DE202004017338U1

DE202004017338U1 - Gehäuse mit kühlbarem Innenraum

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Publication number: DE202004017338U1
Application number: DE200420017338
Authority: DE
Original assignee: Rose Systemtechnik GmbH
Current assignee: Rose Systemtechnik GmbH
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: WO2006050681A1; DE112005003384A5

Abstract

Gehäuse (1), insbesondere für Elektronikanwendungen, mit einem von Wänden umschlossenen, kühlbaren Innenraum (10), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wände zumindest teilweise als Innenwand (12) einer von Umgebungsluft durchströmbaren Hohlkammer (2) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere für Elektronikanwendungen, mit einem von Wänden umschlossenen, kühlbaren Innenraum.
Bei Gehäusen, die für Elektronikanwendungen genutzt werden, ist es üblich, Lüftungsschlitze oder sonstige Öffnungen zum Durchleiten von Kühlluft vorzusehen, um im Innenraum des Gehäuses angeordnete Elektronikkomponenten kühlen zu können. Diese übliche Technik hat sich zwar im allgemeinen bewährt, weist allerdings den Nachteil auf, daß die innerhalb des Gehäuses angeordneten Komponenten ständig in Kontakt zur Umgebungsluft stehen, so daß Staub, Feuchtigkeit usw. in das Gehäuse eindringen können. Eine wasserdichte Ausführung ist so nicht möglich.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein gattungsgemäßes Gehäuse dahingehend zu verbessern, daß eine Kühlmöglichkeit für innerhalb des Gehäuses angeordnete Komponenten besteht, ohne daß der Innenraum des Gehäuses von Umgebungsluft durchströmt werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gehäuse, insbesondere für Elektronikanwendungen, gelöst, mit einem von Wänden umschlossenen, kühlbaren Innenraum, welches sich dadurch auszeichnet, daß mindestens eine der Wände zumindest teilweise als Innenwand einer von Umgebungsluft durchströmbaren Hohlkammer ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, daß zwei gegenüberliegende Seitenwände des Gehäuses ganz oder teilweise als Innenwände von Hohlkammern ausgebildet sind.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß die bzw. jede Hohlkammer einen über ihre Länge gleichbleibenden Querschnitt aufweist.
Zweckmäßigerweise sieht die Erfindung vor, daß die bzw. jede Hohlkammer als Strangpreßteil in Form eines Hohlkammerprofils ausgebildet ist.
Weiter kann vorgesehen sein, daß die bzw. jede Hohlkammer in mehrere gegeneinander abgeschlossene Längsbereiche gegliedert ist. Querwände, die die Längsbereiche gegeneinander abgrenzen, können hierbei der Stabilitätserhöhung und der Verbesserung des Wärmeübergangs dienen.
Bevorzugt sieht die Erfindung vor, daß die Innenwand ein- oder beidseitig mit Wärmetauscherrippen versehen ist. Innenseitig angeordnete Wärmetauscherrippen können hierbei Befestigungsnuten für in das Gehäuse einzusetzende Komponenten bilden.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse zwei parallel mit Abstand angeordnete Hohlkammern als Seitenelemente, eine Vorderwand, eine Rückwand und zwei Deckel aufweist. Die Hohlkammern können spiegelbildlich zueinander ausgebildet sein.
Die Deckel können jeweils mit zwei Belüftungsöffnungen im Bereich der Hohlkammern versehen sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß wenigstens eine der Hohlkammern mit einem Lüfter versehen ist. Zweckmäßigerweise ist wenigstens in einer Belüftungsöffnung eines Deckels ein Lüfter angeordnet. Die Deckel können Druckgußteile, bspw. aus Aluminium, mit Stanzdichtungen sein.
