МОНТАЖНАЯ ПЛАТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
CIRCUIT BOARD FOR ELECTRONIC STRUCTURAL COMPONENTS

Описание
Изобретение относится к монтажной плате для электронных конструктивных элементов, в частности с интегрированными в корпус платы охлаждающими трубопроводами для пропускания охлаждающей среды, причем на корпусе платы расположено крепежное устройство для монтажа электронных конструктивных элементов.
Из уровня техники (без печатного документа) известно, что в монтажной плате или пластине используют шланги охлаждения для охлаждения монтируемых на монтажной плате электронных приборов, например преобразователей частоты. С помощью так называемой “Coldplate” (холодной платы) можно отводить теряемое тепло электронных конструктивных элементов.
Электронные конструктивные элементы могут закрепляться на такой монтажной плате с помощью винтовых соединений. Для этого на корпусах электронных конструктивных элементов предусмотрены отверстия для винтов, через которые можно ввинчивать винт в выполненные в монтажной плате резьбовые отверстия. Известные монтажные платы из-за наличия шлангов охлаждения можно, однако, просверливать не без опасности повреждения. К тому же электронные конструктивные элементы часто имеют различные размеры, так что следует задавать также различные крепежные размеры. Зачастую не является возможным снабдить монтажную плату предварительно подготовленным растром резьбовых отверстий, так как выполненные в корпусах электронных конструктивных элементов резьбовые отверстия не совпадают с ними.
При известных монтажных платах фирмы PADA Engineering охлаждающие шланги видимым образом прокладываются на поверхности платы, чтобы таким образом при последующей механической обработке монтажной платы избежать видимых повреждений охлаждающих трубопроводов.
Разумеется, в известных монтажных платах необходимо в зависимости от крепежного размера монтируемых электронных конструктивных элементов выполнять специально расположенные резьбовые отверстия. Это требует технологических издержек.
Благодаря заданным, на основе положения охлаждающих шлангов, областям монтажа на монтажной плате плотность упаковки многих подлежащих монтажу электронных конструктивных элементов снижается, так как из-за проведения трубопроводов с охлаждающим средством не каждая позиция пригодна для выполнения резьбовых отверстий.
Задачей изобретения является создание монтажной платы для электронных конструктивных элементов, которая при сниженных издержках на монтаж и надежном креплении монтируемых электронных конструктивных элементов предлагает изменяемые возможности расположения на поверхности платы, не подвергая ее просверливанию.
Эта задача изобретения решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные дальнейшие образования соответственно описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно этим признакам крепежное устройство имеет, по меньшей мере, один содержащий крепежную резьбу крепежный элемент и, по меньшей мере, выполненный вырезом, проходящий по прямой линии в направлении протяженности монтажной платы первый паз или ребро, в которые может вводиться, по меньшей мере, один крепежный элемент для крепления конструктивного элемента. Благодаря этой конструкции исключается дополнительное выполнение резьбовых отверстий. Монтаж проводить просто, причем благодаря любому позиционированию крепежных элементов в пазе возможна подгонка к конструктивным данным конструктивных элементов.
Согласно другой основной идее изобретения крепежное устройство может иметь, по меньшей мере, образованный однотипно с первым пазом или ребром и проходящий параллельно первому пазу или ребру второй паз или ребро, расстояние до которого от первого паза или ребра в основном определено, в сущности, проходящей перпендикулярно первому и второму пазу или ребру длиной монтируемого электронного конструктивного элемента. Благодаря этому обеспечивается, что при заданном крепежном размере монтируемых электронных конструктивных элементов можно просто осуществить сохранность монтажной платы.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения крепежное устройство может иметь, по меньшей мере, выполненный по одинаковому типу с первым пазом или ребром и со вторым пазом или ребром и проходящий параллельно второму пазу или ребру дополнительный паз или ребро, которые проходят на противоположной монтируемому электронному конструктивному элементу стороне второго паза или ребра на расстоянии от него, которое меньше, чем расстояние между первым пазом или ребром и вторым пазом или ребром. При этой компоновке принимается в расчет применяемый дополнительно другой крепежный размер монтируемых электронных конструктивных элементов.
