DE1765579B1 - Anordnung zur halterung stromzufuehrung und kuehlung von elektrischen schaltungseinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halte- schichten elektrisch verbunden werden, jedoch hanrung, Stromzuführung und Kühlung von elektrischen delt es sich bei den Leiterschichten nicht um ge-Schaltungseinheiten mit einem Gehäuse, welches die druckte Schaltungsplatten, sondern um Leiterbleche, Schaltungseinheiten trägt, an einem Ende eine Öff- welche mit den übrigen Leiterblechen relativ große nung aufweist und mit Kanälen versehen ist, welche S Koppelkapazitäten bilden. Für schnell arbeitende die durch die Öffnung eintretende Kühlluft zu den Impulsschaltungen, wie sie für Trommelspeicher er-Schaltungseinheiten leiten. forderlich sind, ist eine derartige Schichtverdrahtung

Bei einer bekannten derartigen Anordnung (USA.- daher ungeeignet.

Patentschrift 3 277 346) sind die elektrischen Schal- Weitere Merkmale der Erfindung, die im folgenden

tungseinheiten in Form von auf Kühlkörpern mon- io an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Austierten Gleichrichtern zu einem Gehäuse angeordnet, führungsbeispiels im einzelnen erläutert ist, ergeben durch welches von einem Ende her Kühlluft geblasen sich aus den beiliegenden Unteransprüchen. In den wird. Bei einer weiteren bekannten Anordnung (briti- Zeichnungen zeigt

sehe Patentschrift 874 796) sind die elektrischen F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer

Schaltungseinheiten in einzelnen Etagen, welche 15 Trommelspeicheranordnung mit einer Ausführungs-Querschnittsflächen innerhalb eines zylindrischen Ge- form der erfindungsgemäßen Signalverteilungs- und häuses bilden, angeordnet. An einer Seite weisen Kühleinrichtung,

diese Querschnittsflächen Ausnehmungen auf, durch F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in

die längs des Gehäuses ein Kühlkanal verläuft, der Fig. 1, wobei die Trommel auf der Seite liegend mit zwischen den einzelnen Querschnittsebenen Öffnun- 20 nach rechts weisenden Füßen, auf denen sie norgen aufweist, durch welche die von einem Ende des malerweise steht, gezeigt ist,

Gehäuses her in den Kühlluftkanal eingeblasene Luft F i g. 3 einen Teil der Oberseite der Anordnung

zwischen die Schaltungsebenen strömt. Eine weitere nach F i g. 1 in Draufsicht, ύ

bekannte Anordnung (USA.-Patentschrift 2 796 559) F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Schicht-

verwendet ebenfalls die verschiedenen Schaltungsein- 25 anordnung und gedruckten Schaltungsplatte in der heiten tragende Querschnittsebenen innerhalb eines Anordnung nach Fi g. 1,

zylindrischen Gehäuses, welches jedoch hermetisch F i g. 5 eine aufgebrochene perspektivische Darabgeschlossen ist. Zur Kühlung sind die einzelnen stellung der Innenfläche der Schichtanordnung und Querschnittsebenen mit am Gehäuse anliegenden gedruckten Schaltungsplatte nach F i g. 3 und 4, Kühlfingern versehen, so daß die im Betrieb entste- 30 F i g. 6 einen der Leiterringe der Schichtanordnung hende Wärme über das Gehäuse nach außen abge- nach F i g. 4 und 5 im Grundriß, leitet wird. Fi g. 7 a und 7 b Grundrißdarstellungen der Ober-

