DE102013101825B4

DE102013101825B4 - Modulares Gehäusesystem eines Personal Computers und Personal Computer

Info

Publication number: DE102013101825B4
Application number: DE102013101825.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: WO2014128062A2; WO2014128062A3; DE102013101825A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Gehäusesystem eines Personal Computers (1), bei dem ein konkretes Gehäuse des Personal Computers (1) aus einer bedarfsweise festlegbaren Anzahl von einzelnen Gehäusemodulen (2, 3,) zusammensetzbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) als Gehäusemodule (2, 3) stehen wenigstens ein Bodenmodul (2), ein Mittelmodul und ein Dachmodul (3) zur Verfügung, b) ein aus Gehäusemodulen (2, 3) des Gehäusesystems zusammengesetztes Gehäuse weist ein Bodenmodul (2) auf, das in jedem Fall das unterste Gehäusemodul ist und die Gehäuseunterseite (20) bildet, c) das aus Gehäusemodulen (2, 3) des Gehäusesystems zusammengesetztes Gehäuse weist ein Dachmodul (3) auf, das in jedem Fall das oberste Gehäusemodul ist und die Gehäuseoberseite (30) bildet, d) zwischen dem Bodenmodul (2) und dem Dachmodul (3) sind bei Bedarf ein oder mehrere Mittelmodule einsetzbar, e) die Mittelmodule weisen keine oder zumindest im Wesentlichen keine sich in horizontaler Richtung erstreckenden inneren Gehäusewände auf. Die Erfindung betrifft ferner einen Personal Computer mit einem solchen Gehäuse.

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Gehäusesystem eines Personal Computers, bei dem ein konkretes Gehäuse des Personal Computers aus einer bedarfsweise festlegbaren Anzahl von einzelnen Gehäusemodulen zusammensetzbar ist, gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Personal Computer mit einem solchen Gehäuse gemäß Anspruch 9.
Ein Personal Computer, abgekürzt PC, ist allgemein bekannt, insbesondere für Heim- und Büroanwendungen, in denen mittlere Rechenleistungen erforderlich sind. Die Gehäuse solcher PCs werden in unterschiedlichen Arten und Größen angeboten, z. B. als Tower-Gehäuse, Mini-Desktop oder als Net-Top. Der Anwender kann je nach Bedarf an Rechenleistung und benötigten Peripheriebaugruppen sich für die eine oder andere Bauform entscheiden und ist auf diese Bauform während der Nutzungsdauer des PCs festgelegt. Damit kann dem Wunsch vieler Anwender nach einer größeren Flexibilität nicht entsprochen werden. Es gibt im Stand der Technik bereits Vorschläge, z. B. DE 203 04 076 U1 , DE 295 03 748 U1 oder DE 295 13 782 U1 , einen PC modular aufzubauen. Die Realität der auf dem Markt angebotenen PCs zeigt aber, dass sich solche Vorschläge nicht durchgesetzt haben, möglicherweise weil die vorgeschlagenen Konzepte mit Nachteilen behaftet waren. Aus der DE 201 01 410 U1 ist ein Gehäusemodul zur Aufnahme im PC/104-Standard gefertigter elektrischer Bauteile bekannt. Aus der DE 103 22 039 A1 ist ein modular erweiterbarer PC bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein modulares Gehäusesystem eines Personal Computers anzugeben, das praxisgerechter ist und Wünsche der Anwender nach mehr Flexibilität besser realisieren lässt. Ferner soll ein hiermit erstellter Personal Computer angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch ein modulares Gehäusesystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein äußerst flexibles und kostengünstig realisierbares modulares Gehäusesystem eines Personal Computers bereitgestellt wird, das sich sehr praxisgerecht realisieren lässt. Das konkrete Gehäuse des Personal Computers, das aus den einzelnen Gehäusemodulen des modularen Gehäusesystems zusammengesetzt ist, kann flexibel je nach Bedarf des Anwenders zusammengestellt werden und auch nachträglich verändert werden. Auf diese Weise kann ein Personal Computer mit der Zeit entsprechend den Anforderungen eines Anwenders ”mitwachsen”.
An den Mittelmodulen können z. B. optionale Komponenten wie DVD-Laufwerk oder andere optische Laufwerke, zusätzliche USB-Anschlüsse, Extra-Grafikkarten, 5,25-Zoll-Einschübe, Festplatten, Kartenlesegeräte, USB-Hubs, PCIe Erweiterungskarten angeordnet werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das modulare Gehäusesystem den Aufbau von Gehäusen erlaubt, die eine besonders gute Kühlung der darin angeordneten Komponenten ermöglichen. Dies wird insbesondere durch Mittelmodule, die keine oder zumindest im Wesentlichen keine in horizontaler Richtung verlaufenden inneren Gehäusewände realisiert. Auch die übrigen Gehäusemodule können ohne oder zumindest im Wesentlichen ohne in horizontaler Richtung verlaufende innere Gehäusewände ausgebildet sein. Auf diese Weise kann unabhängig von der Anzahl der verwendeten Mittelmodule ein Gehäuse mit einem zusammenhängenden einheitlichen Innenraum geschaffen werden, der gut kühlbar ist, weil Kühlluftströme nicht durch innere Gehäusewände übermäßig behindert werden. Die Erfindung erlaubt insbesondere die Bereitstellung modular aufgebauter Personal Computer, die passiv gekühlt sind. Die passive Kühlung hat den Vorteil, dass der Personal Computer sehr geräuscharm ist und damit auch gut in Anwendungsfällen betrieben werden kann, in denen übliche Lüftergeräusche aktiv gekühlter Computer unerwünscht sind. Ein mit dem erfindungsgemäßen Gehäusesystem aufgebauter Personal Computer kann insbesondere lüfterlos sein.
