-
PRIORITÄTSANSPRUCH
-
HINTERGRUND
-
Mit den zunehmenden Anforderungen an bessere Prozessorleistungen nimmt die Wärmeverlustleistung von IC-Chips und solche Chips enthaltenden Modulen weiterhin zu. Dieser Trend stellt eine Herausforderung für das Kühlen sowohl auf der Modul- als auch auf der Systemebene dar. Um Hochleistungsmodule auf effiziente Weise zu kühlen und um die Temperatur der in das Computerzentrum ausgestoßenen Luft zu begrenzen, werden erhöhte Luftstromgeschwindigkeiten benötigt.
-
In vielen großen Serveranwendungen werden Prozessoren, zusammen mit ihrer dazugehörigen Elektronik (z.B. Speicher, Plattenlaufwerke, Netzteile, usw.) in entnehmbare Einschubkonfigurationen gepackt, die in ein Gestell oder einen Rahmen gestapelt werden. In anderen Fällen kann sich die Elektronik an festen Orten in dem Gestell oder Rahmen befinden. Normalerweise werden die Komponenten mit Luft gekühlt, die sich auf parallelen Luftstromwegen, für gewöhnlich von der Vorder- zur Rückseite, bewegt, was durch eine oder mehrere Luftbewegungseinheiten (z.B. Ventilatoren oder Gebläse) bewirkt wird. In einigen Fällen kann der erhöhten Stromverlustleistung in einem einzelnen Einschub durch Bereitstellen eines größeren Luftstroms, durch Verwenden einer leistungsstärkeren Luftbewegungseinheit oder durch Erhöhen der Drehgeschwindigkeit (d.h. der U/min) einer vorhandenen Luftbewegungseinheit begegnet werden. Auf Gestellebene im Kontext einer Computerinstallation (d.h. eines Datenzentrums) erweist sich dieser Ansatz jedoch als problematisch.
-
Die von der das Gestell verlassenden Luft mitgeführte empfindliche Wärmebelastung beeinträchtigt die Fähigkeit der Raumluft-Konditioniereinheit zum effektiven Behandeln der Wärmebelastung. Dies gilt insbesondere für große Installationen mit „Server-Farmen“ oder großen Bänken an Computergestellen, die nahe beieinander platziert sind. Bei solchen Installationen erscheint Flüssigkühlung (z.B. Wasserkühlung) als attraktive Technologie, um die erhöhten Wärmeströme zu behandeln. Die Flüssigkeit absorbiert die von den Komponenten/Modulen abgeführte Wärme auf effiziente Weise. Normalerweise wird die Wärme letztendlich von der Flüssigkeit an eine Außenumgebung übertragen, bei der es sich um Luft oder eine andere Flüssigkeit handeln kann.
-
Die
US 2012 / 0 106 071 A1 offenbart ein Flüssigkeitskühlsystem und die dazugehörige Anschlussbaugruppe für ein elektronisches Bauteil, wie z. B. einen Multiprozessor-Computer, zum Ermöglichen von Anschluss- und Trennvorgängen auf kleinem Raum, ohne die damit verbundenen Komponenten eines elektronischen Geräts, Computers oder Kühlsystems zu beschädigen. Eine beispielhafte Anschlussbaugruppe umfasst eine Verteilerhalterung mit einem Anschluss, der in Fluidverbindung mit einem Verteilerrohr steht. Ein Verbindungsstück ist so dimensioniert und konfiguriert, dass es mit dem Anschluss zusammenpasst und in Fluidverbindung mit verknüpften Kühlrohren einer Kühlplatte steht. Ein Riegel ist schwenkbar an der Verteilerhalterung angebracht, um sich in und zwischen einer ersten Position, in der der Riegel das Verbindungsstück an der Verteilerhalterung sichert, und einer zweiten Position, in der das Verbindungsstück von der Verteilerhalterung gelöst werden kann, zu bewegen.
-
Die
US 2005 / 0 243 517 A1 offenbart eine Vorrichtung, umfassend ein zylindrisches Rohrscharnier, das sich um zwei Segmente eines starren oder halbstarren Rohrs erstreckt und diese miteinander verbindet und eine Drehbewegung eines Segments relativ zum anderen um eine Drehachse ermöglicht.