Weiter kann vorgesehen sein, daß die oder jede Hohlkammer innenseitig erste und/oder an einer nicht an den Innenraum des Gehäuses angrenzenden Außenwand außenseitig angeformte zweite, offene und sich in Längsrichtung der Hohlkammer erstreckende Befestigungskanäle aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die bzw. jede Hohlkammer zwei außenseitig angeformte, in Längsrichtung verlaufende Haltenuten zur Aufnahme eines Einschubteils aufweist.
In bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß jeder zweite Befestigungskanal einen ersten Querschnittsbereich zur Aufnahme eines Befestigungselements und einen daran anschließenden zweiten Querschnittsbereich zur Bildung einer Haltenut aufweist. Jeder zweite Befestigungskanal kann in einem im Querschnitt C- oder U-förmigen Ansatz oder Bereich des Gehäuses ausgebildet sein, wobei je zwei Ansätze oder Bereiche gleichzeitig zwei Haltenuten bilden.
Es kann vorgesehen sein, daß in je zwei Haltenuten ein Einschubteil aufgenommen ist, das durch die Deckel gesichert ist. Das Einschubteil kann ein ebener oder profilierter Material streifen und/oder ein Funktionselement wie Griff, Befestigungselement, schwenkbare Wandbefestigung, Rastelement oder Aufstellfuß sein.
Die Erfindung sieht weiter bevorzugt vor, daß Vorder und/oder Rückwand mittels durch die Deckel greifende Zapfenschrauben angeschlossen und wahlweise aufschwenkbar oder fest verschlossen sind.
An Vorder- und/oder Rückwand kann ein Schloß zum Verriegeln angeordnet sein.
Alternativ zu den Zapfenschrauben kann vorgesehen sein, daß die Vorder- oder Rückwand mittels Winkelprofilen an Deckel und Hohlkammern klemmend fixiert ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
1 ein erfindungsgemäßes Gehäuse in einer perspektivischen Darstellung zeigt,
2 das Gehäuse nach 1 mit einer aufgeklappten Rückwand zeigt,
3 das Gehäuse nach 1 in einer auseinandergezogenen Einzelteildarstellung zeigt,
4 eine vergrößerte Einzelheit IV aus 3 zeigt,
5 einen Teil aus 3 in vergrößerter Darstellung zeigt,
6 eine aufgeschnittene Teilansicht eines Eckbereichs des Gehäuses nach 1 zeigt,
7 eine Variante eines Einschubteils zeigt,
8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hohlkammerprofils als Teil des Gehäuses nach 1 zeigt,
9 eine perspektivische Teilansicht eines Gehäuses nach 1 im Schnitt zeigt, und
10 eine perspektivische Teilansicht, ähnlich 9, einer gegenüberliegenden Seite des Gehäuses nach 1 zeigt.
1 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses 1, das sich insbesondere für Elektronikanwendungen eignet, bspw. für kleine, kompakte Anwendungen in der Steuerungs-, Anzeigen-, Medizin- und MSR-Technik. 2 zeigt das Gehäuse mit geöffneter Rückwand, während 3 eine explosionsartige Darstellung wesentlicher Einzelkomponenten des Gehäuses zeigt.
Das Gehäuse 1 wird im wesentlichen durch zwei seitliche Hohlkammerprofile 2, zwei stirnseitige Deckel 4, eine aufschwenkbare Rückwand 6 sowie eine fest montierte Vorderwand 8 gebildet. Die Hohlkammerprofile 2 bestehen aus Strangpreßprofilen aus einem gut wärmeleitfähigen Material wie etwa Aluminium und sind in einer bestimmten standardmäßigen oder individuell vorgegebenen Länge gefertigt. Dadurch erhält ein Anwender ein Größtmaß an Längenflexibilität für den jeweiligen Einsatzfall.
Die Deckel 4 sind in diesem Fall als Druckgußteile gefertigt und mit einer nicht dargestellten Stanzdichtung gegenüber den Hohlkammerprofilen 2 abgedichtet.