Aber auch bei Ausbildung des Personal Computers mit einem oder mehreren Lüftern hat die zuvor erläuterte Ausgestaltung der Gehäusemodule den Vorteil, dass Kühlluftströme über mehrere Gehäusemodule durch das Gehäuse geführt werden können und damit auch eine aktive Kühlung effizienter realisierbar ist als bei bekannten Vorschlägen für modulare Gehäuse.
Ein aus dem modularen Gehäusesystem zusammengesetztes Gehäuse weist somit wenigstens ein Bodenmodul und ein Dachmodul auf. Das Bodenmodul bildet dabei die Gehäuseunterseite und gegebenenfalls einen Teil der Gehäuseseitenwände. Das Dachmodul bildet die Gehäuseoberseite und gegebenenfalls einen Teil der Gehäuseseitenwände oder alle Gehäuseseitenwände. Die Gehäuseseitenwände können auch einstückig mit der Gehäuseoberseite als ein Bauteil ausgebildet sein, oder als separates Bauteil, das nur die Gehäuseseitenwände aufweist.
Die verwendeten Richtungsangaben wie „horizontal” und „vertikal” bzw. „Oberseite” und „Unterseite” beziehen sich auf die übliche Aufstellung eines Personal Computers auf einer Arbeitsfläche, z. B. einem Tisch. Hierbei wird davon ausgegangen, dass das Bodenmodul mit seiner Gehäuseunterseite, gegebenenfalls über Standfüße, auf der Arbeitsfläche aufgestellt wird. Das Dachmodul befindet sich dann oberhalb des Bodenmoduls, so dass die Gehäuseoberseite nach oben zeigt. Durch zusätzliches Einsetzen von einem oder mehreren Mittelmodulen kann das Gehäuse dann hinsichtlich seiner vertikalen Dimensionen erweitert werden, d. h. bei zusätzlichen Mittelmodulen „wächst” das Gehäuse nach oben.
Als Erstreckungsrichtung von Gehäusewänden wird die flächige Ausdehnung von Gehäusewänden in ihren größeren beiden der drei räumlichen Dimensionen verstanden, d. h. nicht hinsichtlich der Materialdicke einer Gehäusewand.
Die Gehäusemodule können als Kunststoffbauteile oder als Metallbauteile bereitgestellt werden, auch gemischt. Ein konkretes Gehäuse kann dann wahlweise ausschließlich aus Kunststoff-Gehäusemodulen, aus Metall-Gehäusemodulen oder gemischt aus Kunststoff- und Metall-Gehäusemodulen zusammengesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass nur eine begrenzte Anzahl von verschiedenen Typen von Gehäusemodulen bereitgestellt werden muss, nämlich nur das Bodenmodul, das Dachmodul und das Mittelmodul. Gegebenenfalls können verschiedene Formen von Mittelmodulen bereitgestellt werden, z. B. in unterschiedlichen Bauhöhen. Es kann vorgesehen sein, Mittelmodule in genormten Bauhöhen bereitzustellen, die sich in festgelegten Höheneinheiten unterscheiden. Beispielsweise können Mittelmodule mit ein, zwei und drei Höheneinheiten bereitgestellt werden, wobei eine Höheneinheit z. B. in der Größenordnung von 2,5 cm liegen kann. Selbstverständlich erlaubt es das erfindungsgemäße Gehäusesystem auch, dass weitere Arten von Gehäusemodulen bereitgestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Mittelmodul rahmenartig mit einem äußeren Gehäuserahmenteil ausgebildet, das im inneren Bereich im Wesentlichen offen ist. Im inneren Bereich des Mittelmoduls können z. B. lediglich gewisse Halterungen oder Befestigungsstege zur mechanischen Befestigung von am Mittelmodul anzuordnenden elektrischen oder anderen Komponenten des Personal Computers vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass Mittelmodule sehr einfach und preisgünstig hergestellt werden können, gegebenenfalls aus Kunststoff. Durch die innen offene Bauweise werden die Kühlmöglichkeiten der inneren Komponenten des Personal Computers weiter verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass, sofern in dem inneren Bereich eines Mittelmoduls eine oder mehrere Gehäusewände vorhanden sind, diese weniger als 20% der Grundfläche des Gehäuses umfassen. Dies fördert den Luftaustausch zwischen Gehäusemodulen und damit die Kühlung der inneren Komponenten des Personal Computers.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Mittelmodule, das Bodenmodul und/oder das Dachmodul lediglich als Halterung für vom Gehäuse aufzunehmende elektrische oder sonstige Baugruppen ausgebildet und verfügen über keine eigenen elektrischen Komponenten. Dies hat den Vorteil, dass die genannten Gehäusemodule einfach und kostengünstig herstellbar sind und dementsprechend das Gehäusesystem preisgünstig nach Art von Bausatzkomponenten angeboten werden kann. Es kann dem Anwender überlassen werden, wie viele und welche Computer-Baugruppen über entsprechende Gehäusemodule in dem Personal Computer eingebaut werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bleibt die Grundfläche des Gehäuses unabhängig von der Zahl der eingesetzten Mittelmodule gleich, so dass bei unterschiedlicher Zahl von Gehäusemodulen lediglich die Höhe des Gehäuses variabel ist. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass die Mittelmodule jeweils den gleichen Außenquerschnitt aufweisen, der dem Außenquerschnitt des Bodenmoduls und des Dachmoduls entspricht. Hierdurch kann ein optisch ansprechendes, einheitlich wirkendes Gehäuse erstellt werden, das einen konstanten Platzbedarf auf einer Aufstellfläche hat. Der Personal Computer wächst bei geänderter Anzahl von Mittelmodulen lediglich in der Höhe, ohne dabei mehr Aufstellfläche zu benötigen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäusesystem für die Anordnung von Komponenten eines passiv gekühlten Personal Computers eingerichtet. Der passiv gekühlte Personal Computer ist lüfterlos ausgebildet und somit besonders geräuscharm. Das erfindungsgemäße Gehäusesystem erlaubt dennoch für eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse.