-
Die
US 2009 / 0 225 513 A1 offenbart eine Kühltüranordnung, umfassend einen Rahmen und eine mit dem Rahmen verbundene Kühltür. Die Kühltür beinhaltet einen oder mehrere Wärmetauscher. Der Rahmen ist so konfiguriert, dass er an der Rückseite eines Server-Racks oder eines anderen Elektronikgehäuses so montiert werden kann, dass die Kühltür geöffnet werden kann, um den Zugang zu den Elektronikservern innerhalb des Server-Racks zu ermöglichen, während eine Fluidverbindung zu einem externen Kühlsystem beibehalten wird. Der Rahmen ist mit dem externen Kühlsystem verbunden und die Kühltür beinhaltet Drehgelenke, die so konfiguriert sind, dass sie einen Fluidweg zwischen der Kühltür und dem Rahmen bereitstellen. Auf diese Weise bleibt der Rahmen in einer festen Position, während die Kühltür so konfiguriert ist, dass sie sich relativ zum Rahmen drehen kann, um sich zu öffnen und zu schließen, während der Fluidweg durch das Drehgelenk beibehalten wird.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Zu den der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben gehört das Bereitstellen einer Kühlvorrichtung, die ein Ablösen einer von einem Kühlmittel gekühlten Struktur von einer entsprechenden Elektronik-Komponente bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der fluiden Verbindung dieser Struktur mit einem drehbaren Abschnitt des Kühlmittelverteilers ermöglicht. Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
In einem Aspekt wird hierin eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: wenigstens eine kühlmittelgekühlte Anordnung, die so konfiguriert ist, dass sie an wenigstens einer zu kühlenden Elektronikkomponente befestigt ist; wenigstens eine Kühlmittelleitung; und wenigstens einen Kühlmittelverteiler, der wenigstens einen drehbaren Verteilerabschnitt aufweist. Eine kühlmittelgekühlte Anordnung der wenigstens einen kühlmittelgekühlten Anordnung weist wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal auf, und eine Kühlmittelleitung der wenigstens einen Kühlmittelleitung ist mittels Flüssigkeitsübertragung mit dem wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal der kühlmittelgekühlten Anordnung verbunden. Die eine Kühlmittelleitung ist des Weiteren mittels Flüssigkeitsübertragung mit einem jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitt des wenigstens einen drehbaren Verteilerabschnittes verbunden, um Fließen von Kühlmittel durch den wenigstens einen kühlmittelgekühlten Kanal der einen kühlmittelgekühlten Anordnung zu ermöglichen. Der jeweilige drehbare Verteilerabschnitt ist in Bezug auf einen anderen Abschnitt des Kühlmittelverteilers drehbar, um ein Lösen der einen kühlmittelgekühlten Anordnung von einer jeweiligen Elektronikkomponente der wenigstens einen Elektronikkomponente zu ermöglichen, während die eine kühlmittelgekühlte Anordnung durch die eine Kühlmittelleitung mit dem jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitt in Flüssigkeitsübertragung gehalten wird.
-
In einem weiteren Aspekt wird hierin ein gekühltes Elektroniksystem bereitgestellt, das wenigstens eine Elektronikkomponente und eine an der wenigstens einen Elektronikkomponente befestigte Kühlvorrichtung aufweist. Die Kühlvorrichtung ermöglicht Abführen von Wärme von der wenigstens einen Elektronikkomponente und weist auf: wenigstens eine kühlmittelgekühlte Anordnung, die an der wenigstens einen Elektronikkomponente befestigt ist; wenigstens eine Kühlmittelleitung; und wenigstens einen Kühlmittelverteiler, der wenigstens einen drehbaren Kühlmittelabschnitt aufweist. Eine kühlmittelgekühlte Anordnung der wenigstens einen kühlmittelgekühlten Anordnung weist wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal auf, und eine Kühlmittelleitung der wenigstens einen Kühlmittelleitung ist mittels Flüssigkeitsübertragung mit dem wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal der kühlmittelgekühlten Anordnung verbunden. Die eine Kühlmittelleitung ist des Weiteren mittels Flüssigkeitsübertragung mit einem jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitt des wenigstens einen drehbaren Verteilerabschnittes verbunden, um Fließen von Kühlmittel durch den wenigstens einen kühlmittelgekühlten Kanal der wenigstens einen kühlmittelgekühlten Anordnung zu ermöglichen. Der jeweilige drehbare Verteilerabschnitt ist in Bezug auf einen anderen Abschnitt des Kühlmittelverteilers drehbar, um ein Lösen der einen kühlmittelgekühlten Anordnung von einer jeweiligen Elektronikkomponente der wenigstens einen Elektronikkomponente zu ermöglichen, während die kühlmittelgekühlte Anordnung über die eine Kühlmittelleitung in Flüssigkeitsübertragung mit dem jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitt gehalten wird.
