DE102020118030A1 - Electronic device, housing assembly, and slide-in assembly - Google Patents
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Abstract
Es wird ein elektronisches Gerät mit einer Gehäusebaugruppe (5) beschrieben. Diese Gehäusebaugruppe weist ein Gehäuse (10) auf, in welchem wenigstens eine Hauptplattenführung für eine Haupteinschubplatte und eine Backplane zur elektrischen Kontaktierung der in der Hauptplattenführung aufgenommenen Haupteinschubplatte angeordnet sind. Die Hauptplattenführung hat zwei sich gegenüberliegende Aufnahmeleisten (20a, 20b; 20a', 20b') mit jeweils einer Nut zur Aufnahme einer Kante der Haupteinschubplatte. Weiterhin weist die Gehäusebaugruppe (5) eine in der Hauptplattenführung eingeschobene Haupteinschubplatte auf. Um ein Bauteil auf der Haupteinschubplatte ohne den Einsatz eines aktiven Kühlers hinreichend zu kühlen, ist im Gehäuse (10) neben der ersten Haupteinschubplatte ein erstes Thermoleitelement angeordnet, welches mit dem elektronischen Bauteil der Haupteinschubplatte und mit dem Gehäuse in thermisch leitendem Kontakt steht. Hierbei kann das erste Thermoleitelement eine sich parallel zur Haupteinschubplatte (32) erstreckende Thermoleitkarte aufweisen, welche in zwei Aufnahmeleisten (24a, 24b; 24a', 24b') eingeschoben ist (Fig. 1).An electronic device with a housing assembly (5) is described. This housing assembly has a housing (10) in which at least one main plate guide for a main slide-in plate and a backplane for making electrical contact with the main slide-in plate received in the main plate guide are arranged. The main panel guide has two opposing receiving strips (20a, 20b; 20a ', 20b') each with a groove for receiving an edge of the main insert panel. The housing assembly (5) also has a main plug-in plate inserted into the main plate guide. In order to adequately cool a component on the main plug-in plate without the use of an active cooler, a first thermoconductive element is arranged in the housing (10) next to the first main plug-in plate, which is in thermally conductive contact with the electronic component of the main plug-in plate and with the housing. The first thermoconductive element can have a thermoconductive card which extends parallel to the main insert plate (32) and is inserted into two receiving strips (24a, 24b; 24a ', 24b') (FIG. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Gehäusebaugruppe zur Verwendung als Teil eines solchen elektronischen Gerätes nach Anspruch 9 sowie eine Einschubbaugruppe zur Verwendung in einem solchen elektronischen Gerät nach Anspruch 10.The invention relates to an electronic device according to the preamble of
In der Technik sind elektronische Geräte bekannt, weiche aus einer Gehäusebaugruppe und mehreren in dieser Gehäusebaugruppe aufgenommenen Einschubkarten bestehen. Solche elektronischen Geräte können beispielsweise dazu vorgesehen sein, in einem sogenannten 19-Zoll-Schrank eingebaut zu werden. Es wird zunächst kurz auf den grundsätzlichen Aufbau eines solchen elektronischen Gerätes eingegangen:
- Die eben erwähnte Gehäusebaugruppe weist ein Gehäuse mit einer vorderen Öffnung und eine in dem Gehäuse eingebaute, der vorderen Öffnung gegenüberliegende Backplane auf. Diese Backplane trägt mehrere backplaneseitige elektrische Verbinder. Im Gehäuse sind weiterhin mehrere Führungen für die erwähnten Einschubkarten angeordnet. Diese Führungen bestehen in der Regel aus jeweils zwei sich gegenüberliegenden Aufnahmeleisten mit jeweils einer Nut. Die Aufnahmeleisten erstrecken sich senkrecht zur Backplane. Häufig ist noch ein Netzteil im Gehäuse aufgenommen, welches die Backplane mit elektrischer Energie versorgt.
- The housing assembly just mentioned has a housing with a front opening and a backplane built into the housing and opposite the front opening. This backplane carries several electrical connectors on the backplane side. Several guides for the mentioned plug-in cards are also arranged in the housing. These guides usually consist of two opposing mounting strips, each with a groove. The mounting strips extend perpendicular to the backplane. Often a power supply unit is also included in the housing, which supplies the backplane with electrical energy.