Das erfindungsgemäße Gehäusesystem ist insbesondere für Micro ITX Platinen geeignet und hinsichtlich der äußeren Gehäusemaße auf diese Platinen abgestimmt. Dies erlaubt den Aufbau sehr kompakter Personal Computer mit einer geringen Aufstellfläche.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Dachmodul an einer nach oben weisenden Seite des Gehäuses eine oder mehrere Kühlöffnungen auf, die zur Abfuhr von Wärme aus dem Gehäuseinneren eingerichtet sind. Die Kühlöffnungen können z. B. Rippen- oder Gitterform aufweisen. Die Kühlöffnungen können sich z. B. im Wesentlichen über die gesamte Gehäuseoberseite des Dachmoduls erstrecken. Es kann auch z. B. nur eine entsprechend große Kühlöffnung vorgesehen sein. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass im Gehäuseinneren erzeugte Wärme durch Konvektion gut nach außen abgeführt werden kann. Die Anordnung der Kühlöffnungen an der Oberseite des Gehäuses ist günstig für eine effiziente Wärmeabfuhr. Es können auch Kühlöffnungen am Bodenmodul vorgesehen sein. In diesem Fall kann durch Kühlöffnungen im Bodenmodul und im Dachmodul ein im Wesentlichen vertikaler Luftstrom durch das Gehäuse geführt werden, der in Verbindung mit der innen offen gehaltenen Bauweise der Gehäusemodule für eine effiziente Kühlung der inneren Komponenten sorgt, auch wenn die Kühlung passiv ohne Lüfter erfolgt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind an den Seitenwänden der Gehäusemodule keine Kühlöffnungen vorhanden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen ein oder mehrere Gehäusemodule Aufnahmeelemente zur Aufnahme und mechanischen Befestigung von im Gehäuse anzuordnenden elektrischen und anderen Komponenten auf, wobei die Aufnahmeelemente derart angeordnet sind, dass das aus Gehäusemodulen des Gehäusesystems zusammengesetzte Gehäuse nach Anordnung der darin anzuordnenden elektrischen oder anderen Komponenten einen vertikal verlaufenden Freiraum in Form eines Abwärmekanals aufweist, in dem von jedem Gehäusemodul mit den daran mittels der Aufnahmeelemente befestigten elektrischen oder anderen Komponenten in vertikaler Richtung überlappende Bereiche offen gelassen sind. Hierdurch ist eine günstige Kühlluftführung durch das Gehäuse erzielbar, wobei auch insbesondere eine effiziente passive Kühlung möglich ist. Durch den Abwärmekanal kann eine Art Kamineffekt für die Durchführung der Kühlluft erzeugt werden. Insbesondere kann ein solcher Abwärmekanal jeweils auf einer linken und einer gegenüberliegenden rechten Seite des Gehäuses vorgesehen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügen die Gehäusemodule über Rastmittel, mit denen ein Gehäusemodul an einem anderen Gehäusemodul durch Verrastung mechanisch befestigbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das aus den Gehäusemodulen zusammengesetzte Gehäuse schnell und einfach, insbesondere ohne Werkzeug, zusammengesetzt werden kann. Das Zusammensetzen der Gehäusemodule ist aufgrund des Verrastungssystems einfach von jedermann durchzuführen, auch ohne spezielle Ausbildung. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Gehäusemodule infolge der Rastmittel auch wieder voneinander getrennt werden können, z. B. falls ein zusätzliches Mittelmodul eingebaut werden soll oder ein Mittelmodul ausgebaut werden soll.
Gemäß der Erfindung weisen eines, mehrere oder alle der Gehäusemodule einen am Material des Gehäusemoduls angeformten, in Vertikalrichtung des Gehäuses verlaufenden Kabelkanal auf. In dem Kabelkanal können vorteilhaft Leitungen, die zur Verbindung von Komponenten verschiedener Gehäusemodule intern verlegt werden müssen, angeordnet werden. Damit wird eine unschön wirkende Kabelverlegung an der Außenseite des Gehäuses weitestgehend vermieden. Die einzelnen Kabelkanäle der Gehäusemodule sind vorteilhaft vertikal miteinander fluchtend angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Kabelkanal ebenfalls modular durch jedes der Gehäusemodule aufgebaut wird und bei einer Veränderung der Anzahl der Gehäusemodule sich hinsichtlich seiner Erstreckungslänge in Vertikalrichtung jeweils anpasst. Der Kabelkanal kann zur Gehäuseaußenseite hin durch einsteckbare oder einrastbare Blenden verschlossen werden.
