DE10311526A1

DE10311526A1 - Modular housing system for a fanless display-computer, has an integrated multi-layer passive cooling system that connects to the housing so that heat is dissipated over the whole housing

Info

Publication number: DE10311526A1
Application number: DE2003111526
Authority: DE
Inventors: Stefan Wöhr; Jürgen Wöhr
Original assignee: Richard Woehr GmbH
Current assignee: Richard Woehr GmbH
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Modular housing system for a fanless display-computer, which has an integrated multi-layer cooling system (4). he cooling system is connected to the housing (1) so that heat can be dissipated via the computer housing.

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Gehäusesystem für lüfterlose Display-Computer mit Wärmerohr und mit direktem im Gehäuse integriertem Mehrschichtenkühlsystem, das es ermöglicht, lüfterlose, und somit lautlose portable und/oder stationäre Computer mit einer geringen Einbautiefe herzustellen, wobei die im Prozessor der jüngsten Generation entstehende Wärme über das Gehäuse abgeführt wird und die Computergehäuse eine hohe Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz haben.The invention relates to a modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system, that enables fanless, and thus silent portable and / or stationary computers with a low To create installation depth, which is created in the latest generation processor Warmth about that casing is dissipated and the computer case a high degree of protection with regard to contact, foreign bodies and Have water protection.

Herkömmliche Computer benötigen zum Abführen der im Prozessor entstehenden Wärme Kühler und Lüfter, die am Prozessorsockel befestigt sind. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass zum einen die Gehäuse eine große Höhe benötigen und zum anderen die Lüfter störende Geräusche entwickeln. Außerdem können sich die Lüfter vom Sockel lösen bzw. ausfallen, was zur Zerstörung des Prozessors führen kann. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist, dass die Gehäuse zum Abführen der Wärme Zuluft von außen benötigen, was wiederum weitere Lüfter erfordert und den Geräuschpegel verstärkt. Des weiteren sind lüfterlose All-in-one Boards mit integrierten Kühlern bekannt. Bei diesen Boards wird die im Prozessor entstehende Wärme über Konvektion in die Luft im Gehäuse abgegeben. In vielen Fällen ist bei diesen Lösungen auch ein Lüfter zur Wärmeabfuhr im Gehäuse erforderlich, was wiederum den Geräuschpegel negativ beeinflusst.Conventional computers need to lead away the heat generated in the processor cooler and fans, which are attached to the processor socket. The disadvantage of these solutions is that on the one hand the housing a big Need height and on the other hand the fans disturbing Sounds develop. Moreover can the fans detach from the base or fail, what destruction of the processor can. Another disadvantage of this solution is that the housing for lead away of warmth Fresh air from outside need, which in turn requires additional fans and the noise level strengthened. Furthermore, they are fanless All-in-one boards with integrated coolers known. With these boards the heat generated in the processor is released into the air via convection in the housing issued. In many cases is with these solutions also a fan for heat dissipation in casing required, which in turn adversely affects the noise level.

Ein Computer ähnlicher Art in Form eines Personalcomputers ist in DE 94 03 364 U1 als bekannt ausgewiesen. Hierbei sind in einem Gehäuse Baugruppen angeordnet, und es ist eine Wärmeabführeinrichtung vorgesehen, die aus einem sogenannten Computerblech besteht, das mit der zentralen Steuerungseinheit CPU in Verbindung steht. Das Computerblech wird durch das Computergehäuse nach außen geführt, um auf der Außenseite des Computergehäuses die Wärme an die Umgebung abzugeben, wofür Durchführungsstellen durch das Computergehäuse erforderlich sind, was zu Schwierigkeiten führt, wenn an das Gehäuse eine hohe Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz gefordert wird. Auch ergeben sich auf der Außenseite des Gehäuses ungünstige Strukturen in Bezug auf die Reinhaltung.A computer of a similar type in the form of a personal computer is shown in DE 94 03 364 U1 reported as known. Here, modules are arranged in a housing, and a heat dissipation device is provided, which consists of a so-called computer plate, which is connected to the central control unit CPU. The computer sheet is led outside through the computer housing in order to give off the heat to the outside on the outside of the computer housing, for which penetration points through the computer housing are required, which leads to difficulties when the housing has a high degree of protection with regard to contact, foreign bodies - and water protection is required. There are also unfavorable structures on the outside of the housing in terms of keeping them clean.