Die Einschubkarten weisen jeweils eine Einschubplatte auf, welche in der Regel mehrere elektronische Bauelemente trägt. Die Einschubplatte ist in der Regel mit einer Frontplatte verbunden. Weiterhin trägt die Einschubplatte einen einschubseitigen elektrischen Verbinder, welcher zum backplaneseitigen elektrischen Verbinder passt. Wird die Einschubkarte in die Gehäusebaugruppe eingesteckt, so werden die Kanten der Platte durch ein Paar von Aufnahmeleisten geführt und beim Erreichen der Endposition kommen backplaneseitiger elektrischer Verbinder und einschubseitiger elektrischer Verbinder in elektrischen und mechanischen Kontakt zueinander.The plug-in cards each have a plug-in plate, which as a rule carries several electronic components. The slide-in panel is usually connected to a front panel. Furthermore, the slide-in plate carries a slide-in-side electrical connector which fits the backplane-side electrical connector. If the plug-in card is inserted into the housing assembly, the edges of the plate are guided through a pair of receiving strips and when the end position is reached, the electrical connector on the backplane and the electrical connector on the plug-in side come into electrical and mechanical contact with one another.
Wenn die Gehäusebaugruppe vollständig mit Einschubkarten bestückt ist, ist die Öffnung in der Regel vollständig von den Frontplatten der Einschubkarten verschlossen.If the housing assembly is completely equipped with plug-in cards, the opening is usually completely closed by the front panels of the plug-in cards.
In manchen Anwendungsfällen trägt wenigsten eine Einschubplatte wenigstens ein aktives elektronisches Bauteil (insbesondere einen Prozessor), welches bei Betrieb relativ viel Wärme entwickelt. Eine typische Wärmeleistung kann hierbei circa 35 Watt betragen. Da die Temperatur dieses aktiven Bauteils (und die der umliegenden Bauteile) natürlich einen gewissen Wert nicht übersteigen darf, muss die Wärme aus dem Gehäuseinneren abgeführt werden. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass ein aktiver Lüfter (also ein Ventilator) vorgesehen wird, welcher für einen hohen Luftdurchsatz im Inneren des Gehäuses sorgt. Der Einsatz von Lüftern ist jedoch mit Nachteilen behaftet, insbesondere da stets die Gefährt besteht, dass ein Lüfter ausfällt, was dann zu einem Ausfall des elektronischen Gerätes oder sogar einer Beschädigung desselben führen kann.In some applications, at least one insert plate carries at least one active electronic component (in particular a processor), which generates a relatively large amount of heat during operation. A typical heat output can be around 35 watts. Since the temperature of this active component (and that of the surrounding components) must of course not exceed a certain value, the heat must be dissipated from the inside of the housing. This can be done in particular by providing an active fan (that is to say a fan) which ensures a high throughput of air inside the housing. However, the use of fans has disadvantages, in particular since there is always the risk that a fan will fail, which can then lead to failure of the electronic device or even damage to it.
Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes elektronisches Gerät dahingehend weiterzubilden, dass auf eine Kühlung mittels eines aktiven Lüfters verzichtet werden kann, auch wenn mindestens eine Einschubplatte ein stark wärmeentwickelndes Bauteil trägt.Based on this, the present invention has the task of developing a generic electronic device in such a way that cooling by means of an active fan can be dispensed with, even if at least one slide-in plate carries a component that generates a lot of heat.
Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine Gehäusebaugruppe zur Verwendung in einem solchen elektronischen Gerät ist in Anspruch 9 und eine Einschubbaugruppe zur Verwendung in einem solchen elektronischen Gerät ist in Anspruch 10 angegeben.This object is achieved by an electronic device with the features of
Erfindungsgemäß ist neben der Haupteinschubplatte - eine Einschubplatte, welche ein kühlungsbedürftiges elektronisches Bauteil trägt - ein erstes Thermoleitelement angeordnet, welches mit dem betreffenden elektronischen Bauteil der Haupteinschubplatte und mit der Gehäusebaugruppe in thermisch leitendem Kontakt steht, sodass eine konduktive Wärmeleitung zwischen dem elektronischen Bauteil und dem aus Metall bestehenden Gehäuse hergestellt wird. Das Gehäuse kann an seiner Außenseite, insbesondere wenn es Kühlrippen aufweist, relativ viel Wärme abgeben, sodass die konduktive Wärmeleitung zwischen elektronischem Bauteil und Gehäuse ausreicht, um das elektronische Bauteil hinreichend zu kühlen, sodass auf einen Lüfter verzichtet werden kann.According to the invention, in addition to the main slide-in plate - a slide-in plate which carries an electronic component in need of cooling - a first thermoconductive element is arranged which is in thermally conductive contact with the relevant electronic component of the main slide-in plate and with the housing assembly so that conductive heat conduction between the electronic component and the Metal existing housing is made. The housing can give off a relatively large amount of heat on its outside, especially if it has cooling fins, so that the conductive heat conduction between the electronic component and the housing is sufficient to cool the electronic component sufficiently so that a fan can be dispensed with.