Простым способом можно монтировать электронные конструктивные элементы, которые имеют отверстия для крепления винтами. При этом электронные конструктивные элементы можно закреплять с помощью винтов непосредственно на введенных в пазы или ребра держателях или фиксировать посредством выполненных в виде колодок крепежных элементов, которые непосредственно или опосредованно установлены на держателях.
В случае если крепежные размеры монтируемых электронных конструктивных элементов не соответствуют расстояниям между проходящими параллельно пазами, т.е. монтируемые электронные конструктивные элементы имеют отверстия, расстояния между которыми меньше, чем расстояние от дополнительного паза до первого паза, конструктивный элемент можно закрепить, по меньшей мере, с одной стороны с помощью листового уголка, в котором, по меньшей мере, один входящий в листовой уголок винт ввинчивается во введенный в соответствующий паз держатель.
При этом листовой уголок может иметь плоскую пластину основания для наложения на монтажную плату и отогнутую от нее область зажимания для крепления путем зажимания монтируемого электронного конструктивного элемента. Область зажимания может при этом прижиматься к предусмотренному на электронном конструктивном элементе выступу.
Для достижения особенно простой подгонки к различным крепежным размерам монтируемых электронных конструктивных элементов листовой уголок может иметь, по меньшей мере, одно проходящее перпендикулярно направлению протяженности второго паза или дополнительного паза удлиненное отверстие для приема винта.
Держателем может быть в предпочтительном выполнении шпоночная гайка.
Технологически предпочтительно, если первый паз, второй паз и/или дополнительный паз выполнены монолитно с корпусом платы.
Улучшенные возможности размещения и крепления получаются благодаря тому, что, по меньшей мере, один держатель образован в виде пазовой вставки, которая имеет вдвигаемый в один из пазов участок основания и выступающую из паза головную часть, что головная часть во вставленном состоянии пазовой вставки имеет установленный на расстоянии от плоскости монтажа монтажной платы участок для крепления, который может позиционироваться над располагаемым под ним участком основания закрепляемого конструктивного элемента, причем расстояние до участка для крепления больше толщины участка основания в направлении, перпендикулярном плоскости монтажа, и что на участке крепления имеется, по меньшей мере, одно резьбовое отверстие, в которое может ввинчиваться взаимодействующий с основанием зажимной винт для крепления конструктивного элемента.
Простому, надежному монтажу способствуют, далее, мероприятия, состоящие в том, что, по меньшей мере, один держатель выполнен в виде установочной шпонки с вставляемым в один из пазов участком основания и выступающей из паза головной частью, и в головной части в перпендикулярном относительно плоскости монтажа направлении расположено резьбовое отверстие, в которое может ввинчиваться до отказа крепежное средство для конструктивного элемента.
Различным возможностям крепления благоприятствует то, что крепежное устройство имеет, по меньшей мере, одну крепежную колодку, которая может располагаться поперек пазов, и рассчитанную таким образом, что она перекрывает расстояние между двумя пазами, и своими расположенными с обеих сторон концевыми участками может прикрепляться к вставленным в соответствующие пазы установочным шпонкам и/или пазовым вставкам через резьбовые отверстия.
Желательное размещение на практически любом месте монтажной плоскости без дополнительных отверстий становится возможным благодаря тому, что предусмотрен, по меньшей мере, один выполненный в виде колодки мостик, который может устанавливаться на расстоянии от плоскости монтажа с возможностью сдвига между двумя расположенными параллельно друг другу по обе стороны конструктивного элемента крепежными колодками и имеет отверстия, с помощью которых конструктивный элемент может закрепляться у своего основания посредством, по меньшей мере, одного зажимного винта.
Простому монтажу способствуют при этом мероприятия, состоящие в том, что мостик у своих обоих концевых участков имеет открытые в направлении крепежных колодок шлицы, с помощью которых он поддерживается на крепежных колодках с возможностью сдвига.