In der DE 44 08 805 A1 ist eine Kühleinrichtung für Computer angegeben, die Ventilatoren und Temperaturüberwachungseinrichtungen aufweist. Über die Ausbildung eines Gehäuses für die elektrischen und elektronischen Baugruppen sind keine näheren Angaben gemachtIn the DE 44 08 805 A1 a cooling device for computers is specified, which has fans and temperature monitoring devices. No details are given on the design of a housing for the electrical and electronic assemblies

Ein Rechner ähnlicher Art in Form eines Panel-Computers ist in der DE 197 31 033 beschrieben. Hierbei sind die elektrischen und elektronischen Baugruppen in einem wärmeableitenden Gehäuse aus einem wannenförmigen Unterteil und einem auf dessen umlaufenden Rand aufgesetzten Deckel integriert, wobei der Rechner eine Anzeigeeinheit und eine mindestens einen Ventilator aufweisende Kühleinrichtung aufweist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Geräte durch den Einsatz der Lüfter sehr laut sind und bedingt durch die Lüfter eine begrenzte Lebensdauer aufweisen. Außerdem wird das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Produktivität der tätigen Menschen durch den Einsatz der Lüfter negativ beeinflusst.A similar computer in the form of a panel computer is in the DE 197 31 033 described. Here, the electrical and electronic assemblies are integrated in a heat-dissipating housing made of a trough-shaped lower part and a cover placed on its peripheral edge, the computer having a display unit and a cooling device having at least one fan. The disadvantage of this solution is that the devices are very loud due to the use of the fans and have a limited service life due to the fans. In addition, the well-being, health and productivity of people who work are negatively affected by the use of fans.

Des weiteren sind Industriecomputer aus DE 100 58 739 A1 bekannt, die an einem kühlenden Frontrahmen ein speziell entwickeltes CPU-Board mit integriertem Netzteil befestigt haben, wobei das CPU-Board so gestaltet ist, dass mindestens ein Teil der wärmeerzeugenden CPU-Board-Bauteile mit dem Frontrahmen verbunden ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass zum einen keine Standardkomponenten wie Motherboard und/oder Netzteile o. ä. verwendet werden können, was zu einem sehr hohen Preis führt, da das speziell entwickelte CPU-Board nicht in so großen Stückzahlen produziert wird und zum anderen nicht die neuesten, leistungsstärksten Prozessoren zum Einsatz kommen. Außerdem wird durch die Verwendung des Frontrahmens als Kühlkörper nur ein geringer Teil des Gehäuses zur Wärmeabfuhr verwendet, was auch keine große Prozessorleistung zulässt.Furthermore, industrial computers are off DE 100 58 739 A1 are known who have attached a specially developed CPU board with an integrated power supply to a cooling front frame, the CPU board being designed in such a way that at least some of the heat-generating CPU board components are connected to the front frame. The disadvantage of this solution is that, on the one hand, no standard components such as motherboard and / or power supplies or the like can be used, which leads to a very high price, since the specially developed CPU board is not produced in such large numbers, and on the other hand not the latest, most powerful processors are used. In addition, due to the use of the front frame as a heat sink, only a small part of the housing is used for heat dissipation, which also does not allow a large processor performance.

