DE10058739A1

DE10058739A1 - Industriecomputer

Info

Publication number: DE10058739A1
Application number: DE2000158739
Authority: DE
Inventors: Andreas End; Helmut Ruf
Original assignee: Leukhardt Systemelektronik GmbH
Current assignee: Leukhardt Systemelektronik GmbH
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-08-22

Abstract

Es wird ein Industriecomputer beschrieben, dessen Entwärmung über individuell zwischen wärmeerzeugenden Bauteilen und einem als Kühlkörper ausgebildeten Gehäuse- oder Frontrahmen angebrachte Wärmeleitbrücken erfolgt, so daß die Verwendung eines geschlossenen Gehäuses ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Industriecomputer mit einer in einem Gehäu se angeordneten Mehrzahl von auf einer Trägerfläche einander benachbart montierten elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen wie CPU's, Speicherbausteinen, Hard-Disks, Netzteil, Wandler u. dgl., sowie wenig stens einer frontseitig gelegenen, insbesondere flächig ausgebildeten und parallel zur Trägerfläche angeordneten Display- und/oder Bedieneinheit.

Industriecomputer dieser Art sind in der Praxis in großer Zahl in Einsatz und werden beispielsweise in der KFZ-Technik, bei Sondermaschinen, in der Medizintechnik, der Verpackungsindustrie, der Antriebstechnik, Au tomatisierungstechnik und in vielen weiteren technischen Bereichen ver wendet. Kennzeichnend für diese Industriecomputer sind neben der kom pakten Bauform hohe Rechnerleistungen und hohe Betriebssicherheit.

Da in allen derartigen Industriecomputern elektrische und/oder elektroni sche Bauelemente benötigt werden, die im Betrieb zum Teil beträchtliche Wärme erzeugen, ist in den Gehäusen bekannter Industriecomputer zu mindest ein Ventilator vorgesehen, um über geeignet angeordnete Gehäu seöffnungen die entstehende Wärme abzuführen und das Auftreten un zulässig hoher, die Betriebssicherheit beeinträchtigender Temperaturen zu vermeiden.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, Industriecomputer der eingangs angegebenen Art in der Weise auszugestalten, daß die Notwendigkeit der Verwendung von Ventilatoren entfällt und insbesondere zur Aufnahme des Industriecomputers ein IP-65-dichtes Metallgehäuse verwendet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß der Gehäuse- oder Frontrahmen des geschlossen und insbesondere abgedichtet ausgeführten Gehäuses als Kühlkörper ausgebildet ist und daß mit diesem Kühlkörper wenigstens ein Teil der wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektronischen Bauteile durch Wärmeleitbrücken verbunden ist.

Durch die Schaffung individueller, auf die einzelnen wärmeerzeugenden Bauteile abgestimmter Wärmeleitbrücken zwischen Bauteil und Kühlkör per gelingt es, allein durch Wärmeleitung und ohne zusätzliche Wärme abführung durch Konvektion, die vorgegebenen Temperaturgrenzen im Gesamtsystem einzuhalten und somit alle Nachteile zu beseitigen, die aus der herkömmlichen Kühlung derartiger Industriecomputer unter Verwen dung von Ventilatoren resultieren. Insbesondere wird auf diese Weise auch die Betriebssicherheit des Industriecomputers erhöht, denn durch die individuelle Wärmeableitung von den einzelnen Bauelementen können deren Wärmebelastbarkeitsgrenzen dauerhaft eingehalten werden, und es entfällt generell das Risiko des Ausfalls eines Lüfters mit der damit ver bundenen Gefahr des Auftretens unzulässiger Temperaturerhöhungen.

Von besonderem Vorteil ist ferner, daß durch die Ausgestaltung des Ge häuserahmens als alle sonstigen Komponenten des Industriecomputers tragender Kühlkörper die restlichen Gehäusebauteile, insbesondere ein rückseitiger Deckel, sehr einfach gestaltet und mit geringem Gewicht aus geführt werden können, wobei im Hinblick auf Erweiterungsmöglichkeiten besonders günstig ist, daß der rückseitige Deckel problemlos gegen einen Deckel größerer Tiefe ausgewechselt und somit auf einfache Weise Raum für Erweiterungsslots geschaffen werden kann.

Besonders günstig wirkt sich ferner aus, daß nicht nur eine problemlose Wärmeabführung von den elektrischen und elektronischen Bauteilen auf kurzem Wege zu dem Frontrahmen erfolgen kann, sondern daß in analo ger Weise auch eine Entwärmung der Displayeinheit möglich ist, was ge rade bei größeren Displays einen maßgeblichen Vorteil darstellt.