-
In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Ermöglichen von Kühlen von wenigstens einer Elektronikkomponente bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Bereitstellen wenigstens einer kühlmittelgekühlten Anordnung, die so konfiguriert ist, dass sie an der wenigstens einen zu kühlenden Elektronikkomponente befestigt ist, wobei eine kühlmittelgekühlte Anordnung der wenigstens einen kühlmittelgekühlten Anordnung wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal aufweist; Bereitstellen wenigstens einer Kühlmittelleitung, wobei eine Kühlmittelleitung der wenigstens einen Kühlmittelleitung mittels Flüssigkeitsübertragung mit dem wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal der kühlmittelgekühlten Anordnung verbunden ist; und Bereitstellen wenigstens eines Kühlmittelverteilers, der wenigstens einen drehbaren Verteilerabschnitt aufweist, wobei die eine Kühlmittelleitung mittels Flüssigkeitsübertragung mit einem jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitt des wenigstens einen drehbaren Verteilerabschnittes verbunden ist, um Fließen von Kühlmittel durch den wenigstens einen Kühlmittel transportierenden Kanal der kühlmittelgekühlten Anordnung zu ermöglichen, wobei der jeweilige drehbare Verteilerabschnitt in Bezug auf einen anderen Abschnitt des wenigstens einen Kühlmittelverteilers drehbar ist, um ein Lösen der einen kühlmittelgekühlten Anordnung von einer jeweiligen Elektronikkomponente des wenigstens einen Elektronikbauteils zu ermöglichen, während die eine kühlmittelgekühlte Anordnung durch die eine Kühlmittelleitung in Flüssigkeitsübertragung mit einen jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitt gehalten wird.
-
Mit den Techniken der vorliegenden Erfindung werden weitere Merkmale und Vorteile umgesetzt. Weitere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung werden ausführlich hierin beschrieben und bilden einen Bestandteil der beanspruchten Erfindung.
-
Figurenliste
-
Ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden besonders hervorgehoben und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung eindeutig als Beispiele beansprucht. Die vorstehenden sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
- 1 eine Ausführungsform eines herkömmlichen Podestbodenlayouts eines luftgekühlten Datenzentrums darstellt;
- 2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines wenigstens teilweise flüssiggekühlten Elektronikgestells darstellt, das mehrere Elektronikteilsysteme gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung aufweist;
- 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Elektronikgestells ist, wobei gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung ein Elektronikmodul (oder eine Elektronikkomponente) mit einem Systemkühlmittel (das von einer oder mehreren in dem Elektronikgestell angeordneten Kühlmittelkonditioniereinheiten bereitgestellt wird,) flüssiggekühlt wird, das durch eine mit dem Elektronikmodul verbundene flüssiggekühlte Anordnung hindurchfließt;
- 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kühlmittelkonditioniereinheit zeigt, die gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung in einem flüssiggekühlten Elektronikgestell angeordnet ist;
- 5 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Layouts eines Elektronikteilsystems ist, die ein Luft- und Flüssigkeitskühlsystem zum Kühlen von Komponenten des Elektronikteilsystems gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 6 eine ausführlich dargestellte Ausführungsform eines Layouts eines teilweise zusammengebauten Elektronikteilsystems zeigt, wobei das Elektronikteilsystem acht aktiv zu kühlende wärmeerzeugende Elektronikkomponenten aufweist, von denen jedes eine jeweilige flüssiggekühlte Anordnung eines damit verbundenen flüssigkeitsbasierten Kühlsystems gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung aufweist;
- 7A eine Ausführungsform einer Kühlvorrichtung darstellt, die mehrere kühlmittelgekühlte Anordnungen sowie Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsverteiler jeweils mit mehreren drehbaren Verteilerabschnitten gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung aufweist;
- 7B eine Querschnittsdarstellung eines Teils des Kühlmittelversorgungsverteilers oder Kühlmittelrückführungsverteilers von 7A ist und angrenzende drehbare Verteilerabschnitte veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung über eine jeweilige Schwenkverschraubung miteinander verbunden sind;
- 8A eine alternative Ausführungsform einer Kühlvorrichtung darstellt, die einen integrierten Kühlmittelverteiler aufweist, der mit mehreren drehbaren Verteilerabschnitten gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung dargestellt wird;