In DE 199 44 550 A1 ist ein Gehäuse mit elektrischen und/oder elektronischen Einheiten beschrieben. Hier wird eine Heat-Pipe zur Kühlung eingesetzt, wobei als Kühler ein Aluminiumkühlkörper eingesetzt wird. Nachteilig bei dieser Lösung ist, und dies haben auch umfangreiche Versuche ergeben, dass die von der Heat-Pipe abgeführte Wärme nicht auf dem Kühlkörper gleichmäßig verteilt wird und so nicht für den Einsatz von Prozessoren der jüngsten Generation geeignet ist.In DE 199 44 550 A1 describes a housing with electrical and / or electronic units. Here, a heat pipe is used for cooling, with an aluminum heat sink being used as the cooler. A disadvantage of this solution, and extensive tests have shown that the heat dissipated by the heat pipe is not distributed evenly over the heat sink and is therefore not suitable for use with the latest generation of processors.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Gehäusesystem für Display-Computer mit Wärmerohr und mit direktem im Gehäuse integriertem Mehrschichtenkühlsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, lüfterlose, und somit lautlose portable und/oder stationäre Computer geringer Bautiefe herzustellen, bei denen die im Prozessor der jüngsten Generation entstehende Wärme durch Wärmeleitung auf das Gehäuse übertragen wird und über Konvektion an die Umgebung abgegeben wird und dadurch Computer mit hoher Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz entstehen und bei denen kein Stromverbrauch für die Kühlung anfällt.The object of the invention is a modular housing system for display computers with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system of the type mentioned at the beginning, which enables fanless, and thus silent portable and / or stationary computers with a small installation depth Manufacture in which the emerging in the processor of the latest generation Heat through heat conduction is transferred to the housing and over Convection is given off to the environment and thereby using computers high degree of protection in terms of touch, Foreign body and water protection arise and where there is no power consumption for cooling.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist also vorgesehen, ein Gehäuse mit einem und/oder mehreren wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystemen auszustatten, wobei in dem ein- und/oder mehrteiligem Gehäuse die elektrischen und elektronischen Baugruppen und die Anzeigeeinheit integriert sind und falls erforderlich, im Gehäuse ein lüfterloses Netzteil so integriert ist, dass die wärmeerzeugenden Komponenten des Netzteils direkt auf einer Außenwand und/oder Mehrschichtenkühsystem des Gehäuses befestigt sind und/oder wärmegekoppelt sind und dass die im Prozessor entstehende Wärme mittels eines und/oder mehreren Wärmerohre mit Adaptersystemen ohne Lüfter auf ein und/oder mehrere Mehrschichtenkühlsysteme übertragen wird, wobei das und/oder die Adapter zur Wärmekopplung des und/oder der Wärmerohre aus Kupfer und/oder deren Legierungen hergestellt sind und wobei das wärmeabgebende Mehrschichtenkühlsystem eine ausgezeichnete Wärmeaufnahme mittels Wärmeverteilerplatte sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch Konvektion aufweist und das Mehrschichtenkühlsystem aus einer metallplattenförmigen Grundplatte besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und zumindest auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen aufweist und dass als Board ein All-in-one Board und/oder ein Mini-ITX-Board und/oder ein ATX-Board und/oder Mini-ATX-Board und/oder anderes Motherboard und/oder Slot-CPU verwendet wird.This object is achieved with the features of claim 1. It is therefore provided here To equip the housing with one and / or more heat-dissipating multilayer cooling systems, the electrical and electronic assemblies and the display unit being integrated in the one- and / or multi-part housing and, if necessary, a fanless power supply unit being integrated in the housing in such a way that the heat-generating components of the power supply unit are integrated are attached directly to an outer wall and / or multi-layer cooling system of the housing and / or are heat-coupled and that the heat generated in the processor is transferred to one and / or more multi-layer cooling systems by means of one and / or more heat pipes with adapter systems without fan, this and / or the adapters for heat coupling the and / or the heat pipes are made of copper and / or their alloys, and the heat-emitting multilayer cooling system has excellent heat absorption by means of a heat distribution plate and excellent heat dissipation by convection, and d he multilayer cooling system consists of a metal plate-shaped base plate that has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and has at least one layer of aluminum or aluminum alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins and that as a board an all-in-one board and / or a mini ITX board and / or an ATX board and / or mini ATX board and / or other motherboard and / or slot CPU is used.