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber seite bzw. Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte in der Schaffung einer Anordnung zur Halterung, nach F i g. 3, und Stromzuführung und Kühlung von elektrischen 35 F i g. 8 ein der Erläuterung der elektrischen Eigen-Schaltungseinheiten, welche eine möglichst einfache schäften der Schichtanordnung der erfindungsge-Verkabelung und gute Zugänglichkeit der Schaltungs- mäßen Baueinheit dienendes Schaltschema, einheiten zu Überwachungszwecken erlaubt und Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Trommelspeichergleichzeitig eine gute Wärmeabführung von den Baueinheit weist ein metallisches Rahmenwerk, teil-Schaltungseinheiten ermöglicht. Insbesondere soll 40 weise gezeigt bei 10, mit angelenkten Türklappen 12 sich die Anordnung zur Verwendung bei einem auf. Die abklappbaren Türklappen 12 bestehen aus Trommelspeicher eignen und die erforderlichen von Metallrahmen eingefaßten Schaltungsplatten, Schaltungen, wie Verstärker, Logikstufen u. dgl. zur welche die für den Betrieb der Trommelspeicherein-Verarbeitung der Speichersignale aufnehmen. heit erforderlichen Schaltungen, wie Verstärker, Λ

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 45 Logikstufen u.dgl., enthalten. Die einzelnenTürklap- ™ löst, daß an dem offenen Ende des Gehäuses ein pen haben jeweils um ihren Innenrand Dichtungsebenfalls mit einer Öffnung ausgebildeter geschichte- streifen 14, die bei geschlossenen Türklappen luftter Leiteraufbau aus einer gedruckten Schaltungs- dicht abdichten. Die Türklappen 12 dienen einerseits platte und abwechselnden Leiterschichten und Iso- dazu, das Innere der Trommelspeichereinheit vor lierschichten übereinstimmender Form und Ausrich- 50 Schmutz zu schützen, und sie bilden andererseits tung derart angeordnet ist, daß seine Öffnung mit der zugleich Wände von Durchlässen für den Durchtritt Gehäuseöffnung ausgerichtet ist und die beabstande- von Kühlluft. Ein solcher Durchlaß ist in F i g. 2 ten Leiter der gedruckten Schaltungsplatte vom Ge- durch die gestrichelte Linie 16 angedeutet, häuse weg nach außen gerichtet sind, während die Der Läufer des Trommelspeichers ist in F i g. 2

Leiter- und Isolationsschichten nach innen gerichtet 55 bei 18 gezeigt. Die (in F i g. 2 nicht sichtbaren) Lesesind, daß die gegeneinander isolierten Leiterschichten Schreib-Köpfe sind im Ständer 20 unmittelbar bei der des Leiteraufbaus an einer Kante (Innenkante) mit magnetischen Oberfläche 22 des Läufers angebracht. Kontaktfahnen anderer Leiterschichten bzw. zu mit Der Antrieb für den Trommelläufer ist am Boden einem Kabel verbundenen Stromzuführungsleiiern der Einheit angeordnet und besteht aus einem Motor elektrischen Kontakt herstellen, und daß die Leiter 60 23 mit am Chassis befestigtem Ständer 24 und am der gedruckten Schaltungsplatte über Verteilerkabel Trommelläufer befestigtem Läufer 26. Ein durch mit den Schaltungseinheiten verbunden sind. einen weiteren Motor 30 angetriebenes Kühlgebläse

Zwar ist es bekannt (USA.-Patentschrift 3 076 874), 28 ist am dem Antriebsmotor 23 entgegengesetzten elektrische Schaltungen mittels einer Schichtanord- Ende des Trommelgehäuses angeordnet, nung aus abwechselnden Leiter- und Isolatorplatten 65 Im Betrieb bläst das Kühlgebläse Luft durch die zu verdrahten, welche durchgehende Bohrungen zur Öffnung, in der das Luftfilter 32 angeordnet ist, und Aufnahme von Röhrenfassungen aufweisen, deren zwar am (gesehen in Fig. 1) oberen Gehäuseende. Anschlußstifte jeweils mit verschiedenen Leiter- Die in das Trommelgehäuse eintretende Luft durch-