Vorzugsweise erstreckt sich benachbart zu wenigstens einer Aufnahmeleiste einer Führung für eine Haupteinschubplatte ein zweites Thermoleitelement, welches mit dem ersten Thermoleitelement und mit dem Gehäuse in thermisch leitendem Kontakt steht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erste Thermoleitelement hierbei als Thermoleitkarte ausgebildet, welche von einer speziell hierfür ausgebildeten Führung der Gehäusebaugruppe gehalten wird und mit dieser in wärmeleitendem Kontakt steht. Das zweite Thermoleitelement ist hierbei insbesondere als Aufnahmeleiste dieser Führung ausgebildet und weist eine Nut zur Aufnahme einer Kante der Thermoleitkarte auf. Um die Thermoleitkarte ähnlich wie die Platte einer Einschubkarte zu führen und um den thermischen Kontakt zwischen Thermoleitkarte und Gehäusebaugruppe zu maximieren, ist es bevorzugt, dass sich benachbart zu beiden Aufnahmeleisten der ersten Plattenführung jeweils ein solches zweites Thermoleitelement erstreckt, sodass die Führung für die Thermoleitkarte ähnlich der Führung für die Haupteinschubplatte ausgebildet ist. Um eine einfache Montierbarkeit und einen guten thermischen Kontakt zwischen Thermoleitkarte und elektronischem Bauteil zu erreichen, können Haupteinschubplatte und Thermoleitkarte Teile einer Einschub-Baugruppe sein.A second thermoconductive element, which is in thermally conductive contact with the first thermoconductive element and with the housing, preferably extends adjacent to at least one receiving strip of a guide for a main insert plate. In a particularly preferred embodiment, the first thermoconductive element is designed as a thermoconductive card, which is held by a guide of the housing assembly specially designed for this purpose and is in thermally conductive contact therewith. The second thermoconductive element is designed in particular as a receiving bar of this guide and has a groove for receiving an edge of the thermal conductive card. To guide the thermal card similar to the plate of a plug-in card and to make the thermal contact To maximize between thermal card and housing assembly, it is preferred that such a second thermal conductive element extends adjacent to both receiving strips of the first plate guide, so that the guide for the thermal card is designed similar to the guide for the main slide-in plate. In order to achieve simple assembly and good thermal contact between the thermal control card and the electronic component, the main plug-in plate and the thermal control card can be parts of a plug-in assembly.
Die Thermoleitkarte weist vorzugsweise einen massiven Metallblock auf oder besteht ausschließlich aus einem solchen. Dieser Metallblock kann insbesondere aus Aluminium bestehen und eine Masse von wenigstens 300 Gramm aufweisen. The thermal conductivity card preferably has a solid metal block or consists exclusively of such a block. This metal block can in particular consist of aluminum and have a mass of at least 300 grams.
Um einen guten thermischen Kontakt zwischen erstem Thermoleitelement und zweitem Thermoleitelement zu erzielen, ist es bevorzugt, eine zwischen diesen beiden Elementen wirkende Klemmeinrichtung vorzusehen. Diese kann insbesondere Teil der Thermoleitkarte sein.In order to achieve good thermal contact between the first thermoconductive element and the second thermoconductive element, it is preferred to provide a clamping device which acts between these two elements. This can in particular be part of the thermal control card.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further preferred embodiments of the invention emerge from the further subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 Eine schematische Draufsicht auf eine Gehäusebaugruppe von vorne, -
2 einen Schnitt entlang der Ebene A-A in1 , -
3 eine Einschubbaugruppe in einer der2 entsprechenden Darstellung, -
4 eine Einschubkarte in einer der3 entsprechenden Darstellung, -
5 die Gehäusebaugruppe aus2 sowie zwei in der Gehäusebaugruppe aufgenommene Einschubbaugruppen und vier in der Gehäusebaugruppe aufgenommene Einschubkarten in einer den2 bis4 entsprechenden Darstellung, -
6 eine Gehäusebaugruppe und eine in die Gehäusebaugruppe eingeschobene Einschubbaugruppe und eine Thermoleitkarte einer weiteren Einschubbaugruppe in einer perspektivischen, detaillierten Darstellung, -
7 einen Ausschnitt aus dem in6 Gezeigten aus einem anderen Blickwinkel, jedoch ohne die Thermoleitkarte, -
8 eine Einschub-Baugruppe in einer den6 und7 entsprechenden Detailfülle und -
9 das in8 Gezeigte aus einem anderen Blickwinkel.