Ein Halterungsarm 5 ist an einem im Gebrauch oberseitigen Deckel 4 fixiert und kann mit einer Halte- und Positionierungsvorrichtung verbunden sein.
Eine wesentliche Anforderung an Gehäuse für Elektronikkomponenten ist eine effektive Wärmeabfuhr aus dem Gehäuseinnenraum, die erfindungsgemäß dadurch realisiert wird, daß die seitlichen Hohlkammerprofile 2 von Umgebungsluft durchströmbar und speziell zur Wärmeableitung aus dem Gehäuseinneren ausgebildet sind. 8 zeigt eine Schnittansicht eines Hohlkammerprofils 2, aus der sich ergibt, daß eine Innenwand 12 des Hohlkammerprofils, die in Bezug auf das Gehäuse innen liegt, beidseitig mit Wärmetauscherrippen versehen ist, nämlich außenseitig, bezogen auf den Innenraum 10 des Gehäuses, mit Wärmetauscherrippen 14, und innenseitig, ebenfalls bezogen auf den Innenraum des Gehäuses, mit Wärmetauscherrippen 16, die gleichzeitig Befestigungsnuten 18 zur Anbringung von in dem Gehäuse aufzunehmenden Komponenten, bspw. mittels Federmuttern, bilden.
Die außenseitigen Wärmetauscherrippen 14 weisen eine gewellte Oberfläche auf, ebenso wie die übrigen inneren Oberflächen 20 des Hohlkammerprofils 2, um eine bestmögliche Wärmeübertragung an durchströmende Luft zu gewährleisten.
6 zeigt in einer Längsschnittansicht einen Übergang zwischen Hohlkammerprofil 2 und Deckel 4, wobei deutlich wird, daß sich der Innenraum 3 des Hohlkammerprofils 2 in einer seitlich versetzten Belüftungsöffnung 22 des Deckels 4 mündet, in die ein elektrisch betriebener Lüfter 24 eingesetzt und mit einem Lüftungsgitter 26 abgedeckt ist. Zweckmäßigerweise ist einer der Deckel 4 beidseitig mit je einem Lüfter versehen, während der gegenüberliegende Deckel lediglich mit zwei Lüftgittern abgedeckt ist, so daß nach Bedarf eine Luftströmung durch eine oder beide Hohlkammer(n) der Hohlkammerprofile 2 erzeugt werden kann.
Unabhängig vom Betrieb der Lüfter tritt allerdings aufgrund des „Kamineffekts" bei einer Erwärmung der Hohlkammerprofile gegenüber der Umgebungslufttemperatur, sofern das Gehäuse bzw. die Hohlkammerprofile im wesentlichen senkrecht stehen, eine selbsttätige Luftströmung durch die Hohlkammerprofile auf, so daß stets eine gewisse Wärmeabfuhr aus dem Gehäuseinnenraum gewährleistet ist. Falls dieser Kamineffekt im Einzelfall nicht ausreicht, muß zumindest ein Lüfter angeordnet bzw. ein vorhandener Lüfter in Betrieb gesetzt werden, der beispielsweise durch eine Temperatursteuerung im Inneren des Gehäuses 1 angesteuert werden könnte.
Wie 8 weiter zeigt, ist das Hohlkammerprofil 2 an einer Außenwand 30 mit außenseitig angeformten, nach außen offenen und sich in Längsrichtung des Hohlkammerprofils 2 erstreckenden (zweiten) Befestigungskanälen 32 versehen, in die Befestigungselemente, etwa Befestigungsschrauben für das Einschubteil 40, eingreifen können. Weiterhin ist das Hohlkammerprofil mit innerhalb des Hohlkammerprofils 2 angeordneten (ersten) Befestigungskanälen 34 versehen, die zur Aufnahme von Befestigungsschrauben für die Deckel 4 dienen und ebenfalls keine Verbindung zu dem Innenraum 10 des Gehäuses 1 aufweisen, so daß bei Verwendung selbstschneidender Schrauben o.ä. in keinem Fall irgendwelche Späne ins Gehäuseinnere und auf Elektronikkomponenten o.ä. fallen können.