Ein weiterer Vorteil des in das Material des Gehäusemoduls integrierten Kabelkanals ist, dass auf einfache Weise Gehäusemodule entfernt oder hinzugefügt werden können, ohne dass die vorhandenen Kabelverbindungen komplett gelöst werden müssen. Dies wäre bei einer externen Kabelverlegung jedoch der Fall.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ragt der Kabelkanal ins Gehäuseinnere. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kabelkanal nicht an der Gehäuseaußenseite nach außen hervorsteht. Dies erlaubt eine platzsparende Unterbringung der Kabel ohne am Gehäuse hervorstehende Teile. Es kann ein sehr kompaktes und von der Form her ansprechendes Gehäuse bereitgestellt werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gemäß Anspruch 10 gelöst durch einen Personal Computer mit einem Mainboard und einem Gehäuse, in dem das Mainboard angeordnet ist, wobei das Gehäuse aus Gehäusemodulen eines Gehäusesystems der zuvor beschriebenen Art zusammengesetzt ist. Als Mainboard wird die Hauptplatine des Personal Computers bezeichnet, die in der Regel den Hauptprozessor und ggf. einige Peripheriekomponenten aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Mainboard passiv gekühlt, indem ein Kühlkörper auf dem Mainboard angeordnet ist und in thermischem Kontakt zumindest mit den wesentlichen wärmeabgebenden Bauteilen des Mainboards ist. Der Kühlkörper kann insbesondere in thermischem Kontakt mit dem Hauptprozessor des Mainboards sein. Auf diese Weise kann ein geräuscharmer Personal Computer bereitgestellt werden, der sich für Einsatzzwecke eignet, in denen es auf die Vermeidung von Geräuschen ankommt.
Die nachfolgend genannten Ausgestaltungen eines Personal Computers sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen des zuvor genannten Personal Computers, stellen aber außerdem eigenständige Erfindungen dar, in der Form, dass sie jeweils einen Personal Computer mit einem Mainboard und einem Gehäuse weiterbilden, in dem das Mainboard angeordnet ist. Die genannten Ausgestaltungen sind insbesondere vorteilhaft für passiv gekühlte Mainboards, bei denen ein Kühlkörper auf dem Mainboard angeordnet ist und in thermischem Kontakt zumindest mit den wesentlichen wärmeabgebenden Bauteilen des Mainboards ist.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung überdeckt der Kühlkörper im Wesentlichen oder nahezu die gesamte Fläche der Platine des Mainboards, insbesondere mindestens 90% der Fläche. Es kann in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Kühlkörper im Wesentlichen oder nahezu die gesamte Grundfläche des Gehäuses des Personal Computers überdeckt, insbesondere mindestens 90% dieser Fläche. Dies erlaubt eine hocheffiziente passive Kühlung aufgrund des Einsatzes eines massiven, groß dimensionierten Kühlkörpers, der für eine besonders gute Wärmeabfuhr sorgt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kühlkörper im Wesentlichen zentral über dem Hauptprozessor des Mainboards angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass sich die Wärme optimal zu allen Seiten verteilen kann und gleichmäßig von dem Kühlkörper aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Kühlkörper über eine in einem Befestigungsmittel des Kühlkörpers formschlüssig einsetzbare Schablone, die aus einer Vielzahl verfügbarer Schablonen für unterschiedliche Arten von Mainboards jeweils spezifisch für das jeweilige Mainboard ausgewählt ist, an dem Mainboard mechanisch befestigt. Mittels der Schablone ist eine einfache Anpassung an unterschiedliche Lochabstände von Befestigungslöchern und unterschiedliche Positionierungen der Befestigungslöcher auf dem Mainboard (Hauptplatine) möglich. Dies hat den Vorteil, dass einheitliche Kühlkörper für unterschiedliche Mainboards verwendet werden können, was die Herstellung und die Lagerhaltung der Kühlkörper günstiger macht. Die Schablone kann z. B. von der Seite in den Kühlkörper in darin vorhandene Nuten eingeschoben werden und über eine Verschraubung mit dem Mainboard verbunden werden. Durch die Bereitstellung von jeweils für unterschiedliche Mainboards angepassten Schablonen ist lediglich die passende Schablone auszuwählen. Die Schablone kann aus preisgünstigem Material hergestellt sein, z. B. aus einer Epoxydplatte. Der Kühlkörper kann z. B. aus einem stranggepressten Material hergestellt sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung befindet sich der Kühlkörper vollständig innerhalb des Gehäuses, insbesondere in der Nähe und unterhalb der Kühlöffnungen des Dachmoduls. Dies hat den Vorteil, dass das Gehäuse hinsichtlich seiner äußeren Erscheinung und Größe nicht durch den Kühlkörper geprägt ist, sondern eigene Designmerkmale aufweisen kann. Zudem ist der Kühlkörper sicher innerhalb des Gehäuses verstaut, so dass es nicht aufgrund der Erhitzung des Kühlkörpers zu Verletzungen kommen kann.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Kühlkörper mit seiner Oberseite an der Gehäuseoberseite endet bzw. etwas daraus herausragt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Spitzen der Kühlfinnen, die sich an der Gehäuseoberseite befinden und gegebenenfalls aus dem Gehäuse herausragen, zur elektrischen Isolierung mit einer Isolierbeschichtung zu versehen, z. B. mit einer Lackierung. Dadurch kann einerseits die elektrische Isolierung sichergestellt werden, andererseits wird nicht der gesamte Kühlkörper bedeckt, so dass die Effizienz der Kühlung nicht nennenswert beeinträchtigt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Kühlkörper über mechanische Befestigungsmittel mit dem Gehäuse verbunden und trägt dabei das am Kühlkörper befestigte Mainboard, so dass das Mainboard nur indirekt über den Kühlkörper am Gehäuse befestigt ist. Dies erlaubt eine einfache und robuste Befestigung des Mainboards in dem Gehäuse, wobei nur der Kühlkörper am Gehäuse angebracht werden muss. Eine gesonderte Befestigung des Mainboards an Gehäusebauteilen kann entfallen. Das Mainboard wird sozusagen „schwebend” im Gehäuse gelagert. Dies hat den Vorteil, dass eine statisch bestimmte Befestigung des Mainboards in dem Gehäuse erfolgen kann, das Mainboard dabei aber nicht den vergleichsweise schweren Kühlkörper tragen muss. Hierdurch wird der gesamte Personal Computer robuster und ist weniger erschütterungsanfällig.