-
1 A schematic top view of a housing assembly from the front, -
2 a section along the plane AA in1 , -
3 a slide-in module in one of the2 corresponding representation, -
4th a plug-in card in one of the3 corresponding representation, -
5 the housing assembly2 as well as two slide-in modules received in the housing assembly and four slide-in cards received in the housing assembly in one of the2 to4th corresponding representation, -
6th a housing assembly and a slide-in assembly inserted into the housing assembly and a thermal control card of a further slide-in assembly in a perspective, detailed illustration, -
7th an excerpt from the in6th Shown from a different angle, but without the thermal card, -
8th a slide-in assembly in one of the6th and7th corresponding level of detail and -
9 this in8th Shown from a different angle.
Mit Bezug auf die
Parallel zur Rückwand erstreckt sich eine Backplane
Das bisher Beschriebene ist im Stand der Technik weithin bekannt. Die Besonderheit dieser Gehäusebaugruppe ist, dass benachbart zu wenigstens einer Plattenführung (diese werden hier als Hauptplattenführungen bezeichnet) eine Thermoleitkartenführung angeordnet ist. Auch eine solche Thermoleitkartenführung besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei sich gegenüberliegenden, jeweils eine Nut aufweisenden Aufnahmeleisten
Den Thermoleitkartenführungen ist kein backplaneseitiger elektrischer Verbinder zugeordnet, das heißt, dass jeweils ein Einschubplatz „geopfert“ ist. Zur sprachlichen Unterscheidung werden diejenigen Plattenführungen, neben denen sich keine Thermoleitkartenführung befindet, als Zusatzplattenführungen bezeichnet, deren untere Aufnahmeleisten das Bezugszeichen
Die
Es ist weiterhin eine Thermoleitkarte
Thermoleitkarte
Die
Die
Die
Die
Die Klemmleiste
Durch die beschriebenen Maßnahmen ergibt sich die gewünschte, rein konduktive Wärmeleitung zwischen Prozessor und Gehäuse.The measures described result in the desired, purely conductive heat conduction between the processor and the housing.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 55
- GehäusebaugruppeHousing assembly
- 1010
- Gehäusecasing
- 1212
- KühlrippenCooling fins
- 20a, 20a'20a, 20a '
- untere Aufnahmeleiste einer Hauptplattenführunglower mounting bar of a main plate guide
- 20b, 20b'20b, 20b '
- obere Aufnahmeleiste einer Hauptplattenführungupper mounting bar of a main plate guide
- 22a22a
- untere Aufnahmeleiste einer Zusatzplattenführunglower mounting bar of an additional plate guide
- 22b22b
- obere Aufnahmeleiste einer Zusatzplattenführungupper mounting rail of an additional plate guide
- 24a, 24a'24a, 24a '
- untere Aufnahmeleiste einer Thermoleitkartenführunglower mounting bar of a thermal card guide
- 24b, 24b'24b, 24b '
- obere Aufnahmeleiste einer Thermoleitkartenführungupper mounting bar of a thermal card guide
- 2626th
- BackplaneBackplane
- 2727
- backplaneseitiger elektrischer VerbinderElectrical connector on the backplane side
- 30, 30'30, 30 '
- Einschub-BaugruppeSlide-in assembly
- 3131
- SchraubenkopfScrew head
- 3232
- HaupteinschubplatteMain shelf
- 3333
- elektronisches Bauteil (Prozessor (CPU))electronic component (processor (CPU))
- 3434
- weitere elektronische Bauteileother electronic components
- 3535
- einschubseitiger elektrischer Verbinderslide-in electrical connector
- 36, 36'36, 36 '
- ThermoleitkarteThermal card
- 36a, 36a'36a, 36a '
- MetallblockMetal block
- 37a, 37b37a, 37b
- KlemmleisteTerminal block
- 38h38h
- hinterer Klemmkörperrear clamp body
- 38m38m
- mittlerer Klemmkörpermiddle clamp body
- 38v38v
- vorderer Klemmkörperfront clamp body
- 39, 39'39, 39 '
- FrontplatteFront panel
- 4040
- weitere Einschub-Baugruppefurther slide-in assembly
- 4242
- ZusatzplatteAdditional plate
- 4444
- elektronische Bauteileelectronic components
- 4545
- einschubseitiger elektrischer Verbinderslide-in electrical connector
- 4848
- FrontplatteFront panel
Claims (10)
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