Ein möglicher Aufbau des Computers weist ein modulares Gehäusesystem aus einem Displaygehäuse mit Displayabdeckung und dem Rackgehäuse aus, wobei im Displaygehäuse die Komponenten Display und evtl. Inverter untergebracht sind, und im Rackgehäuse mindestens die Komponenten All-in-one Board und/oder Motherboard und/oder Slot-CPU und falls erforderlich CD-ROM, Festplatte, Erweiterungskarten und lüfterloses Netzteil untergebracht sind, und das Rackgehäuse mit einem und/oder mehreren wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystemen ausgestattet ist, wobei das Mehrschichtenkühlsystem mindestens aus einer metallplattenförmigen Grundplatte besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und zumindest auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung aufweist, wobei die Platte und die Schicht mechanisch über Schrauben und/oder Nieten miteinander verbunden sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste verwendet wird. Als Grundgehäuse dient für das Displaygehäuse und das Rackgehäuse eine Aluminiumgusskonstruktion. In dem Rackgehäuse ist das lüfterlose Netzteil, falls erforderlich, so integriert, dass die Wand mit den wärmeerzeugenden Komponenten des Netzteils direkt auf einer Außenwand und/oder Mehrschichtenkühlsystem des Gehäuses befestigt ist und/oder wärmegekoppelt ist. Die im Prozessor entstehende Wärme wird mittels eines und/oder mehreren Wärmerohre mit Adaptersystemen ohne Lüfter auf ein und/oder mehrere Mehrschichtenkühlsysteme übertragen, wobei die Adapter zur Wärmekopplung des und/oder der Wärmerohre aus Kupfer und/oder deren Legierungen hergestellt sind und wobei das wärmeabgebende Mehrschichtenkühlsystem eine ausgezeichnete Wärmeaufnahme mittels Wärmeverteilerplatte sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch Konvektion aufweist. Mittels der Adaptersysteme wird erreicht, dass das wärmeaufnehmende Ende des Wärmerohres auf der Prozessoroberfläche direkt dicht und spaltfrei aufliegend befestigt wird und das wärmeabgebende Ende des Flüssigkeitskühlers an einem wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystem befestigt ist und wobei die Form des und/oder der Wärmerohre der Einbaulage derselben im Gehäuse angepasst ist. Des weiteren ist mindestens ein Festplattenlaufwerk und ein CD-ROM im Gehäuse untergebracht.A possible construction of the computer has a modular housing system from a display housing with display cover and the rack housing, whereby the Components display and possibly inverter are housed, and in Rack Enclosures at least the components all-in-one board and / or motherboard and / or slot CPU and, if necessary, CD-ROM, hard disk, expansion cards and fanless Power supply unit are housed, and the rack housing with one and / or more heat dissipating Multilayer cooling systems is equipped, the multilayer cooling system consisting of at least one metal plate-shaped Base plate is made up of a higher Thermal conductivity coefficient has as aluminum and a layer of at least on one side Has aluminum or aluminum alloy, the plate and the layer mechanically via screws and / or rivets are connected to each other and for better heat transfer a thermal paste is used. As basic housing serves for the display housing and the rack case an cast aluminum construction. This is fanless in the rack case Power supply, if necessary, integrated so that the wall with the heat-generating Components of the power supply directly on an outer wall and / or multi-layer cooling system attached to the housing is and / or heat coupled is. The heat generated in the processor is by means of a and / or several heat pipes with adapter systems without fan transferred to one and / or more multilayer cooling systems, the adapters for CHP the and / or the heat pipes Copper and / or their alloys are made and where heat dissipating Multilayer cooling system excellent heat absorption by means of a heat distribution plate as well as excellent heat dissipation by convection. By means of the adapter systems it is achieved that the heat absorbing End of the heat pipe on the processor surface directly attached tightly and without gaps and the heat-emitting End of the liquid cooler a heat-dissipating multilayer cooling system is attached and wherein the shape of the and / or the heat pipes the installation position of the same in the housing is adjusted. Furthermore, there is at least one hard drive and a CD-ROM in the case accommodated.

Als günstige Verbesserung der Wärmeübertragung erweist sich das Anbringen von Kühlrippen und/oder Kühllamellen auf einem und/oder mehreren wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystemen.As a favorable improvement in heat transfer it turns out the attachment of cooling fins and / or cooling fins on one and / or more heat-dissipating Multilayer cooling systems.

Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch eine metallische Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und der Aluminiumplatte mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen durch eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren erreicht.A major improvement in heat transfer is by a metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the aluminum plate with and / or without cooling fins and / or cooling fins by one of the methods of brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding reached.

Günstig für die Wärmeübertragung vom Adaptersystem, das zur Aufnahme des wärmeabgebenden Endes des Wärmerohr dient, auf die metallplattenförmige Grundplatte wirkt sich eine metallische Verbindung zwischen dem Adaptersystem und der Grundplatte durch eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren aus.Cheap for the heat transfer from the adapter system that holds the heat-emitting end of the heat pipe serves on the metal plate-shaped Base plate affects a metallic connection between the Adapter system and the base plate diffused by one of the methods brazing, soft soldering Bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding.

Günstige Auswirkungen auf die Übertragung der im Prozessor entstehenden Wärme auf den wärmeaufnehmenden Teil des Wärmerohres bewirken u. a. das Anlöten und/oder Ankleben des Endes des Wärmerohres auf der wärmeaufnehmenden Platte, wobei die wärmeaufnehmende Platte aus Kupfer ist und die Befestigung der wärmeaufnehmenden Platte mit dem Wärmerohr über spezielle Adapterplattenlösungen an dem Prozessorsockel und/oder Prozessor und/oder Board über spezielle Halterungen und/oder Spannbefestigungen und/oder Adaptersysteme erfolgt. Wichtig ist vor allem, dass die Oberfläche des Prozessors direkten Kontakt mit der Unterseite der wärmeaufnehmenden Platte aufweist und somit direkt wärmegekoppelt ist.Cheap Effects on the transfer of the heat generated in the processor on the heat absorbing Part of the heat pipe effect u. a. the soldering and / or gluing the end of the heat pipe on the heat absorbing Plate, the heat absorbing Plate is made of copper and with the attachment of the heat-absorbing plate the heat pipe via special Adapter plate solutions on the processor socket and / or processor and / or board via special Brackets and / or clamps and / or adapter systems he follows. Above all, it is important that the surface of the processor is direct Contact with the bottom of the heat absorbent Has plate and is therefore directly heat-coupled.