Возможности размещения и крепления расширяются благодаря тому, что, по меньшей мере, одна крепежная колодка и/или мостик снабжена/снабжен рядом резьбовых отверстий или проемов для крепления.
Стабильности крепежного устройства способствует то, что крепежная колодка и/или мостик выполнены в форме уголка или снабжены, по меньшей мере, ребром жесткости.
Далее изобретение поясняется более подробно на основе предпочтительных форм выполнения со ссылкой на чертежи.
Фигура 1 - схематический вид сбоку в перспективе монтажной платы без смонтированных на ней охлаждаемых электронных конструктивных элементов.
Фигура 2 - схематический вид сбоку в перспективе листового уголка для монтажа, соответствующего различным крепежным размерам монтируемых электронных конструктивных элементов.
Фигура 3 - схематический вид сбоку в перспективе монтажной платы согласно фигуре 1 со смонтированными на ней охлаждаемыми преобразователями частоты, которые соответственно закреплены с помощью листового уголка согласно фигуре 2 путем зажимания с одной стороны.
Фигура 4 - частичные изображения a)-d) различных элементов крепежного устройства.
Фигура 5 - вид сверху монтажной компоновки в схематическом изображении с монтажной платой, закрепляемым конструктивным элементом и элементами крепежного устройства согласно фигуре 4.
Фигура 6 - вид в перспективе компоновки согласно фигуре 5 с одной стороны.
Фигура 7 - вид в перспективе компоновки согласно фигуре 5 с противоположной по сравнению с показанной на фигуре 6 стороны.
Фигура 1 показывает схематический вид сбоку в перспективе монтажной платы 10 без смонтированных на ней охлаждаемых электронных конструктивных элементов. Монтажная плата 10 имеет плоский корпус 14 платы, например из алюминия, в котором образованы охлаждающий трубопровод с подсоединениями 16 и 18 в форме невидимых охлаждающих шлангов для пропускания охлаждающей жидкости. В области, в которой интегрально проложены шланги с охлаждающим средством, корпус 14 платы не обработан дополнительно, а выполнен плоским и прямым. На фигуре 1 на правой стороне области, в которой интегрально проложены шланги с охлаждающим средством, монолитно с корпусом платы образован выполненный в поперечном сечении С-образной формы, проходящий по прямой линии в направлении протяженности (стрелка А) монтажной платы 10, вырезанный первый паз 20. В первый паз 20 можно ввести, предпочтительно с предохранением против проворачивания, по меньшей мере, один держатель, например (не показанную) шпоночную гайку, пазовую установочную шпонку 25 (фигура 4а) и/или пазовую вставку 26 (фигура 4b) для образования винтового соединения с электронным конструктивным элементом 12 или другими элементами крепежного устройства. Монтируемые электронные конструктивные элементы можно затем надежно зафиксировать в соответствующей позиции.
Параллельно первому пазу 20 проходит вырезанный второй паз 22 на представленной на фигуре 1 слева стороне области корпуса платы, в которой интегрально проложен шланг с охлаждающим средством. Расстояние между первым пазом 20 и вторым пазом 22 определяется, во-первых, областью корпуса платы, в которой интегрально проложен шланг с охлаждающим средством, а во-вторых, проходящей перпендикулярно первому пазу 20 и второму пазу 22 длиной монтируемого электронного конструктивного элемента.
Параллельно первому пазу 20 и второму пазу 22 проходит вырезанный дополнительно паз 24, который проходит на противоположной монтируемому конструктивному элементу стороне 26 второго паза на расстоянии С от него. Расстояние С меньше, чем расстояние B между первым пазом 20 и вторым пазом 22 и соответствует другому крепежному размеру, чем в случае второго паза 22.