Zur Befestigung des Kühlkörpers an dem Gehäuse können insbesondere säulenförmige Trägerelemente vorgesehen sein, die mit dem Gehäuseboden bzw. der Gehäuseunterseite des Gehäuses oder einem darunter angeordneten Mittelmodul verbunden sind und auf ihrer Oberseite den Kühlkörper tragen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind am Mainboard vorhandene Steckanschlüsse für Peripheriekomponenten gegenüber der Seitenwand des Gehäuses nach innen versetzt. Dies hat den Vorteil, dass die Steckanschlüsse und gegebenenfalls die angeschlossenen Steckverbinder nicht über die Gehäuseaußenkontur hervorstehen oder zumindest weniger hervorstehen als bei bekannten Personal Computern. Die Kabel können dabei zumindest zum Teil in dem Kabelkanal des Gehäuses verlegt werden. Die Gehäuserückseite ist damit weitestgehend frei von Kabeln.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1: einen Personal Computer mit einem modular zusammengesetzten Gehäuse in einer ersten Ausführungsform und
2: einen Personal Computer mit einem modular zusammengesetzten Gehäuse in einer zweiten Ausführungsform und
3: den Personal Computer gemäß 2 mit teilweise geöffnetem Gehäuse und
4: ein Mittelmodul des modularen Gehäusesystems und
5: eine Detailansicht einer Verrastung von Gehäusemodulen und
6: eine weitere Detailansicht der Verrastung in einer anderen Betrachtungsrichtung und
7: ein Mainboard mit einem Kühlkörper und
8: das Mainboard mit dem Kühlkörper gemäß 7 in einer anderen Ansicht und
9 bis 11: Detailansichten eines Kabelkanals des Gehäuses und
12: eine rückwärtige Ansicht des Personal Computers gemäß 2.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
Das modulare Gehäusesystem besteht in den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen aus einem Bodenmodul 2, einem Dachmodul 3 und zwischen dem Bodenmodul und dem Dachmodul einsetzbaren Mittelmodulen 4, 5.
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Personal Computers 1 aus dem modularen Gehäusesystem, bei dem keine Mittelmodule vorhanden sind. Stattdessen ist auf ein Bodenmodul 2 direkt ein Dachmodul 3 aufgesetzt, so dass sich ein auch in der Höhe sehr kompaktes Gehäuse ergibt. Das Bodenmodul 2 bildet dabei die Gehäuseunterseite 20. Am Bodenmodul 2 sind zum Aufstellen des Personal Computers 1 auf einer Aufstellfläche Füße 21 angeordnet. Das Dachmodul 3 wird sozusagen über die inneren Baugruppen des Personal Computers 1 übergestülpt und umschließt diese mit Seitenwänden 32. Das Bodenmodul 2 weist keine eigenen Seitenwände auf, kann aber je nach Ausgestaltung auch mit solchen Seitenwänden ausgebildet sein. Das Dachmodul 3 bildet zudem die Gehäuseoberseite 30. An dieser Gehäuseoberseite 30 weist das Dachmodul 3 entweder eine durchgehende Öffnung auf, durch die Kühlrippen eines Kühlkörpers ragen können, oder Lüftungsöffnungen z. B. in Form eines Gitters 31.
Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Personal Computers 1 aus dem modularen Gehäusesystem, wobei zwischen dem Bodenmodul 2 und dem Dachmodul 3 zwei Mittelmodule 4, 5 angeordnet sind. Ein unteres Mittelmodul 4 ist z. B. als USB-Erweiterungsmodul ausgebildet und weist an einer seiner seitlichen Gehäusewände 42, insbesondere an der Frontseite des Personal Computers 1, Anschlüsse 40 für USB-Steckverbinder auf. Oberhalb des Mittemoduls 4 ist ein weiteres Mittelmodul 5 angeordnet. Dieses weist Seitenwände 52 auf. In einer vorderen Seitenwand 52 befindet sich ein Einfuhrschlitz 53 für optische Datenträger, z. B. CDs oder DVDs 50. Innerhalb des Mittelmoduls 5 ist hinter dem Einfuhrschlitz 53 ein entsprechendes optisches Laufwerk angeordnet.
