для предотвращения самоотвинчивания крепежных элементов могут быть применены шайбы 6 стопорные под винты с потайной или полупотайной головкой с углом 90°, например, сответствующие ГОСТ 10464-81. Взаимосвязь вставки с рельсом посредством центрирующих крепежных элементов препятствует смещению и позволяет сохранить первоначальное взаимное расположение. При этом форма шлица центрированного винта, как правило, представляет собой шестигранник, что исключает повреждение граней даже при больших физических усилиях, тем самым увеличивая надежность конструкции. Кроме того, внутренний шестигранник удобен при монтаже. Использование центрирующих крепежных элементов обеспечивает положительную фиксацию, увеличивает связь между деталями, что также способствует повышению надежности. При использовании винтов с низкой (потайной) головкой происходит самоцентрирование рельсов относительно резьбовых отверстий, выполненных в боковых стенках.

На головки центрирующих винтов могут быть установлены декоративные пластиковые шайбы (на чертеже не показаны).

Резьбу в сквозных отверстиях рельса наносят механически непосредственно в стенке, благодаря чему обеспечиваются высокие эксплуатационные свойства, в том числе точность установки крепежных элементов и их фиксация, что повышает надежность. Помимо этого, при механической обработке резьбовых отверстий повышению надежности установочной базы способствует ортогональная форма сечения профиля.

Полезная модель осуществляется следующим образом.

Монтаж крейта производят с соблюдением требований к общей компоновке по ГОСТ Р МЭК 60297-3-101-2006.

Перед креплением рельсов к боковым стенкам выполняют их предварительную сборку. Для этого в каждый торцовый конец рельса вставляют закладные элементы – вставки. Затем через сквозные резьбовые отверстия с помощью центрирующих крепежных элементов вставку соединяют с рельсом и одной из боковых стенок. После этого аналогичным образом монтируют вторую боковую стенку.

Передний и задний рельсы 2 предназначены для крепления электронного оборудования, которое, соответственно, размещают на передней и задней сторонах, средний рельс 3 служит для присоединения соединительной платы (шины) 7.

Соединительную плату 7 фиксируют на среднем рельсе 3 с помощью крепежных элементов, например, винтов, для которых используют отверстия, выполненные на соединительной плате, и расположенные напротив них некоторые из сквозных резьбовых отверстий данного рельса.

На собранный каркас монтируют направляющие для печатных плат 8 и прочие элементы (на чертеже не показаны), предусмотренные в составе конструкции крейта.

Сверху и снизу каркаса устанавливают верхнюю 9 и нижнюю 10 крышки, имеющие винтовое соединение с рельсами 2, 3 и боковыми стенками 1, при этом достигается надёжный электрический контакт между всеми взаимосвязанными элементами.

После этого, с передней и/или задней сторон каркаса по направляющим, либо, без их использования, к соединительной плате подстыковывают вставной(-ые) электронный(-ые) блок(-и).

Затем вставные электронные блоки крепят к рельсам 2, для чего используют отверстия на сопрягаемых панелях указанных блоков и расположенные напротив них некоторые из резьбовых отверстий, выполненных в рельсах.

Демонтаж крейта осуществляют в обратной последовательности.

Для установки в распределительные телекоммуникационные шкафы/стойки, изготовленные согласно нормам ГОСТ 28601.2, крейт оснащают фланцевыми соединениями, через отверстия 11 которых осуществляется монтаж к несущей конструкции шкафа/стойки. Фланцевые соединения могут иметь овальное отверстие.

Все конструктивные элементы, входящие в состав заявляемого крейта, могут быть произведены на универсальном стандартном механообрабатывающем оборудовании, благодаря чему не требуется значительных капитальных вложений, а также подготовки и изготовления специальной оснастки, либо приобретения дорогостоящего оборудования. Кроме того, обеспечиваются не только сжатые сроки выпуска продукции, но и ее низкая себестоимость.

Рельсы выполняют из металлического гнутого замкнутого профиля, например, трубы прямоугольного (квадратного) сечения стандартных типоразмеров, что повышает надежность и исключает в отличие от прототипа проведения работ по разработке и изготовлению дорогостоящего алюминиевого профиля сложного поперечного сечения.