Монтируемые электронные конструктивные элементы, облицовка или корпус которых имеют отверстия для винтов, расстояние между которыми соответствует расстоянию B от второго паза 22 до первого паза 20 или от дополнительного паза 24 до первого паза 20, могут непосредственно прикрепляться к введенным в пазы 20, 22, 24 гайкам путем ввинчивания.
Фигура 2 показывает схематический вид сбоку в перспективе листового уголка для подгоняемого к различным крепежным размерам монтируемых электронных конструктивных элементов монтажа.
Монтируемые электронные конструктивные элементы, корпусы которых имеют отверстия для винтов, расстояние между которыми меньше, чем (показанное на фигуре 1) расстояние B от второго паза 22 до первого паза 20 или меньше, чем расстояние от дополнительного паза 24 до первого паза 20, могут закрепляться, по меньшей мере, с одной стороны с помощью листового уголка посредством, по меньшей мере, одного входящего в них (не показанного) винта с прижатием к введенной в соответствующий паз 22 гайке.
Листовой уголок 30 имеет плоскую пластину 34 основания для прилегания к монтажной плате 10 и отогнутую от нее, выполненную монолитно с нею область 36 крепления для крепления с зажиманием монтируемого электронного конструктивного элемента.
Листовой уголок 30 имеет два проходящих перпендикулярно (стрелка D) направлению протяженности (стрелка А) второго паза 22 или дополнительного паза 24 удлиненных отверстия 38 и 39 для приема (не показанного) винта.
Фигура 3 показывает схематический вид сбоку в перспективе монтажной платы 10 согласно фигуре 1 со смонтированными на ней охлаждаемыми преобразователями 12 частоты, которые соответственно закреплены с одной стороны с зажиманием с помощью листового уголка 30 согласно фигуре 2.
Преобразователи частоты, протяженность B которых не соответствует расстояниям между обоими пазами 20 и 22, на представленной на фигуре 3 справа стороне привинчены соответственно винтами, которые входят во введенные (не показано) в паз 20 шпоночные гайки. На фигуре 3 такой винт снабжен обозначением 32.
На представленной на фигуре 3 слева стороне преобразователи 12 частоты установлены с зажиманием с помощью дополнительного листового уголка, один из которых изображен с обозначением 30. Например, через удлиненное отверстие 38 представленного листового уголка 30 входит винт 32 во введенную во второй паз 22 (не показано) шпоночную гайку. Листовой уголок 30 прижимается к выступу 13 на корпусе преобразователя 12 частоты. Благодаря креплению с помощью удлиненных отверстий выравнивается не соответствующий расстояниям между пазами крепежный размер.
Фигура 4 показывает частичные изображения a)-d) различных элементов крепежного устройства, а именно пазовую установочную шпонку 35 (частичное изображение a), пазовую вставку (частичное изображение b), крепежную колодку 27 (частичное изображение с) и выполненный аналогично колодке мостик 28 (частичное изображение d), которые могут быть в наличии в большем или меньшем количестве для образования комплекта, так чтобы на плоскости монтажа монтажной платы 10 можно было бы закрепить конструктивные элементы различных размеров и/или различного расположения. Принцип монтажа показан фигурах 5, 6 и 7. Крепежных отверстий в монтажной плате не требуется.
Как видно на фигуре 4а), установочная шпонка 25 для введения в имеющий Т-образную форму паз 20, 22, 24 имеет соответствующий поперечному сечению паза Т-образный участок 25.1, а также выступающую из паза над плоскостью монтажа головную часть 25.2, в верхней стороне которой в направлении, нормальном к плоскости монтажа, выполнено резьбовое отверстие 25.3. Возможны также еще боковые резьбовые отверстия параллельно плоскости монтажа. Установочная шпонка 25 расположена участком основания 25.1 с возможностью сдвигания в пазе.