Die 3 zeigt den Personal Computer 1 gemäß 2 bei abgenommenem Dachmodul 3 des Gehäuses. Erkennbar werden die im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten wie eine Elektronikbaugruppe 6, die von den Seitenwänden 32 und der Gehäuseoberseite 30 des Dachmoduls 3 umgeben ist, wenn dieses auf dem Mittelmodul 5 montiert ist. Erkennbar ist ferner ein im Mittelmodul 5 angeordnetes optisches Laufwerk 51.
Die Elektronikbaugruppe 6 ist die hauptsächliche Elektronikbaugruppe des Personal Computers 1. Sie weist ein Mainboard 60 auf, auf dem der Hauptprozessor angeordnet ist. Das Mainboard 60 ist über eine Verschraubung 65 und eine wechselbare, Mainboard-spezifische Schablone 64 mit einem Kühlkörper 61 verbunden. Die Schablone 64 ist in Befestigungsschlitze des Kühlkörpers 61 eingeschoben und über die Verschraubung 65 mit einer Halteplatte unterhalb des Mainboards 60 verschraubt. Hierdurch wird der Kühlkörper 61 in thermischen Kontakt mit den wesentlichen wärmeabgebenden Bauteilen des Mainboards 60 gebracht. Der Kühlkörper 61 weist an seiner Oberseite Kühlrippen 66 auf. Der Kühlkörper 61 erstreckt sich in der dargestellten Ausführungsform zusätzlich noch hin zu einem nach unten abgewinkelten Bereich 67, der eine fensterartige Aussparung aufweist. Durch die fensterartige Aussparung des Abschnitts 67 können auf dem Mainboard 60 vorhandene elektrische Steckverbindungen an einer Gehäuserückseite des Personal Computers herausgeführt werden. Der Abschnitt 67 wirkt dabei als mechanische Befestigung der Steckverbindungsseite des Mainboards 60 und stabilisiert diese. Das Mainboard 60 ist nur über die Verschraubung 65 an dem Kühlkörper 61 gehalten und an diesem aufgehängt. Das Mainboard 60 weist sonst keine Befestigungsmittel zur Befestigung am Gehäuse auf.
Der Kühlkörper 61 ist über Befestigungsstreifen 62 an säulenförmigen Trägerelementen 7 befestigt. Die säulenförmigen Trägerelemente 7 dienen zugleich zur Befestigung des Dachmoduls 3, das in obere Rastbefestigungen 70 der säulenförmigen Trägerelemente 7 eingerastet werden kann. Die säulenförmigen Trägerelemente 7 sind zudem an einer mit Rastmitteln 71 ausgebildeten Unterseite in entsprechend geformte Rastmittel des Mittelmoduls 5 eingerastet. In entsprechender Weise setzen sich die Rastmittel des Mittelmoduls 5 über säulenförmige Fortsätze hin zu Rastmitteln des Mittelmoduls 4 hin fort, usw. bis zum Bodenmodul 2.
Die 4 zeigt beispielhaft anhand des Mittelmoduls 5 eine vorteilhafte Ausführung der Mittelmodule an sich. Wie erkennbar ist, ist das Mittelmodul 5 als rahmenartiges Bauteil mit relativ wenigen Innenwänden ausgebildet. Die Innenwände erstrecken sich hauptsächlich in vertikaler Richtung. Es ist lediglich ein Aufnahmebereich 54 für das optische Laufwerk vorgesehen. Das optische Laufwerk kann über an speziellen Positionen angeordnete Rastbefestigungsmittel 55 mechanisch in dem Aufnahmebereich 54 fixiert werden. Das Mittelmodul 5 weist relativ große offene Bereiche 8 auf, die auch nach Montage des optischen Laufwerks im Aufnahmebereich 54 offen bleiben und damit mit weiteren übereinander angeordneten Gehäusemodulen, die vergleichbare offene Bereiche 8 aufweisen, Abwärmekanäle für eine vertikale Kühlluftführung bilden können. Die Rastbefestigungsmittel 55 sind derart platziert, dass das optische Laufwerk an einer definierten Stelle angeordnet wird, an der es die offenen Bereiche 8 nicht oder nur unwesentlich überdeckt.
Auf der Rückseite des Mittelmoduls 5 ist ein Abschnitt 56 eines Kabelkanals erkennbar. Auf diesen wird später noch anhand der 9 bis 11 näher eingegangen.
Für die Befestigung der Gehäusemodule untereinander sind die anhand der 3 bereits erwähnten Rastmittel des Mittelmoduls 5 sowie dessen säulenförmige Fortsätze vorhanden, die in der 4 jeweils in den Eckbereichen des Mittelmoduls als Halterung 57 erkennbar sind.
In der 5 ist anhand einer Ecke des Mittelmoduls 5 ausschnittsweise die Befestigung mittels der Halterung 57 vergrößert dargestellt. Die 6 zeigt die Befestigung zwischen dem Bodenmodul 2 und den darauf aufgesetzten Gehäusemodulen 3, 4, 5 ebenfalls anhand einer Ausschnittsvergrößerung einer Gehäuseecke, mit Blickrichtung auf die Innenseite des Gehäuses. Erkennbar ist, dass aus den Halterungen 27, 47, 57 eine säulenartige Trägerstruktur gebildet wird, die das säulenförmige Trägerelement 7 trägt. Hierbei sind die einzelnen Halterungen 27, 47, 57 und das säulenförmige Trägerelement 7 dieser Struktur jeweils über Verrastungen miteinander verbunden.
