DE10142497B4 - Gerätegehäuse eines elektronischen Gerätes zum stationären Einsatz - Google Patents

Abstract

Gerätegehäuse eines elektronischen Gerätes zum stationären Einsatz in einer waagerechten oder in einer senkrechten Betriebslage, mit Wärmeabführungsmitteln, die eine mindestens abschnittsweise Perforation zweier gegenüberliegender Gehäuseflächen einschließen, wobei eine der perforierten Gehäuseflächen durch eine Lüfterplatte gebildet oder hinter einer der perforierten Gehäuseflächen eine Lüfterplatte angeordnet ist, an die mindestens ein Lüfter montiert ist und die im wesentlichen nur im von dem oder jedem Lüfter überstrichenen Flächenabschnitt perforiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterplatte als Trägerplatine ausgebildet ist, welche zugleich die Anschlussverdrahtung für den mindestens einen Lüfter bereitstellt, derart, dass die Tragerplatte gleichzeitig als Platine ferngleist, dass angrenzend an zumindest eine der Gehäuseflächen Nuten zur steckbaren Aufnahme der Trägerplatine vorgesehen sind, dass an einer Stirnseite der Trägerplatine Steckkontakte vorgesehen sind die in einer eingeschobenen Stellung der Trägerplatine eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Lüfter und einer Stromversorgungseinheit des Gehäuses herstellen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Gerätegehäuse eines elektronischen Gerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Stationäre elektronische Geräte, die Leistungsbauelemente bzw. -schaltkreise enthalten und die daher Mittel zur Wärmeabführung aus dem Gehäuseinneren zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs und zur Sicherung einer langen Lebensdauer der Geräteelektronik aufweisen müssen, sind in großer Vielgestaltigkeit bekannt. Hierzu zählen Gehäuse von leistungsfähigen Audio-Verstärkern ebenso wie Gehäuse elektronischer Steuer- und Regelanlagen für den industriellen Einsatz, insbesondere aber Computer- oder Servergehäuse bzw. entsprechende Gehäuseeinschübe für den 19''-Einbau. Neben diesen 19''-Systemen zum Aufbau von Audioanlagen, Serverkonfigurationen etc. sind als Massenprodukte vor allem die sogenannten Tower- oder Minitower-Gehäuse von PCs bekannt geworden.
• Gehäuse für eine waagerechte Betriebslage des Gerätes, wie die erwähnten 19''-Komponenten, haben dann, wenn in ihnen Bauelemente bzw. Baugruppen mit hoher Wärmeentwicklung angeordnet sind, üblicherweise eine Zwangsbelüftung durch einen oder mehrere elektrische Lüfter, während Gehäuse für senkrechte Betriebslage, wie die erwähnten Tower- oder Minitower-Gehäuse, entweder für freie Konvektion (ohne Zwangsbelüftung) ausgelegt sind oder ebenfalls eingebaute Lüfter aufweisen. Gehäuse für die verschiedenen Betriebslagen unterscheiden sich üblicherweise deutlich voneinander.
• Zwangsbelüftete Gehäuse sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.
• Aus der US 4,739,445 ist ein Gehäuse bekannt, bei dem Lüfter auf einer Trägerplatte montiert sind. Die Trägerplatte wird an der Innenseite einer perforierten Gehäusefläche in Führungen eingeschoben. Die Anschlussverdrahtung der Lüfter erfolgt durch separat geführte elektrische Leitungen.
• Auch bei der aus DE 200 10 352 U1 bekannten Chassis-Anordnung und dem aus DE 27 10 356 bekannten Belüftungsgehäuse sind die Lüfter jeweils auf einer Trägerplatte montiert. Frei geführte elektrische Leitungen verbinden die Lüfter mit einer Energiequelle.
• Aus der DE 29 720 481 U1 und aus der US 5,788,467 sind jeweils Lüfteranordnungen bekannt, die als unabhängige geschlossene Bauanordnung nach Art eines Geräteeinschubs ausgebildet sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der gattungsgemäßen Art anzugeben, welches einen Einsatz des elektronischen Gerätes in unterschiedlichen Betriebslagen mit uneingeschränkter Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Leistungsbauelemente bzw. -baugruppen ermöglicht und aufgrund der einheitlichen Gestaltung für den Hersteller Kostenvorteile und/oder für den Nutzer Preisvorteile erbringt.
• Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Die Erfindung schließt den grundlegenden Gedanken ein, das gewünschte, universell einsetzbare Gehäuse gleichermaßen für aktive wie passive Wärmeabführung ("Entwärmung") auszulegen. Sie schließt weiter den Gedanken ein, den (an sich bekannten) Gehäuseaufbau mit mindestens abschnittsweise perforierten, einander gegenüberliegenden Gehäusewandungen zur vorteilhaften Realisierung beider Entwärmungskonzepte zu modifizieren. Schließlich gehört zur Erfindung der Gedanke, diese Modifizierung mittels einer Lüfterplatte vorzunehmen, welche im wesentlichen nur im von dem oder jedem Lüfter überstrichenen Flächenabschnitt perforiert ist.
• Um bei Gehäusen mit senkrechter Baugruppenanordnung eine bestmögliche Wärmeabführung durch freie Konvektion zu erreichen, ist es erforderlich, das Gehäuse oben und unten mit einer größtmöglichen Performationsfläche zu versehen. Bei Gehäusen mit waagerechter Baugruppenanordnung und der damit erforderlichen Zwangsbelüftung werden üblicherweise die Lüfter an der Gehäusewand angeordnet. Dabei wird nur die vom Lüfter abgedeckte Fläche perforiert, um einen thermischen Kurzschluß zu vermeiden. D. h. bei Gehäusen für beide Anwendungsfälle stört bei Zwangsbelüftung die durchgehende Perforation.
• Das Problem wird nun dadurch gelöst, daß die Lüfter auf eine Trägerplatine mit Perforation nur im Lüfterbereich montiert werden und diese Trägerplatine die ganze Luftdurchzugsfläche des Gehäuses abdeckt. Positiver Nebeneffekt ist die gut austauschbare Lüftereinheit.
• Die Lüfterplatte kann, in Abhängigkeit von der abzuführenden Wärmemenge pro Zeiteinheit, dem am Arbeitsplatz zulässigen Geräuschpegel, den Gehäuseabmessungen, den Lüfterpreisen und gegebenenfalls weiteren konstruktiven und wirtschaftlichen Randbedingungen, einen oder mehrere Lüfter tragen, wobei dann entsprechend ein perforierter Flächenabschnitt oder mehrere perforierte Flächenabschnitte vorgesehen sind. Eine für viele Anwendungen sinnvolle Ausführung sieht den Einsatz zweier Lüfter und entsprechend die Perforation zweier Flächenabschnitte der Lüfterplatte vor.
• Zweckmäßigerweise bildet die Lüfterplatte die in waagerechter Gebrauchslage seitlich und in senkrechter Gebrauchslage unten befindliche Gehäusefläche oder ist – wenn sie nicht selbst diese Gehäusefläche bildet – vor dieser (in waagerechter Gebrauchslage) bzw. über dieser (in senkrechter Betriebslage) plaziert.
• Die Realisierung der perforierten Flächenabschnitte ist – in Abhängigkeit von der Gesamtkonstruktion des Gehäuses – durch ein Lochblech oder Streckmetallelement oder auch Metallgitter bzw. -netz möglich, sofern eine Metallausführung als ratsam erscheint. Alternativ hierzu ist die Ausführung in Kunststoff möglich, wobei die Perforation insbesondere durch in die Kunststoffplatte primär eingeformte (eingespritzte) Öffnungen realisiert wird. Die die Perforation bildenden Öffnungen können kreisförmige oder quadratische Löcher oder Schlitze oder als Kreissegmente oder in vielen anderen Formen ausgeführt sein.