Aufgrund der Positionierung sämtlicher Wärmeleitbrücken im Bereich des Gehäuse- oder Frontrahmens wird auch die Servicebarkeit entscheidend verbessert, denn das Gerät bleibt auch im geöffneten Zustand, d. h. bei abgenommenem rückseitigem Deckel voll funktionsfähig und kann auch in dieser Form in Betrieb genommen werden.

Durch Schaffung einer Mehrlaschen-Befestigung zwischen dem tragenden Gehäuserahmen und zumindest der Trägerfläche kann die Gesamtheit der im Gehäuse aufgenommenen Komponenten als funktionstüchtige Einheit aus dem Gerät nach vorne entnommen werden. Alternativ kann die CPU separat nach hinten entnommen werden, ohne frontseitig das Gerät de montieren zu müssen.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden auch anhand der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung be schrieben; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Industriecomputers ge mäß der Erfindung, wobei die einzelnen Bestandteile nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt sind,

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Ausfüh rungsform eines Industriecomputers nach der Erfindung, wo bei die Schnittebene durch zur Befestigung dienende Gehäu selaschen verläuft, und

Fig. 3 eine schematische Rückansicht des Gehäuse- oder Frontrah mens mit daran fixierter Trägerfläche und an dieser ange brachter CPU-Einheit.

In Fig. 1 ist die Gesamtheit der Komponenten eines Industriecomputers mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet und nach Art einer Explosions darstellung gezeigt.

Von wesentlicher Bedeutung im Rahmen des Gesamtaufbaus dieses Indu striecomputers ist dabei der eine Mehrfachfachfunktion erfüllende Gehäu se- oder Frontrahmen 12, der bevorzugt aus einem Gußteil besteht, das gleichzeitig als Kühlkörper 10 ausgebildet ist.

Dieser Gehäuse- oder Frontrahmen 12 dient als Trägereinheit für alle weiteren Komponenten, nämlich einer Frontplatte 9 mit einer Aussparung zur Aufnahme einer Displayeinheit 6, einer Trägerfläche 2 für ein mit elektrischen oder elektronische Bauteilen 3 bestücktes CPU-Board 7 sowie einen rückseitigen Abschlußdeckel 8 in Form einer Gehäuserückwand.

Die Schnittansicht nach Fig. 2 verdeutlicht, daß sämtliche Komponenten bevorzugt ausschließlich über die Trägerfläche 2 am Gehäuse- bzw. Front rahmen 12 befestigt sind, wobei dieser Frontrahmen nach vorne hin durch die Frontplatte 9 und nach hinten durch die Gehäuserückwand 8 ab dichtend abgeschlossen ist.

Die von den elektrischen und elektronischen Komponenten erzeugte Wär me wird auf den zumindest mit Kühlkörperbereichen 10 versehenen Ge häuse- oder Frontrahmen 12 überführt und zwar bevorzugt über soge nannte heat pipes und die wärmeleitend ausgeführte Trägerfläche 2, die mit dem Gehäuse- oder Frontrahmen 12 verschraubt ist.

Über entsprechend ausgebildete wärmeleitende Wege kann auch an der Displayeinheit 6 entstehende Wärme zu den entsprechenden Kühlkörpern abgeführt werden.

Die Rückansicht gemäß Fig. 3 zeigt zum einen die gerippte Ausgestaltung des als Kühlkörper wirkenden Gehäuse- oder Frontrahmens 12, der in seinem oberen Bereich etwa mittig unter Weglassung von Kühlrippen als Griffbereich 13 ausgebildet sein kann.

Deutlich zu erkennen ist die besonders vorteilhafte Verbindung bzw. An kopplung der Trägerfläche 2 und damit der Wärmeleitpfade an dem Ge häuse- oder Frontrahmen 12.

Der Gehäuse- oder Frontrahmen 12 ist zu diesem Zweck mit einer Mehr zahl von in einer Ebene liegenden Gehäuselaschen 4 versehen, die im obe ren und im unteren Bereich der durchgehenden Öffnung ausgebildet sind und mit Befestigungslaschen 5 zusammenwirken, die mit einem dem Ge häuselaschenabstand entsprechenden gegenseitigem Abstand im oberen und unteren Randbereich der Trägerfläche 2 vorgesehen sind. Durch ein Verschrauben der Befestigungslaschen 5 mit den Gehäuselaschen 4 wird unter Ausbildung der erforderlichen Wärmeleitbrücken eine stabile Befe stigung bzw. Aufhängung sämtlicher mit der Trägerfläche 2 in der in Fig. 2 zu sehenden Weise verbundenen Komponenten am Gehäuse- oder Fron trahmen 12 realisiert.