In der 7 ist die Elektronikbaugruppe 6 einzeln in vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Erkennbar sind insbesondere am Kühlkörper 61 gebildete, an dessen Seitenkanten verlaufende Nuten 68, in die die Befestigungsstreifen 62 einsetzbar sind, um die Elektronikbaugruppe 6 an den säulenförmigen Trägerelementen 7 mechanisch zu befestigen. Die 8 zeigt die Elektronikbaugruppe 6 gemäß 7 in einer Ansicht von unten auf das Mainboard 60. Erkennbar ist, dass die Elemente der Verschraubung 65, die das Mainboard 60 mit dem Kühlkörper 61 verbinden, auf der Unterseite des Mainboards 60 über eine Halteplatte 69 befestigt sind, die ein Gegenlager zur Schablone 64 bildet.
Die 9 bis 11 zeigen in vergrößerten Detailansichten ausschnittsweise Teile des Gehäuses, in denen ein Kabelkanal gebildet ist. Hierzu weisen zumindest die Mittelmodule 4, 5 Abschnitte 46, 56 auf, die einen in das Gehäuse vollständig integrierten Kabelkanal bilden. Die Kabelkanalabschnitte 46, 56 sind nach unten und oben hin jeweils offen und können zur Gehäuseaußenseite, die in der Regel die Rückseite des Gehäuses des Personal Computers 1 ist, über mittels eines Rasthalters 59 befestigbare Blenden 58 verschlossen werden. Die 10 zeigt die Rückseite des Gehäuses ohne die Blenden, während in der 11 Blenden 48, 58 angebracht sind. Das Bodenmodul 2 kann im Bereich des Kabelkanals einen Freiraum 26 aufweisen, durch den Kabel nach unten hin aus dem Gehäuse herausführbar sind. Die Kabel können durch Aussparungen 80, die in den Kabelkanalabschnitten 46, 56 vorgesehen sind, in das Innere des Gehäuses hin zu den dort vorhandenen Baugruppen geführt werden. Durch die einseitig offene Gestaltung der Aussparungen 80 können die Kabel bequem hindurchgeführt werden. Auch ein Austausch von Gehäusemodulen oder internen Baugruppen ist auf einfache Weise möglich.
Anhand der 10 und 11 ist außerdem erkennbar, dass das Dachmodul 3 im rückwärtigen Bereich einen nach innen hin versetzten Anschlussbereich 33 für die Steckanschlüsse des Mainboards 60 aufweist.
Die 12 zeigt noch einmal den Personal Computer 1 mit dem vollständigen Gehäuse, wie er in der 2 in einer Ansicht von schräg vorn dargestellt ist. Die 12 zeigt eine rückwärtige Ansicht. Erkennbar ist der durch Blenden 48, 58 abgedeckte Kabelkanal mit einem als Kabelaustritt dienendem Freiraum 26. Erkennbar ist ferner der Bereich 33, der die nach hinten versetzten Steckanschlüsse des Mainboards aufweist, wobei beispielhaft anhand eines Steckverbinders 9 dargestellt ist, wie die Steckanschlüsse zu kontaktieren sind.
Erkennbar ist außerdem auf der rückwärtigen Gehäuseseite die mit Verrastungen 71 gebildete mechanische Befestigung der Gehäusemodule 2, 3, 4, 5 aneinander. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die mit Verrastungen 71 gebildete mechanische Befestigung der Gehäusemodule 2, 3, 4, 5 derart ausgebildet, dass ein Gehäusemodul von vorn bzw. etwas nach vorn versetzt auf ein anderes Gehäusemodul aufgesetzt wird und durch eine Bewegung zur Rückseite des Gehäusemoduls hin eingerastet wird. Zum Lösen von Gehäusemodulen ist die umgekehrte Bewegung auszuführen, d. h. ein zu lösendes Gehäusemodul wird in Richtung zur Frontseite des Personal Computers nach vorn gezogen und kann dann entfernt werden. Dies hat den Vorteil, dass von der Frontseite her auf das Gehäuse bzw. die einzelnen Gehäusemodule 2, 3, 4, 5 einwirkende Kräfte nicht zu einem unerwünschten Lösen der Gehäusemodule führen. So kann z. B. ein an der Frontseite des Gehäuses angeordneter Start-Knopf des Personal Computers problemlos betätigt werden, ohne dass es zum unbeabsichtigten Lösen von Gehäuseteilen kommen kann.
Das Dachmodul 3 kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Teil des Dachmoduls durch den Bereich der Seitenwände 32 gebildet wird und ein anderer Teil des Dachmoduls durch die Gehäuseoberseite 30, die als separate, nicht lasttragende Blende ausgebildet sein kann.