• Im Interesse einer leichten Einschieb- bzw. Austauschbarkeit ist die Lüfterplatte bevorzugt lösbar mit den angrenzenden Gehäusewandungen verbunden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind in zwei gegenüberliegenden angrenzenden Gehäusewänden Nuten zum Einschub der Lüfterplatte vorgesehen. Diese kann im übrigen mit mindestens einer angrenzenden Gehäusewand durch eine Verrastung oder Verschraubung verbunden bzw. auf diese Weise zusätzlich dort gesichert sein. In einer für viele Gehäuseausführungen zweckmäßigen konkreten Konstruktion ist die Lüfterplatte im wesentlichen L-förmig, wobei der lange Schenkel des "L" die abschnittsweise perforierte Gehäusefläche bildet oder parallel zu dieser Gehäusefläche liegt und der kurze Schenkel einen Handhabungsabschnitt sowie im montierten Zustand einen schmalen Abschnitt einer Gehäuse-Stirnseite bildet. In dieser Gestaltung kann sie besonders leicht montiert bzw. demontiert werden und ist zugleich im Gehäuse sicher gehaltert.
• Die Lüfterplatte ist sinnvollerweise zugleich als Platine für den elektrischen Anschluß des Lüfters oder der Lüfter ausgeführt und weist eine entsprechende Anschlußverdrahtung auf, die insbesondere über Steckverbinder an die Stromversorgungseinheit des Gerätes angeschlossen ist. Die Steckverbinder können so ausgeführt sein, daß sie bei der erwähnten Ausführung als Einschubmodul auf dem letzten Stück des Einschubweges ineinander greifen und die elektrische Verbindung ohne zusätzliche Handhabungen selbsttätig beim Einschieben der Lüfterplatte hergestellt wird.
• Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
• 1 eine skizzenartige Darstellung eines Gerätegehäuses in waagerechter Betriebslage in Art einer Explosionsdarstellung mit entnommener Lüfterplatte und
• 2 die Ausführung des Gerätegehäuses nach 1 für senkrechten Betrieb.
• Die Figuren zeigen ein Gerätegehäuse 1 (beispielsweise eines PCs oder Servers) in Quaderform mit mehreren unterschiedlichen Komponenteneinschüben 3 bzw. 5, geschlossenen Seitenwänden 1A und zwei perforierten Seitenwänden (Längsseiten) 1B.
• Die Gehäusevorderseite 1C, in die die Komponenten 3, 5 eingeschoben sind, ist primär im wesentlichen offen und wird nur durch die Einschübe bzw., falls Einschubplätze offenbleiben, durch den Einschubplätzen entsprechende (nicht gesondert dargestellte) Abdeckelemente verschlossen. Es versteht sich, daß das Gehäuse 3 einen Rahmen 7 hat, der in den Darstellungen nur im rechten oberen Teil von 1 zu erkennen ist.
• Im unteren Teil von 1 ist schematisch eine Lüfterplatte 9 zum Einschub direkt neben die in 1 rechts zu erkennende perforierte Gehäusewandung 1B gezeigt. Die Lüfterplatte 9 ist im wesentlichen L-förmig, wobei der kurze Schenkel 9A des "L" als Handhabungsabschnitt und im montierten Zustand zugleich als Abdeckung des vorher offenen äußersten rechten Abschnitts der Gehäuse-Vorderwand 1C dient. Der lange Schenkel 9B des "L" trägt zwei Lüfterbaugruppen 11, die an perforierten Flächenabschnitten 9C der Lüfterplatte 9 angebracht sind.
• Die Lüfter 11 sind über Zuleitungen 13 mit am Ende angebrachten Steckkontakten 15 auf der Lüfterplatte 9 versehen. Die Steckkontakte 15 greifen beim Einschub der Lüfterplatte 9 in das Gehäuse 1 in an der Gehäuserückwand vorgesehene, korrespondierende Buchsen der Stromversorgung ein, wodurch die Lüfter elektrisch angeschlossen werden. Die Vorderseite 9A der Lüfterplatte 9 hat an ihrer langen freien Kante eine federnde Lasche 9D, die sich beim Einschieben der Lüfterplatte 9 in das Gehäuse 1 mit einem korrespondierenden (nicht gesondert dargestellten) Rastabschnitt an der perforierten Gehäuseseite 1B verriegelt und dadurch die Lüfterplatte 9 im montierten Zustand durch Federkraft fest in ihrer Position hält.