Eine andere Variante der Anbringung des Mehrschichtenkühlsystems ist bei einem Aluminiumgussgehäuse möglich. Dabei ist das eigentliche Gussgehäuse mit den wärmeabgebenden Komponenten des Netzteiles wärmegekoppelt, und weist in einer Wand eine Aussparung für das Adaptersystem aus. Auf der Außenseite des Gehäuses wird der Mehrschichtenkühler mittels Schrauben o. ä. befestigt. Hierbei ist eine Aufteilung der Wärmeabgabe erreicht.Another variant of the attachment of the multi-layer cooling system is possible with a cast aluminum housing. The actual cast housing is thermally coupled to the heat-emitting components of the power supply, and has a recess in the wall for the adapter system. On the outside of the case Multi-layer cooler attached with screws or similar. A distribution of the heat emission is achieved.

Günstig wirkt sich aus, wenn das Mehrschichtenkühlsystem auf der Außenseite einer Wand des Gehäuses angebracht ist und zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und der Gehäusewand eine Isolierschicht integriert ist.Cheap affects when the multilayer cooling system on the outside one wall of the housing is attached and between the metal plate-shaped base plate and the housing wall an insulating layer is integrated.

Zur besseren Wärmeübertragung des Kühlkörpers an die Umgebung wirkt sich der Einsatz von Hochleistungskühlkörper mit eingepressten Rippen aus.For better heat transfer from the heat sink the environment affects the use of high performance heat sinks pressed ribs.

Eine Korrosion der Kühlkörper, insbesondere eine elektrolytische Korrosionsreaktion zwischen dem metallplattenförmigen Grundplatte und der Aluminiumschicht wird durch eine Beschichtung mittels eines Isolierharzes und/oder Isolierlackes verhindert.Corrosion of the heat sink, especially one electrolytic corrosion reaction between the metal plate-shaped base plate and the aluminum layer is covered by a coating by means of a Insulating resin and / or insulating varnish prevented.

Eine weitere Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch direktes Anlöten des wärmeabgebenden Endes des und/oder der Wärmerohre auf der metallplattenförmigen Grundplatte erreicht. Hierbei wird ein störender Wärmeübergang eliminiert.Another improvement in heat transfer is by direct soldering of the heat emitting End of and / or the heat pipes on the metal plate-shaped Base plate reached. This eliminates annoying heat transfer.

Günstig wirkt sich dabei der Einsatz mehrerer Wärmerohre aus, deren wärmeabgebenden Enden fächerartig auf der metallplattenförmigen Grundplatte verteilt und angelötet sind.Cheap the use of several heat pipes, their heat-emitting, has an impact Fan-like ends on the metal plate-shaped Base plate distributed and soldered are.

Optimal für die Produktion und für die Wärmeabgabe wirkt sich eine Gehäusekonstruktion in Blechbiegeteilausführung aus, wobei als Grundmaterial für die Ausführung ein Werkstoff mit einem höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium verwendet wird und Teile dieses Grundgehäuses als metallplattenförmige Grundplatte dient und auf dieses Grundgehäuse auf einer und/oder mehreren Wänden eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen aufgebracht wird.Ideal for production and for heat emission affects a housing construction in bent sheet metal from, being the basic material for execution a material with a higher Thermal conductivity coefficient is used as aluminum and parts of this basic housing as a metal plate-shaped base plate serves and on this basic housing on one and / or more walls a layer of aluminum or aluminum alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins is applied.

Eine äußert gute Gestaltung des Gehäuses ermöglicht die Montage des lüfterlosen Standardnetzteiles so an einer Außenwand des Gehäuses, dass die wärmeaufnehmende Wand des Netzteils und/oder Kühler des Netzteils direkt mit der Rückwand und/oder Deckel wärmegekoppelt ist und die entstehende Wärme direkt an das Gehäuse abgibt.An extremely good design of the housing enables Assembly of the fanless Standard power supply on an outer wall of the housing that the heat absorbing Wall of the power supply and / or cooler the power supply directly to the back wall and / or lid thermally coupled and the resulting heat directly to the housing emits.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a the drawings illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1: Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und mit Wärmerohr 1 : Section through the housing system with multi-layer cooling system and with heat pipe

2: Schnitt durch das Gehäusesystem mit angeflanschter Displayeinheit 2 : Section through the housing system with a flanged display unit

3 einen Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlwand und Wärmerohr und Rackgehäuse als Blechbiegeteilkonstruktion 3 a section through the housing system with multi-layer cooling wall and heat pipe and rack housing as a sheet metal bent part construction

4 Rackgehäuse als Gusskonstruktion mit integrierter metallplattenförmigen Grundplatte 4 Rack housing as cast construction with integrated metal plate-shaped base plate

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugsquellen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.Designate in the figures, if not stated otherwise, the same sources of supply use the same parts of equal importance.