Die Befestigungsstellen zwischen den Gehäuselaschen 4 und den Befesti gungslaschen 5 sind aufgrund ihrer randseitigen Lage gut zugänglich, wo zu es nur erforderlich ist, die Gehäuserückwand 8 abzunehmen oder ab zuschwenken.

Die vorgesehene Laschenverbindung zwischen Trägerfläche 2 und Front rahmen 12 führt zu einer entscheidenden Verbesserung der Servicebar keit, da nach dem Lösen der Verbindungen zwischen Gehäuselaschen 4 und Befestigungslaschen 5 durch seitliches Verschieben der Trägerfläche 2 ein Herausnehmen der Komponenteneinheit aus dem Gehäuse in der Richtung möglich ist, in der dieses Herausnehmen ansonsten durch das Vorhandensein der Gehäuselaschen 4 verhindert werden würde. Es wird somit durch diese eine charakteristische Mehrfachfunktion erfüllende Be festigungsart sowohl die Montage als auch die Servicebarkeit ganz we sentlich verbessert und erleichtert.

Bezugszeichenliste

1

Industriecomputer

2

Trägerfläche

3

elektrische und elektronisches Bauteile

4

Gehäuselasche

5

Befestigungslasche

6

Displayeinheit

7

CPU-Einheit

8

Gehäuserückwand

9

Frontplatte

10

Kühlkörper

11

Wärmeleitbrücken

12

Gehäuse- oder Frontrahmen

13

Griffbereich

Claims

1. Industriecomputer mit einer in einem Gehäuse (1) angeordneten Mehrzahl von auf einer Trägerfläche (2) einander benachbart mon tierten elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (3) wie CPU's, Speicherbausteinen, Hard-Disks, Wandler u. dgl., sowie we nigstens einer frontseitig gelegenen, insbesondere flächig ausgebil deten und parallel zur Trägerfläche (2) angeordneten Display- und/oder Bedieneinheit (6, 7), dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuse- oder Frontrahmen (12) des geschlossen und ins besondere abgedichtet ausgeführten Gehäuses (1) als Kühlkörper (10) ausgebildet ist und daß mit diesem Kühlkörper (10) wenigstens ein Teil der wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektroni schen Bauteile (3) durch Wärmeleitbrücken (11) verbunden ist.

2. Industriecomputer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbrücken (11) die Rückseiten der jeweiligen elektri schen oder elektronischen Bauteile (3) vollflächig kontaktieren.

3. Industriecomputer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Displayeinheit (6) über Wärmeleitbrücken mit dem Kühlkörper (10) verbunden ist.

4. Industriecomputer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbrücken (11) aus einem insbesondere metalli schen Festkörper bestehen und mit dem jeweiligen Bauteil (3) und/oder der Displayeinheit (6) und/oder dem Kühlkörper (10) über zumindest eine Heat-Pipe mit hoher Wärmeleitfähigkeit verbunden, insbesondere verklebt sind.

5. Industriecomputer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart angeordneten Bauteilen (3) eine gemeinsame Wär meleitbrücke (11) oder wärmeleitend miteinander in flächiger Be rührung stehende Wärmeleitbrücken (11) zugeordnet sind.

6. Industriecomputer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kühlkörper (10) bildende Gehäuse- oder Frontrahmen als tragender Gussrahmen ausgebildet ist, der rückseitig mit Ab schlußdeckeln unterschiedlicher Größe kombinierbar ist.

7. Industriecomputer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) als IP-65-dichtes Gehäuse ausgebildet ist.

8. Industriecomputer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (2) aus einem IPC-Board besteht.

9. Industriecomputer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (2) mit dem Gehäuse- oder Frontrahmen (12) über am Frontrahmen vorgesehene Gehäuselaschen (5) und im Umfangsbereich der Trägerfläche (2) vorgesehene Befestigungsla schen (5) verbunden ist.

10. Industriecomputer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Gehäuselaschen (4) und der ge genseitige Abstand der Befestigungslaschen (5) jeweils größer ist als die Laschenbreite.