• In 2 ist das Gehäuse 1 in einer für den vertikalen Betrieb modifizierten Ausführung dargestellt, bei der es auf Standfüße 17 gestellt und der dem kurzen Schenkel 9A der L-förmigen Lüfterplatte 9 entsprechenden Bereich mit einer Abdeckung 19 an der Vorderseite 1C verschlossen ist.

Claims (7)

1. Gerätegehäuse eines elektronischen Gerätes zum stationären Einsatz in einer waagerechten oder in einer senkrechten Betriebslage, mit Wärmeabführungsmitteln, die eine mindestens abschnittsweise Perforation zweier gegenüberliegender Gehäuseflächen einschließen, wobei eine der perforierten Gehäuseflächen durch eine Lüfterplatte gebildet oder hinter einer der perforierten Gehäuseflächen eine Lüfterplatte angeordnet ist, an die mindestens ein Lüfter montiert ist und die im wesentlichen nur im von dem oder jedem Lüfter überstrichenen Flächenabschnitt perforiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterplatte als Trägerplatine ausgebildet ist, welche zugleich die Anschlussverdrahtung für den mindestens einen Lüfter bereitstellt, derart, dass die Tragerplatte gleichzeitig als Platine ferngleist, dass angrenzend an zumindest eine der Gehäuseflächen Nuten zur steckbaren Aufnahme der Trägerplatine vorgesehen sind, dass an einer Stirnseite der Trägerplatine Steckkontakte vorgesehen sind die in einer eingeschobenen Stellung der Trägerplatine eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Lüfter und einer Stromversorgungseinheit des Gehäuses herstellen.
2. Gerätegehäuse eines elektronischen Gerätes zum stationären Einsatz in einer waagerechten oder in einer senkrechten Betriebslage, mit Wärmeabführungsmitteln, die eine mindestens abschnittsweise Perforation zweier gegenüberliegender Gehäuseflächen einschließen, wobei eine der perforierten Gehäuseflächen durch eine Lüfterplatte gebildet oder hinter einer der perforierten Gehäuseflächen eine Lüfterplatte angeordnet ist, an die mindestens ein Lüfter montiert ist und die im wesentlichen nur im von dem oder jedem Lüfter überstrichenen Flächenabschnitt perforiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterplatte als Trägerplatine ausgebildet ist, dass angrenzend an zumindest eine der Gehäuseflächen Nuten zur steckbaren Aufnahme der Trägerplatine vorgesehen sind, dass an einer Stirnseite der Trägerplatine Steckkontakte vorgesehen sind die in einer eingeschobenen Stellung der Trägerplatine eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Lüfter und einer Stromversorgungseinheit des Gehäuses herstellend, und dass die Trägerplatine L-förmig ausgebildet ist, wobei der lange Schenkel (9B) des "L" die abschnittsweise perforierte Gehäusefläche bildet oder parallel zu dieser Gehäusefläche liegt und der kurze Schenkel (9A) einen Handhabungsabschnitt sowie im montierten Zustand einen schmalen Abschnitt einer Gehäuse-Stirnseite (9A) bildet.
3. Gerätegehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine zwei Lüfter trägt und zwei diesen zugeordnete perforierte Flächenabschnitte aufweist.
4. Gerätegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine in der waagerechten bzw. senkrechten Betriebslage seitlich vor bzw. über einer der perforierten Gehäuseflächen angeordnet ist.
5. Gerätegehäuse nach einem der Ansprüche vorgehenden, dadurch gekennzeichnet, dass die perforierten Flächenabschnitte durch eine mit einer regelmäßigen Anordnung eingeformter Öffnungen gebildet ist.
6. Gerätegehäuse nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine lösbar mit angrenzenden Gehäusewänden verbunden ist.
7. Gerätegehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine in einer eingeschobenen Stellung mit mindestens einer der angrenzenden Gehäusewände verschraubt oder verrastet ist.