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strömt die verschiedenen den Trommelläufer umge- ten Schaltungsplatte gibt. Eine gute elektrische und benden Durchlässe, von denen einer bei 34 in F i g. 2 mechanische Verbindung kann dabei jeweils durch gezeigt ist. Die eine Seite aller dieser Durchlässe wird Verlöten oder durch Verschweißen erhalten werden, jeweils durch die aus Schaltungsplatten bestehenden Wie durch das Massesymbol 55 angedeutet, sind diese Türklappen 12 gebildet. Von den auf den Schaltungs- 5 abwechselnden Leiter geerdet. Der Erdanschluß kann platten angeordneten Schaltungselementen wird War- dabei über einen der Leiter des Energiezufuhrkabels me durch Wärmeleitung auf die Platten übertragen erfolgen. Die Kontaktfahnen für die übrigen Ringe, und von dort durch die die Durchlässe durchströ- wie z.B. 48z,48/,48k usw., sind gegeneinander vermende Kühlluft weggeführt. Auf die gleiche Weise setzt, wie in F i g. 5 gezeigt. Diese Kontaktfahnen werden auch die auf der Unterseite der Schaltungs- io sind ebenfalls aufgebogen, so daß sie mit anderen platten befindlichen Leiter, von denen einige in stark radial verlaufenden gedruckten Leitern auf der Schalübertriebener Darstellung bei 35 in F i g. 1 gezeigt tungsplatte 46 Kontakt geben. Beispielsweise verbinsind, gekühlt. det die Fahne 48 / den zweiten Leiterring 54 mit dem

Nach Verlassen der Durchlässe oder Kanäle an gedruckten Radialleiter 56, die Fahne 48/ den vierten

den Schaltungsplatten strömt die Kühlluft in den Be- 15 Ring 58 mit dem gedruckten Leiter 60, die Fahne 48 k

reich 36 (F i g. 2) und durch den Trommelantriebs- den sechsten Ring 62 mit dem gedruckten Leiter 64,

motor 23, wobei der Motor gekühlt wird. Die heiße und so fort.

Luft wird am Boden der Anordnung ausgeblasen, F i g. 4 veranschaulicht, wie die Energie in die

wie in F i g. 2 gezeigt. Ringanordnung eingeleitet wird. Und zwar wird die

Die Verteilung der Speiseenergie und Signale auf ao Energie über z. B. den Leitungsdraht 44 des Energiedie verschiedenen Schaltungsplatten und andere Be- zufuhrkabels zum Stift 42 und von dort mittels des reiche der Trommelanordnung erfolgt mittels der Z-förmigen Leiters 66 zu einer entsprechenden Kon-Anordnung 37 an der Oberseite der Trommel. Diese taktfahne, z. B. 48 n, geleitet. Von der Fahne 48 η Anordnung enthält eine ringförmige gedruckte Schal- gelangt die Energie in den Leiterring 63, der die tungsplatte sowie ringförmige Leiter, deren Einzel- 25 Zentralquelle der in ihm anstehenden Spannung für heiten später erläutert werden. Die Zufuhr der Speise- die verschiedenen Schaltungen des Systems, die diese energie an diese Anordnung erfolgt durch das oben Spannung benötigen, bildet.

links in Fig. 1 gezeigte Kabel39, dessen sieben Lei- Fig. 7a und 7b zeigen Einzelheiten der gedruck-

tungen an die sieben Stifte 42 auf der Oberseite des ten Schaltungsplatte. Eine Kontaktfahne, z. B. 48 i,

Chassis angeschlossen sind. Diese Stifte sind etwas 30 ist im elektrischen Kontakt mit dem radial verlaufen-

deutlicher in Fi g. 3 gezeigt. Ein solcher Stift 42 ist den gedruckten Leiter 56 auf der Oberseite der Platte,

stark vergrößert in F i g. 4 dargestellt. In dieser Figur Dieser Leiter endet bei 70. Dieser Bereich bildet den

ist ein Leitungsdraht 44 des Energiezufuhrkabels an Steckerteil einer Mehrklemmen-Steckfassung. Der

den Stift angelötet. Das um die Basis der Trommel Buchsenteil 72 hat eine Mittelöffnung (sichtbar in