In 1 ist ein Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und Wärmerohr dargestellt. Dabei weist das Rackgehäuse 1, das als Blechbiegekonstruktion ausgeführt ist, eine Wand 3 als wärmeableitendes Mehrschichtenkühlsystem 4 aus, wobei das Mehrschichtenkühlsystem 4 aus einer metallplattenförmigen Grundplatte 5 besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Kühlrippen 6 aufweist, wobei die Platte 5 und die Schicht 6 mechanisch über Schrauben 7 miteinander verbunden sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste 8 verwendet wird. In dem Gehäuse 1 sind die elektrischen und elektronischen Baugruppen wie Motherboard 9 als Grundplatine 10 mit Prozessorsockel 11 und Prozessor 12, Festplatte 13, CD-ROM 14 u. ä. Baugruppen integriert, sowie ein lüfterloses Netzteil 15, wobei die Wand mit den wärmeerzeugenden Komponenten 16 des Netzteils direkt mit einer Außenwand 17 des Gehäuses 1 wärmegekoppelt ist. Die im Prozessor 12 entstehende Wärme wird mittels eines Wärmerohres 18 ohne Lüfter auf das Mehrschichtenkühlsystem 4 übertragen, wobei das wärmeaufnehmende Ende 19 des Wärmerohres 18 auf einer wärmeaufnehmenden Platte 20 aufgelötet ist und die Platte 21 mittels eines Rahmens 22 und einer Grundplatte 23 so an der Grundplatine 10 befestigt ist, dass die glatte Unterseite der wärmeaufnehmenden Platte 20 auf die Oberfläche des Prozessors 12 dicht und spaltfrei gepresst wird und das wärmeabgebende Ende 24 des Wärmerohres 18 auf einer wärmeabgebenden Platte 25 aufgelötet ist und wobei die wärmeabgebende Platte 25 direkt an der wärmeaufnehmenden und wärmeverteilenden metallplattenförmigen Grundplatte 5 der Mehrschichtenkühlsystem 4 befestigt ist. Die wärmeabgebende Platte 25 und die wärmeaufnehmende Platte 20 sind aus einem Werkstoff mit einem höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium. Um eine gute Wärmeübertragung vom Prozessor 12 auf die wärmeaufnehmende Platte 20 zu erhalten, wird eine Wärmeleitpaste 26 zwischen Platte und Prozessor integriert. Ebenso wird eine Schicht aus Wärmeleitpaste 26 zwischen wärmeabgebende Platte 25 und der metallplattenförmigen Grundplatte 5 der Mehrschichtenkühlerkörperwand 4 integriert. Die Form des Wärmerohres 18 ist der Einbaulage desselben im Gehäuse angepasst.In 1 is a section through the housing system with multi-layer cooling system and heat pipe. The rack case shows 1 , which is designed as a sheet metal bending construction, a wall 3 as a heat-dissipating multilayer cooling system 4 from, the multi-layer cooling system 4 from a metal plate-shaped base plate 5 consists of a higher coefficient of thermal conductivity than aluminum and on one side a layer of aluminum or aluminum alloy with cooling fins 6 has, the plate 5 and the layer 6 mechanically via screws 7 are interconnected and a thermal paste for better heat transfer 8th is used. In the case 1 are the electrical and electronic assemblies like motherboard 9 as motherboard 10 with processor socket 11 and processor 12 , Hard disk 13 , CD-ROM 14 u. Integrated modules and a fanless power supply 15 , the wall with the heat-generating components 16 the power supply directly with an outer wall 17 of the housing 1 is thermally coupled. The one in the processor 12 heat is generated by means of a heat pipe 18 without fan on the multi-layer cooling system 4 transferred, with the heat absorbing end 19 of the heat pipe 18 on a heat absorbing plate 20 is soldered and the plate 21 by means of a frame 22 and a base plate 23 so on the motherboard 10 is attached to the smooth bottom of the heat absorbing plate 20 on the surface of the processor 12 is pressed tightly and without gaps and the heat-emitting end 24 of the heat pipe 18 on a heat-releasing plate 25 is soldered on and being the heat-emitting plate 25 directly on the heat-absorbing and heat-distributing metal plate-shaped base plate 5 the multi-layer cooling system 4 is attached. The heat-emitting plate 25 and the heat absorbing plate 20 are made of a material with a higher thermal conductivity coefficient than aluminum. To ensure good heat transfer from the processor 12 on the heat absorbing plate 20 to get a thermal paste 26 integrated between plate and processor. Likewise, a layer of thermal paste 26 between heat-emitting plate 25 and the metal plate-shaped base plate 5 the multi-layer cooler body wall 4 integrated. The shape of the heat pipe 18 is adapted to the installation position of the same in the housing.