Claims

Modulares Gehäusesystem eines Personal Computers (1), bei dem ein konkretes Gehäuse des Personal Computers (1) aus einer bedarfsweise festlegbaren Anzahl von einzelnen Gehäusemodulen (2, 3, 4, 5) zusammensetzbar ist, mit folgenden Merkmalen: a) als Gehäusemodule (2, 3, 4, 5) stehen wenigstens ein Bodenmodul (2), ein Mittelmodul (4, 5) und ein Dachmodul (3) zur Verfügung, b) ein aus Gehäusemodulen (2, 3, 4, 5) des Gehäusesystems zusammengesetztes Gehäuse weist ein Bodenmodul (2) auf, das in jedem Fall das unterste Gehäusemodul ist und die Gehäuseunterseite (20) bildet, c) das aus Gehäusemodulen (2, 3, 4, 5) des Gehäusesystems zusammengesetzte Gehäuse weist ein Dachmodul (3) auf, das in jedem Fall das oberste Gehäusemodul ist und die Gehäuseoberseite (30) bildet, d) zwischen dem Bodenmodul (2) und dem Dachmodul (3) sind bei Bedarf ein oder mehrere Mittelmodule (4, 5) einsetzbar, e) die Mittelmodule (4, 5) weisen keine oder zumindest im Wesentlichen keine sich in horizontaler Richtung erstreckenden inneren Gehäusewände auf, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: f) mehrere oder alle der Gehäusemodule (2, 3, 4, 5) weisen einen am Material des Gehäusemoduls angeformten, in Vertikalrichtung des Gehäuses verlaufenden Kabelkanalabschnitt (46, 56) auf, der nach unten und oben hin jeweils offen ist und zur Gehäuseaußenseite hin eine Öffnung aufweist, die durch eine Blende verschließbar ist, wobei durch Übereinanderanordnen der Gehäusemodule (2, 3, 4, 5) ein vertikal verlaufender Kabelkanal des Gehäuses modular erzeugbar ist.
Gehäusesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelmodul (4, 5) rahmenartig mit einem äußeren Gehäuserahmenteil ausgebildet ist, das im inneren Bereich im Wesentlichen offen ist.
Gehäusesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern in dem inneren Bereich eines Mittelmoduls (4, 5) eine oder mehrere Gehäusewände vorhanden sind, diese weniger als 20% der Grundfläche des Gehäuses umfassen.
Gehäusesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche des Gehäuses unabhängig von der Zahl der eingesetzten Mittelmodule (4, 5) gleichbleibt, so dass bei unterschiedlicher Zahl von Gehäusemodulen (2, 3, 4, 5) lediglich die Höhe des Gehäuses variabel ist.
Gehäusesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusesystem für die Anordnung von Komponenten eines passiv gekühlten Personal Computers (1) eingerichtet ist.
Gehäusesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachmodul (3) an einer nach oben weisenden Seite des Gehäuses eine oder mehrere Kühlöffnungen (31) aufweist, die zur Abfuhr von Wärme aus dem Gehäuseinneren eingerichtet sind.
Gehäusesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines, mehrere oder alle der Gehäusemodule (2, 3, 4, 5) Aufnahmeelemente (54, 55) zur Aufnahme und mechanischen Befestigung von im Gehäuse anzuordnenden elektrischen und anderen Komponenten aufweisen, wobei die Aufnahmeelemente (54, 55) derart angeordnet sind, dass das aus Gehäusemodulen (2, 3, 4, 5) des Gehäusesystems zusammengesetzte Gehäuse nach Anordnung der darin anzuordnenden elektrischen oder anderen Komponenten einen vertikal verlaufenden Freiraum in Form eines Abwärmekanals aufweist, indem von jedem Gehäusemodul (2, 3, 4, 5) mit den daran mittels der Aufnahmeelemente (54, 55) befestigten elektrischen oder anderen Komponenten in vertikaler Richtung überlappende Bereiche (8) offen gelassen sind.
Gehäusesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelkanal (46, 56) ins Gehäuseinnere ragt.
Personal Computer mit einem Mainboard (60) und einem Gehäuse, in dem das Mainboard (60) angeordnet ist, wobei das Gehäuse aus Gehäusemodulen (2, 3, 4, 5) eines Gehäusesystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusammengesetzt ist und einen durch die Kabelkanalabschnitte (46, 56) der Gehäusemodule (2, 3, 4, 5) gebildeten vertikal verlaufenden Kabelkanal des Gehäuses aufweist.
Personal Computer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mainboard (60) passiv gekühlt ist, indem ein Kühlkörper (61) auf dem Mainboard (60) angeordnet ist und in thermischem Kontakt zumindest mit den wesentlichen wärmeabgebenden Bauteilen des Mainboards (60) ist.
Personal Computer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (61) über eine in einem Befestigungsmittel (63) des Kühlkörpers (61) formschlüssig einsetzbare Schablone (64), die aus einer Vielzahl verfügbarer Schablonen für unterschiedliche Arten von Mainboards jeweils spezifisch für das jeweilige Mainboard (60) ausgewählt ist, an dem Mainboard (60) mechanisch befestigt ist.
Personal Computer nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlkörper (61) vollständig innerhalb des Gehäuses befindet, insbesondere in der Nähe und unterhalb der Kühlöffnungen (31) des Dachmoduls (3).
Personal Computer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (61) über mechanische Befestigungsmittel (62, 70) mit dem Gehäuse verbunden ist und dabei das am Kühlkörper (61) befestigte Mainboard (60) trägt, so dass das Mainboard (60) nur indirekt über den Kühlkörper (61) am Gehäuse befestigt ist.