herumgewickelte Kabel 40 versorgt den Trommel- 35 F ig. 4), die auf den Ansatz 74 der Schaltungsplatte

antriebsmotor und dsn Gebläsemotor mit Speise- paßt. Diese öffnung ist mit einer Anzahl von beab-

energie. standeten Anschlußleitern (in Fig. 7a gestrichelt

In F i g. 3, 4, 5 und 6 sind Einzelheiten der Anord- angedeutet) ausgekleidet. Diese Anschlußleiter körnung 37 an der Gehäuseoberseite gezeigt. Diese An- respondieren mit den entsprechenden radial verlauordnung enthält eine gedruckte Schaltungsplatte 46 40 fenden Leitern auf der gedruckten Schaltungsplatte, und eine zwischen dieser und dem Trommelgehäuse wenn die Buchse 72 aufgesetzt ist. Beispielsweise angeordnete Schichtanordnung. Sowohl die gedruckte korrespondiert der Anschlußleiter 76 (gestrichelt dar-Schaltungsplatte als auch die Schichtanordnung sind gestellt) mit dem Teil 70 des Leiters 56. Der Anringförmig ausgebildet, und ihre Mittelöffnungen dek- Schlußleiter 78 korrespondiert mit dem Teil 80 des ken sich mit der Öffnung an der Gehäuseoberseite, 45 Radialleiters 60 der gedruckten Schaltungsplatte, und so daß der Kühlluftstrom nicht behindert wird. Die so fort.

Schichtanordnung besteht aus elf Leiterringen aus Im Betrieb führen die sieben Leitungsdrähte des einem Metall wie Kupfer, die durch Isolierringe von- Energiezufuhrkabels die entsprechenden Gleicheinander getrennt sind. Die einzelnen Metallringe spannungen von z.B.+50VoIt,+30VoIt,+10VoIt, haben eine Dicke von jeweils ungefähr 0,025 cm 50 +5 Volt, Nullspannung, — 5 Volt, — 30 Volt. Diese (0,010Zoll), während die Dicke der einzelnen Isolier- Leitungsdrähte sind über die Stifte 42 (Fig. 1 und 3) ringe jeweils ungefähr 0,0064 cm (0,0025 Zoll) be- an die Radialleiter auf der Oberseite der gedruckträgt. Die einzelnen Metallringe sind identisch aus- ten Schaltungsplatte angeschlossen. Von diesen gebildet und haben jeweils zehn von ihrem Innenrand Radialleitern folgen die Spannungen zwei Wegen, im gleichen Abstand vorstehende Kontaktstreifen 55 und zwar einmal zur Buchse 72, die an den Ansatz oder Fahnen 48, wie in F i g. 6 gezeigt. Ferner hat 74 α (Fi g. 3) anschließt, und zum anderen über die jeder Metallring einen Radialschlitz 50, dessen Zweck hochgebogenen Fahnen, z. B. 48 η in F i g. 4, zu den es ist, das Entstehen von umlaufenden Strömen im verschiedenen Leiterringen der Schichtanordnung. Ring zu verhindern. Von den Leiterringen gelangen diese Spannungen

F i g. 5 zeigt, wie die aufeinanderfolgenden Ringe 60 über die anderen Fahnen 48 zu anderen Radialleitern

an die gedruckte Schaltungsplatte 46 angeschlossen auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte,

sind. D!e Kontaktfahnen 48 a, 48 b, 48 c usw. für ab- Beispielsweise kann die Nullspannung in der Leitung

wechselnde der Leiter sind jeweils zur Deckung mit- 77 und dem gedruckten Leiter 52 a (Fi g. 3) über

einander gebracht und dann in der gezeigten Weise Fahnen entsprechend 48 a, 48 b, 48 c usw. (F i g. 5)

umgefaltet, so daß sie elektrischen Kontakt mitein- 65 abwechselnden Ringen der Schichtanordnung zuge-