Wie 8 weiter zeigt, ist jeder außen liegende Befestigungskanal 32 in einem insgesamt C- oder U-förmigen Querschnittsbereich 36 des Hohlkammerprofils 2 ausgebildet, wobei jeweils zwei zueinander weisende Querschnittsbereiche 36 des Hohlkammerprofils 2 eine Haltenut 38 für ein Einschubteil 40 (3) bilden. Das Einschubteil 40 kann im einfachsten Fall aus einem im wesentlichen ebenen Materialstreifen mit seitlichen angeformten Führungsleisten 42 bestehen, die in 4 deutlicher dargestellt sind.
Das Einschubteil 40 wird von einem Ende des Hohlkammerprofils 2 her in Richtung des Pfeils 44 in die Haltenuten 38 eingeschoben und in Längsrichtung durch die aufgesetzten Deckel 4 fixiert.
Ein Einschubteil 40 kann lediglich einer individuellen Farbgestaltung dienen, oder aber zur Befestigung von Funktionselementen wie Griffe, Befestigungselemente, Rastelemente, Aufstellfüße oder Wandhalterungen, wobei derartige Funktionselemente unmittelbar mit seitlichen Führungsleisten ähnlich den Führungsleisten 32 versehen sein können, so daß sie unmittelbar in die Haltenuten 38 einsetzbar sind. 7 zeigt eine Variante eines Einschubteils 40', welches mit einem Handgriff 41 versehen ist.
Aus 5 und 9 geht die Anbringung der Rückwand 6 und der Vorderwand 8 an den Deckeln und Hohlkammerprofilen hervor. Die Vorderwand 8 wird von innen mit einem Winkelprofil 48 (9) unter Anordnung einer Dichtung 50 fixiert und durch Flächenpressung jeweils entlang nahezu der gesamten Kantenlänge geklemmt. Dies hat den Vorteil, daß sich die Frontplatte in ihrem Randbereich nicht wellen kann, was bei einer punktuellen Befestigung, z.B. durch einzelne Schrauben, der Fall wäre. Die Winkelprofile 48 sind ihrerseits mit Schrauben 52 an den Hohlkammerprofilen 2 und Deckeln 4 befestigt.
Die Rückwand 6 ist mittels seitlicher Halterungsprofile 54 an den Deckeln befestigt, und zwar durch zwei Zapfenschrauben 56 je Deckel (10), die durch Schraublöcher 58 in den Deckeln von außen zugänglich sind, so daß die Rückwand jederzeit geöffnet werden kann. Ein Vorteil der Befestigung mittels Zapfenschrauben liegt darin, daß die Rückwand 6 nach Lösen von zwei zu einem der Halteprofile 54 gehörigen Zapfenschrauben 56 türartig geöffnet werden kann. Dies ist dahingehend vorteilhaft, daß kein Platz in der Einbautiefe aufgrund eines Schlosses o.ä. verlorengeht. Alternativ kann allerdings auch ein herkömmliches Verschlußprinzip mittels Vorreiber oder eine komplett verschraubte Rückwand eingesetzt werden.
10 zeigt eine umlaufende Dichtung 60, die mit der zu öffnenden Rückwand 6 zusammenwirkt, wenn diese z.B. mit den Zapfenschrauben 56 geschlossen ist.