2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäusesystem mit angeflanschter Displayeinheit. Dabei wird an das Rackgehäuse 1 ein Displaygehäuse 8 mit Displaygehäuseabdeckung 27 befestigt, wobei innerhalb des Displaygehäuses 27 das Display 28 untergebracht ist, bei Bedarf auch der Inverter 29. Im Rackgehäuse 1, das entsprechend der 2 ausgeführt ist, sind zusätzlich noch die Komponenten Festplatte 13 und CD-ROM 14 untergebracht. Dadurch lassen sich sehr kompakte lüfterlose Computer herstellen, die außerdem eine hohe Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz haben. 2 shows a section through the housing system with flanged display unit. This is done on the rack housing 1 a display case 8th with display case cover 27 attached, being inside the display case 27 the display 28 If necessary, the inverter is also accommodated 29 , In the rack housing 1 that according to the 2 the components are also a hard disk 13 and CD-ROM 14 accommodated. Thereby very compact, fanless computers can be manufactured, which also have a high degree of protection with regard to protection against contact, foreign bodies and water.

3 zeigt einen Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und Wärmerohr und Rackgehäuse als Blechbiegeteilkonstruktion. Das Grundgehäuse 1 ist als Blechbiegeteilkonstruktion ausgeführt, wobei als Grundmaterial ein Werkstoff verwendet wird, der einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist. Das Grundgehäuse ist in diesem Falle die metallplattenförmige Grundplatte 30, die als Basis für das Mehrschichtenkühlsystem dient. Eine Wand des Gehäuses 31 wird als Mehrschichtenkühlsystem 32 ausgebildet, indem auf der äußeren Seite 33 eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Kühlrippen 6 aufgebracht wird, wobei die Platte 30 und die Schicht 6 mechanisch über Schrauben 7 miteinander verbunden sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste 26 verwendet wird. 3 shows a section through the housing system with multi-layer cooling system and heat pipe and rack housing as a bent sheet metal part construction. The basic housing 1 is designed as a bent sheet metal part construction, whereby a material is used as the base material that has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum. In this case, the basic housing is the metal plate-shaped base plate 30 , which serves as the basis for the multi-layer cooling system. A wall of the housing 31 is used as a multi-layer cooling system 32 trained by on the outer side 33 a layer of aluminum or aluminum alloy with cooling fins 6 is applied, the plate 30 and the layer 6 mechanically via screws 7 are interconnected and a thermal paste for better heat transfer 26 is used.

4 zeigt einen Schnitt durch Rackgehäuse als Gusskonstruktion mit integrierter metallplattenförmigen Grundplatte. Dabei ist das Mehrschichtenkühlsystem 34 so gestaltet, dass es als wannenförmiges Teilgehäuse 35 ausgeführt ist und zur Aufnahme der Bauteile 36 dient und als Aluminiumgussteil mit eingelegter metallplattenförmiger Grundplatte 37 hergestellt ist. Durch das Eingießen der metallplattenförmigen Grundplatte 37 ergibt sich ein sehr guter Wärmeübergang von der Grundplatte 37 auf die Aluminiumschicht des Mehrschichtenkühlsystem 34. 4 shows a section through rack housing as a cast construction with integrated metal plate-shaped base plate. Here is the multi-layer cooling system 34 designed so that it is a trough-shaped partial housing 35 is carried out and to accommodate the components 36 serves and as an aluminum casting with an inserted metal plate-shaped base plate 37 is made. By pouring the metal plate-shaped base plate 37 there is a very good heat transfer from the base plate 37 on the aluminum layer of the multi-layer cooling system 34 ,