ander geben und die unterste Kontaktfahne 48 α führt werden. Von diesen Ringen ist der Nullan-

elektrischen Kontakt mit dem radial verlaufenden Schluß über andere Fahnen 48 α, 48 6 usw. mit dem

gedruckten Leiter 52 auf der Oberseite der gedruck- Leiter 52 in F i g. 3 und den anderen Leitern entspre-

chend 52 (insgesamt 10), die in im wesentlichen gleichen Abstand um die Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte verteilt sind, verbunden. In entsprechender Weise gelangt die Spannung im gedruckten Schaltungsleiter 56 a (Fi g. 3) über die Fahne 48 (in F i g. 3 nicht sichtbar, jedoch unterhalb des Z-förmigen Elements 66 α befindlich) zum Ring 54 in F i g. 5 und über die neun anderen Fahnen 48 i (F i g. 5) zu den neun anderen Radialleitern entsprechend 56 auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte.

Ein Leiter wie 52 (F i g. 7 a und 7 b), der an Masse angeschlossen ist, ist über die Leiterauskleidung der Innenwände der Löcher 90 (bekannt als »durchplattierte Löcher«) mit einem Leiter 92 auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte verbunden. Der gedruckte Radialleiter 52 ist ferner über die durchplattierten Löcher 94 mit einem zweiten Leiter 95 auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte verbunden. Die geerdeten Leiter 92 und 95 sowie die entsprechenden Leiter 92 α, 95 α usw. dienen als Abschirmungen für die peripheren Leitungen wie 96, 98 usw. auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte. Diese peripheren Leitungen führen elektrische Signale.

Die gedruckten Leiter 92 dienen außerdem als Anschlußpunkt für den Massenanschluß (nicht sichtbar) der Buchsen wie 72 in F i g. 7 a. In der Buchse 72 befindet sich ein Anschluß, der den Vorsprung des gedruckten Leiters 92 auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte erfaßt. Diese Anschlußklemme ist an einen Draht im Kabel angelötet, der als Nullpotentialquelle für die verschiedenen angeschlossenen Schaltungen dient.

Es soll noch kurz auf die elektrischen Eigenschaften der beschriebenen Schichtanordnung für die Energieversorgung eingegangen werden. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, liegen abwechselnde der Leiter der Anordnung an Nullpotential. Diese Leiter sind verhältnismäßig großflächig und wirken daher als geerdete Kondensatorplatten, wie z. B. bei 100, 102, 104 in F i g. 8 gezeigt. Die übrigen Leiter der Schichtanordnung führen unterschiedliche Gleichspannungswerte, angedeutet durch die Batterie 106 und den Spannungsteiler 108 (die zusammen eine Speise-Spannungsquelle bilden). Diese Leiter wirken daher ebenfalls als Kondensatorplatten oder -belegungen, wie bei 110,112 und 114 angedeutet. Die Schichtanordnung wirkt somit als hochkapazitives niederinduktives Filter für die Gleichspannungen, die sie von der Speisespannungsquelle empfängt. Ein solches Filter integriert, d. h. glättet etwaige in den SpeisesDannungen auftretende Spannungswellen aus, indem diese Spannungswellen die Kondensatoren aufladen, welche die Wellenenergie akkumulieren und speiehern, um sie dann allmählich an die von ihnen gespeisten Schaltungen abzugeben.