Как вариант, замкнутый профиль может быть образован с помощью сварки или экструдированием.

В заявляемом устройстве в качестве материала для изготовления рельсов могут быть применены стали любых марок, а также алюминий, в том числе экструдированный, и иные цветные металлы и их сплавы.

После механообработки на деталь наносят защитное покрытие, в том числе гальваническое, например, цинковое, и/или лакокрасочное, например, порошковыми красками.

Пример конкретного выполнения.

Предлагаемый к защите крейт предназначен для последующей установки в распределительные телекоммуникационные шкафы/стойки, соответствующие ГОСТ 28601.2-90 «Система несущих конструкций серии 482,6 мм. Шкафы и стоечные конструкции. Основные размеры».

За основу корпуса заявляемого крейта может быть принят каркас с кроссплатой для размещения аппаратуры и предназначенный для последующей установки в телекоммуникационные шкафы и стойки, изготовленные согласно нормам ГОСТ 28601.2 «Система несущих конструкций серии 482,6 мм. Шкафы и стоечные конструкции. Основные размеры» и служащие для размещения на его базе блоков серийно выпускаемых аппаратов, таких как ПВЗУ-Е, АКА-Кедр УСК.190.200.00-05, Кедр-2.0, ПВЗУ-2.0 производства ООО «УРАЛЭНЕРГОСЕРВИС» (http://www.uenserv.ru), а также иного электрооборудования, удовлетворяющего требованиям стандарта ГОСТ Р МЭК 60297-3-101 «Конструкции несущие базовые радиоэлектронных средств БЛОЧНЫЕ КАРКАСЫ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ВСТАВНЫЕ БЛОКИ Размеры конструкций серии 482,6 мм (19 дюймов)» в части габаритной совместимости.

Размеры каркаса определяются требованиями, приведенными в разделах 5, 6 данного стандарта, при этом стандарт не регламентирует конструктивное исполнение крейта.

Фланцевое крепление к несущей конструкции телекоммуникационного шкафа/стойки реализуется с помощью винтов В2.М6-6gx16.66.1315 по ГОСТ 17473-80 или их аналогов и закладных гаек М6 DIN 88109, размещенных за монтажной поверхностью шкафа/стойки. Допускается устанавливать декоративную пластиковую шайбу под головку винта. Крепление корпусов высотой до 6U осуществляется четырьмя винтами, от 7U до 12U – восемью винтами.

Боковые стенки и обе крышки крейта выполнены стальными. Дополнительно на поверхность корпуса нанесено защитное покрытие: гальваническое, а именно, цинковое, и лакокрасочное, в качестве материала для которого используют черную порошковую краску.

Высота корпуса составляет от 2U до 12U, где U - 4,445 см или 1,75 дюйма; ширина - 482,6±0,4 мм, глубина - до 400 мм.

Крейт имеет простую в изготовлении конструкцию, увеличенную площадь контакта между сопрягаемыми деталями, повышенную прочность, возможность изготовления из разнообразных материалов, в том числе, чёрных металлов, при этом все конструктивные элементы могут быть изготовлены из отечественных материалов на мощностях отечественных машиностроительных предприятий.

Claims (4)

1. Крейт, включающий боковые стенки, на которых с помощью крепежных соединений закреплены профильные рельсы с резьбовыми отверстиями, через которые осуществляется присоединение панелей вставных электронных блоков, соединительной платы, отличающийся тем, что профильные рельсы выполнены из замкнутого гнутого профиля, на торцах которого размещены закладные элементы в виде вставок, с помощью которых рельсы присоединены к боковым стенкам, при этом замкнутый гнутый профиль имеет прямоугольное поперечное сечение, а в качестве крепежных соединений используют центрирующие крепежные элементы.

2. Крейт по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый гнутый профиль получен с помощью сварки.

3. Крейт по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый профиль получен посредством экструдирования.

4. Крейт по п. 1, отличающийся тем, что в качестве замкнутого гнутого профиля используют трубу.