1: Gehäuse
2: Hohlkammerprofil
3: Innenraum (von 2)
5: Halterungsarm
4: Deckel
6: Rückwand
8: Vorderwand
10: Innenraum (von 1)
12: Innenwand (von 2)
14: außenseitige Wärmetauscherrippen
16: innenseitige Wärmetauscherrippen
18: Befestigungsnut
20: innere Oberfläche
22: Belüftungsöffnung
24: Lüfter
26: Lüftungsgitter
30: Außenwand (von 2)
32: Befestigungskanal
34: Befestigungskanal
36: C-förmige Querschnittsbereich
3 8: Haltenut
40, 40': Einschubteil
41: Handgriff
42: Führungsleiste
44: Pfeil
48: Winkelprofil
50: Dichtung
52: Schraube
54: Halterungsprofil
56: Zapfenschraube
58: Schraubloch
60: Dichtung

Claims

Gehäuse (1), insbesondere für Elektronikanwendungen, mit einem von Wänden umschlossenen, kühlbaren Innenraum (10), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wände zumindest teilweise als Innenwand (12) einer von Umgebungsluft durchströmbaren Hohlkammer (2) ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Seitenwände des Gehäuses (1) ganz oder teilweise als Innenwände (12) von Hohlkammern (2) ausgebildet sind.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Hohlkammer (2) einen über ihre Länge gleichbleibenden Querschnitt aufweist.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Hohlkammer (2) als Strangpreßteil in Form eines Hohlkammerprofils (2) ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Hohlkammer (2) in mehrere gegeneinander abgeschlossene Längsbereiche gegliedert ist.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (12) ein- oder beidseitig mit Wärmetauschemppen (14, 16) versehen ist.
Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß inneinseitig angeordnete Wärmetauscherrippen (14) Befestigungsnuten (18) für in das Gehäuse (1) einzusetzende Komponenten bilden.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwei parallel mit Abstand angeordnete Hohlkammern (2) als Seitenelemente, eine Vorderwand (8), eine Rückwand (6) und zwei Deckel (4) aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel jeweils mit zwei Belüftungsöffnungen (22) im Bereich der Hohlkammern (2) versehen sind.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Hohlkammer mit einem Lüfter (24) versehen ist. Es muß kein Lüfter eingebaut werden, sondern zur Umluftbeschleunigung kann ein Lüfter eingebaut werden.
Gehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einer Belüftungsöffnung (22) eines Deckels (4) ein Lüfter (24) angeordnet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel als Druckgußteile mit einer Stanzdichtung ausgebildet sind.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Hohlkammer (2) innenseitig erste und/oder an einer nicht an den Innenraum (10) des Gehäuses (1) angrenzenden Außenwand (30) außenseitig angeformte zweite, offene und sich in Längsrichtung der Hohlkammer (2) erstreckende Befestigungskanäle (32, 34) aufweist.
Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Hohlkammer (2) zwei außenseitig angeformte, in Längsrichtung verlaufende Haltenuten (38) zur Aufnahme eines Einschubteils (40, 40') aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Befestigungskanal (32) einen ersten Querschnittsbereich zur Aufnahme eines Befestigungselements und einen daran anschließenden zweiten Querschnittsbereich zur Bildung einer Haltenut (38) aufweist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Befestigungskanal (34) in einem im Querschnitt C- oder U-förmigen Ansatz oder Bereich (36) des Gehäuses (1) ausgebildet ist, wobei je zwei Ansätze oder Bereiche (36) gleichzeitig zwei Haltenuten (38) bilden.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in je zwei Haltenuten (30) ein Einschubteil (40, 40') aufgenommen ist, das durch die Deckel (4) gesichert ist.
Gehäuse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschubteil (40, 40') ein ebener oder profilierter Materialstreifen und/oder ein Funktionselement wie Griff (41), Befestigungselement, schwenkbare Wandbefestigung, Rastelement oder Aufstellfuß ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (8) und/oder die Rückwand (6) mittels durch die Deckel (4) greifende Zapfenschrauben (56) angeschlossen und wahlweise auf schwenkbar oder fest verschlossen sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderwand (8) und/oder an der Rückwand (6) ein Schloß zum Verriegeln angeordnet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (8) oder die Rückwand (6) mittels Winkelprofilen (48) an den Deckeln (4) und den Hohlkammern (2) befestigt ist.