Die verschiedenen im System erzeugten elektrischen Signale laufen von den verschiedenen Schaltungen über bestimmte Leitungen von Kabeln wie 120,122 usw. in F i g. 1 zu den Buchsen wie 72 und der gedruckten Schaltungsplatte. Die Buchse 72 ist in Fig. 7a gezeigt. Ein etwa über eine Klemme 128 (gestrichelt angedeutet) ankommendes Signal läuft in einen radial verlaufenden gedruckten Leiter 130 auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte. Von diesem Leiter läuft das Signal über das durchplattierte Loch 132 zur Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte, wie in Fig. 7b gezeigt. Das Signal gelangt dann in einen peripheren oder zirkumf erentialen Leiter wie 134 und von dort über ein weiteres durchplattiertes Loch wie 136 zu anderen Radialleitern auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte. Von diesen anderen Leitern tritt das Signal in Buchsen aus, um von dort über Kabel wie 120 nach anderen Schaltungen zu laufen. Beispielsweise kann ein von einer Buchse kommendes und zum peripheren Leiter gelangendes Signal über das durchplattierte Loch zum Leiter 142 auf der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte gelangen, um von dort zum Leiter der Buchse 72 und anschließend über einen Draht eines Kabels zu einer anderen Schaltung zu laufen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Halterung, Stromzuführung und Kühlung von elektrischen Schaltungseinheiten mit einem Gehäuse, welches die Schaltungseinheiten trägt, an einem Ende eine Öffnung aufweist und mit Kanälen versehen ist, welche die durch die Öffnung eintretende Kühlluft zu den Schaltungseinheiten leiten, dadurch gekennzeichnet, daß an dem offenen Ende des Gehäuses (10) ein ebenfalls mit einer Öffnung ausgebildeter geschichteter Leiteraufbau (37) aus einer gedruckten Schaltungsplatte (46) und abwechselnden Leiterschichten (54, 58, 62) und Isolierschichten übereinstimmender Form und Ausrichtung derart angeordnet ist, daß seine Öffnung mit der Gehäuseöffnung ausgerichtet ist und die beabstandeten Leiter (56, 60, 64) der gedruckten Schaltungsplatte (46) vom Gehäuse weg nach außen gerichtet sind, während die Leiter- und Isolationsschichten nach innen gerichtet sind, daß die gegeneinander isolierten Leiterschichten (54, 58, 62) des Leiteraufbaus (37) an einer Kante (Innenkante) mit Kontaktfahnen (48) versehen sind, welche zu den Leitern der gedruckten Schaltungsplatte (46) bzw. zu Kontaktfahnen anderer Leiterschichten bzw. zu mit einem Kabel verbundenen Stromzuführungsleitern (42) elektrischen Kontakt herstellen, und daß die Leiter der gedruckten Schaltungsplatte (46) über Verteilerkabel (120,122) mit den Schaltungseinheiten verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnde der Leiterschichten des Schichtaufbaus (37) über ihre Kontaktfahnen an über einen Leiter des Kabels (39) zugeführtes Massepotential angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinheiten gedruckte Schaltungskarten (in den Türen 12) umfassen, welche zumindest teilweise die Außsnwandung des Gehäuses (10) bilden und welche zugleich eine Begrenzungswand der das Gehäuse längs durchlaufenden Kühlluftkanäle (34) bilden, die an der Gehäuseöffnung enden, und daß ein Kühlluft durch die Öffnung und die Kanäle treibendes Gebläse (26) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungskarten jeweils in am Gehäuse (10) angelenkten Türen (12) angeordnet sind, die beim öffnen einen der Kühlluftkanäle zugänglich machen.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leiterschichten (54, 58, 62) mit einem von ihrer Innenkante zur Außenkante verlaufenden Radialschlitz (50) ausgebildet ist (F i g. 6).

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (46) auf ihrer den Isolator- und Leiterschichten zugewandten Oberfläche gegenseitig beabstandete, in Umfangsrichtung verlaufende Signalstromleiter (96, 98) und auf ihrer gegenüberliegenden Oberfläche radial verlaufende Betriebsspannungsleiter

(52, 56, 60, 64) und Signalstromleiter (130, 142) aufweist, daß die Signalstromleiter auf beiden Oberflächen durch die Schaltungsplatte (46) hindurch verbunden sind (durchplattierte Löcher) und zum Teil der elektrischen Verbindung der Schaltungseinheiten dienen.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (10) eine durch einen Motor (23) angetriebene rotierende Trommel (18) angeordnet ist und daß der Motor im Luftstrom mindestens eines der Kanäle (34) liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 109551/312