Claims

Modular housing system for fanless display computers with a heat pipe and with a multilayer cooling system integrated directly into the housing to accommodate the display unit as well as the electrical and electronic assemblies and / or components, characterized in that the one- and / or multi-part housing has one and / or several multilayer cooling systems , wherein the multilayer cooling system consists of a metal plate-shaped base plate, which has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and has on at least one side a layer of aluminum or aluminum alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins, the plate and the layer mechanically and / or are metallically connected to one another and the metal plate-shaped base plate is made larger and / or smaller and / or the same size as the layer, and wherein the basic housing construction and / or the partial housing as a bent part construction and / or as Profile frame construction and / or as a cast construction made of metal and / or plastic and / or as a combination of one of the versions mentioned and the multi-layer cooling system is integrated in the housing and / or is placed on an outside of the housing and the electrical and electronic modules are integrated in the rack housing and if necessary, the fanless power supply unit is arranged in the housing in such a way that the wall of the power supply unit on which the heat-emitting components are fastened is directly heat-coupled to an outer wall of the housing and / or with a multi-layer cooling system and / or that the heat-emitting components are fastened directly thereon and that the heat generated in the processor is transferred by means of one and / or more heat pipes to one and / or more metal plate-shaped base plates of the and / or the multilayer cooling systems, the and / or the heat-absorbing end of the heat pipe being transferred by means of an ad aptersystems on the processor and / or processor socket and / or base board is pressed tightly and without gaps onto the processor surface and the and / or the heat-emitting end of the heat pipe directly by means of mechanical and / or metallic connections with and / or without adapter systems on the and / or the metal plate-shaped Base plates are attached.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system Claim 1, characterized in that the mechanical connection between the metal plate-shaped Base plate and the layer of aluminum or its alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins by means of screws and / or rivets u. Components.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that between the metal plate-shaped base plate and the layer of aluminum or its alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins a thermal paste and / or Heat conducting is integrated.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the metallic connection between the metal plate Base plate and the layer of aluminum or its alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins one of the methods of brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding is achieved.

Modular housing system for fanless display computers with heat pipe and with a multilayer cooling system integrated directly into the housing according to one of the preceding claims, thereby characterized in that the metal plate-shaped base plate is made of copper.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that when using a sheet metal part housing as Rack Enclosures the housing is made of copper sheet and / or copper sheet alloys and parts and / or one and / or more walls of the housing as a metal plate-shaped base plate for the Multi-layer heat sink wall serves.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that with a rack housing as a cast housing, the metal plate-shaped base plate is arranged on the inside and the outer wall at the same time the cooling fins and / or cooling fins has integrated.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that a profile frame construction of the housing and / or multiple walls as an independent Multilayer cooling systems are trained.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that in the case of a bent part housing and / or a cast housing made of metal and / or plastic on one and / or several outer walls and / or several multilayer cooling systems attached outside are, wherein one and / or more outer walls one and / or more recesses for the Attaching the passive cooling systems to the metal plate Have base plate.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that when the multilayer cooling system is arranged on the outside between the wall and the cooling system an insulating layer is integrated.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that as a heat pipe a heat pipe for Commitment comes.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the and / or the heat emitting end of the and / or heat pipes on the metal plate-shaped Base plate soldered on are.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the and / or the heat emitting end of the and / or the heat pipes soldered to a plate are the higher ones Thermal conductivity coefficient than aluminum.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the plate with the heat emitting End of the heat pipes mechanically and / or metallically connected to the metal plate-shaped base plate are.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the and / or the heat emitting end of the and / or the heat pipes by means of a mechanical adapter system mechanical and / or metallic on the metal plate-shaped base plate be attached.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the mechanical connection by means of Screws and / or rivets and / or threaded bushings and / or stud bolts u. Components.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the metallic connection by a the process of brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding is achieved.

Modular housing system for fanless display computers with heat pipe and with a multilayer cooling system integrated directly into the housing according to one of the preceding claims, thereby characterized in that the heat-absorbing end of the heat pipe is attached to the processor by means of an adapter system.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the heat absorbing end of the heat pipe on a heat absorbing Soldered plate is.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the heat-absorbing plate higher Thermal conductivity coefficient than aluminum.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the heat-absorbing plate by means of of a fastening system tight on the processor surface and is pressed without gaps.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the ratio of absorption of the heat emitting End of the heat pipe on the adapter plate and / or metal plate-shaped base plate to the heat-absorbing End in proportion Executed 2 to 1 is.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that between the processor surface and heat-absorbing Plate for better heat transfer a thermal paste is applied and / or a heat-conducting film is integrated.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that between adapter system for recording of the heat emitting End of the heat pipe and the metal plate-shaped Base plate for better heat transfer a thermal paste is applied and / or a heat-conducting film integrated becomes.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the housing system from the sub-housings display housing and Rack Enclosures consists.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the display housing is pivotally attached to the rack housing is.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the display case and the rack case are fixed are interconnected.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that the outer shape of the rack housing cuboid and / or has cylindrical and / or another possible cubic shape.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system Claim 1, characterized in that in the display housing Display unit, preferably integrated as a TFT display, and if necessary, the inverter and / or loudspeaker and / or further additional required components.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system Claim 1, characterized in that in addition to the rack housing the motherboard additional components such as hard disk and / or CD-ROM and / or power supply unit and / or additional cards are accommodated.

Modular housing system for fanless Display computer with heat pipe and with direct in the housing integrated multi-layer cooling system any of the preceding claims, characterized in that a filter glass pane to protect the display is used.