Пазовая вставка 26 на фигуре 4b), как и установочная шпонка 25 имеет Т-образный в поперечном сечении, соответствующий в поперечном сечении пазу участок 26.1 основания, а также выступающую из паза головную часть 26.2, однако в направлении паза выполнена более длинной, чем установочная шпонка 25 и дополнительно снабжена выступающим поперек направления паза, во вставленном состоянии находящимся на расстоянии от плоскости монтажа крепежным участком 26.4. На обоих концевых частях вставки, а также на крепежном участке 26.4, выполнены исходящие от верхней стороны в перпендикулярном направлении резьбовые отверстия 26.3 или 26.5.
Как показано на фигуре 4с), крепежная колодка 27 выполнена в поперечном сечении в виде уголка и обладает на одной своей полке рядом отверстий 27.1, которые, по меньшей мере, отчасти могут быть образованы в виде резьбовых отверстий. Показанный на фигуре 4d) мостик 28 выполнен также в поперечном сечении в виде уголка и обладает также на одной своей полке множеством отверстий, которые могут быть образованы в виде резьбовых отверстий. Кроме того, в полке, не имеющей отверстий 28.1, по обе стороны выполнены открытые в направлении к концам шлицы 28.2, проходящие параллельно продольной протяженности.
Как показано на фигурах 5, 6 и 7, выполненные в виде уголков колодки 27 несколько длиннее, чем расстояние между обоими, проходящими вблизи обоих продольных краев пазами 20, 22, и могут закрепляться по выбору в соответствующих позициях во вставленных в пазы 20, 22 установочных шпонках 25 или пазовых вставках 26 путем введения винтов 33 через соответствующие отверстия 27.1 крепежной колодки 27 и завинчивания до отказа в резьбовые отверстия 25.3 или 26.3, причем сторона крепежной колодки 27 с отверстиями 27.1 образует предпочтительно верхнюю сторону. Таким образом, крепежные колодки 27 могут сдвигаться в продольном направлении монтажной платы 10 или плоскости монтажа, чтобы конструктивный элемент 12 расположить в желательной позиции по длине на плоскости монтажа. Часть 12.1 основания конструктивного элемента 12 может при этом скрепляться с обращенным к нему участком 26.4 крепления пазовой вставки 26 путем ввертывания через резьбовое отверстие 26.5 в крепежный участок 26.4 зажимного винта, чтобы прижать конструктивный элемент 12 к плоскости монтажа, благодаря чему получается хороший контакт для отвода теряемого тепла.
Между двумя крепежными колодками 27 можно расположить в желательной позиции в поперечном направлении монтажной платы 10, по меньшей мере, один мостик 28, причем он установлен с возможностью сдвига благодаря шлицу 28.2 в поперечном направлении вдоль крепежных колодок 27. Снабженная отверстиями 28.1 полка мостика 28 при этом установлена дальше от плоскости монтажа, чем размер соответствующего основания 12.1 конструктивного элемента 12 в направлении, перпендикулярном плоскости монтажа, так что часть 12.1 основания установлена с возможностью сдвига под мостиком 28 и с возможностью крепления путем завинчивания зажимных винтов через отверстия 28.1. В качестве зажимных винтов 34 могут служить, например, установочные винты.
Для крепления конструктивного элемента 12 на монтажной плате 10 существуют при этом различные возможности, а именно, например, зажатие основания 12.1 на одной стороне, по меньшей мере, одной пазовой вставкой 26 под ее крепежным участком 26.4 на одной стороне и зажатие с помощью мостика 28 на другой стороне или зажатие части 12.1 основания на обеих сторонах конструктивного элемента 12 одним из соответствующих мостиков. С помощью нескольких крепежных колодок 27 и мостиков 28 и в данном случае пазовых вставок 26 можно установить конструктивные элементы 12 различных размеров или в различных позициях в направлении x/y на монтажной плате 10, так что конструктивные элементы могут позиционироваться простым способом на соответствующих свободных местах, например, внутри корпуса, включающего в себя монтажную плату 10. При закреплении выполненное в форме уголка поперечное сечение крепежной колодки 27 и мостика 28 обеспечивает повышенную стабильность. Подобное стабилизирующее действие может достигаться также при Т-образном поперечном сечении или, по меньшей мере, с помощью ребер жесткости.