- 8B die Kühlvorrichtung von 8A darstellt, bei der ein drehbarer Verteilerabschnitt um 90 Grad gedreht ist, um gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung die verbundene kühlmittelgekühlte Anordnung von ihrer/n jeweiligen Elektronikkomponente/n zu lösen;
- 8C eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des integrierten Kühlmittelverteilers aus den 8A und 8B gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung ist;
- 8D eine isometrische Darstellung eines drehbaren Abschnittes des integrierten Kühlmittelverteilers der 8A bis 8C gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung ist;
- 8E eine isometrische Querschnittsdarstellung des drehbaren Verteilerabschnittes von 8D ist, die entlang der Linie 8E-8E davon aufgenommen wurde, gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung;
- 8F eine Seitenansicht des drehbaren Verteilerabschnittes von 8D gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung ist;
- 8G eine Querschnittsdarstellung des drehbaren Verteilerabschnittes von 8F ist, die entlang der Linie 8G-8G davon aufgenommen wurde, gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung; und
- 8H eine Querschnittsdarstellung eines Teils des integrierten Kühlmittelverteilers der 8A bis 8C ist und aneinander angrenzende drehbare Verteilerabschnitte gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt, die mittels Flüssigkeitsübertragung miteinander verbunden sind.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
In ihrer hierin verwendeten Form werden die Begriffe „Elektronikgestell“, und „eine auf einem Gestell montierte elektronische Ausrüstung“ austauschbar verwendet und umfassen, sofern nichts Anderes festgelegt ist, ein beliebiges Gehäuse, einen Rahmen, ein Gestell, ein Fach, ein Blade-Server-System usw. mit einer oder mehreren wärmeerzeugenden Komponenten eines Computersystems oder elektronischen Systems, und es kann sich dabei beispielsweise um einen Standalone-Computerprozessor mit einer hohen, mittleren oder niedrigen Verarbeitungskapazität handeln. In einer Ausführungsform kann ein Elektronikgestell mehrere Elektroniksysteme aufweisen. „Elektronikteilsystem“ bezieht sich auf jedes beliebige untergeordnete Gehäuse, Blade, einen Block, einen Einschub, einen Knoten, ein Fach usw. eines Elektronikgestells mit einer oder mehreren darin oder darauf angeordneten wärmeerzeugenden Elektronikkomponenten. Ein Elektronikteilsystem eines Elektronikgestells kann in Bezug auf das Elektronikgestell fest oder beweglich angeordnet sein, wobei es sich bei den auf dem Gestell montierten Einschüben mit Elektronik einer Einheit mit mehreren Gestellen und deren Blades eines Blade-Center-Systems um zwei Beispiele von zu kühlenden Teilsystemen eines Elektronikgestells handelt. In einem konkreten Beispiel bezieht sich „Elektronikteilsystem“ auf ein Elektroniksystem, das mehrere unterschiedliche Typen von Elektronikkomponenten aufweist und in einem Beispiel ein Server-Knoten eines Gestells mit mehreren Servern sein kann.
-
„Elektronikkomponente“ bezieht sich auf jede beliebige wärmeerzeugende Elektronikkomponente von beispielsweise einem Computersystem oder einer anderen Elektronikeinheit, die gekühlt werden muss. Im Sinne eines Beispiels kann eine Elektronikkomponente einen oder mehrere IC-Halbleiterchips und/oder andere zu kühlende Elektronikeinheiten, unter anderem einen oder mehrere Prozessor-Halbleiterchips, Speicher-Halbleiterchips und Speicher-Support-Halbleiterchips aufweisen. Als weiteres Beispiel kann eine Elektronikkomponente einen oder mehrere Halbleiterchips ohne Gehäuse oder einen oder mehrere Halbleiterchips mit Gehäuse aufweisen, die auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. In ihrer hierin verwendeten Form bezieht sich „primäre wärmeerzeugende Komponente“ auf eine primäre wärmeerzeugende Elektronikkomponente in einem Elektronikteilsystem, wohingegen sich „sekundäre wärmeerzeugende Komponente“ auf eine Elektronikkomponente des Elektronikteilsystems bezieht, die weniger Wärme als die zu kühlende primäre wärmeerzeugende Komponente erzeugt. Des Weiteren beziehen sich, sofern hierin nichts Anderslautendes festgelegt ist, die Begriffe „flüssiggekühlte Anordnung“ oder „flüssiggekühlte kalte Platte“ auf jede beliebige wärmeleitfähige Anordnung mit einem oder mehreren darin oder darauf ausgebildeten Kanälen oder Durchlässen, so dass ein Flüssigkühlmittel hindurchfließen kann. Zusätzlich dazu bezieht sich „stoffschlüssige Verbindung“ auf zwei Komponenten, die mit einem jeden beliebigen Mittel miteinander verschweißt, hart- oder weichverlötet sind.
-
In seiner hierin verwendeten Form kann ein „Flüssigkeit/Flüssigkeit-Wärmetauscher“ beispielsweise einen oder mehrere Kühlmittelwege, die aus wärmeleitfähigem Rohrleitungsmaterial (wie beispielsweise Kupfer oder einem anderen Rohrleitungsmaterial) gebildet sind, aufweisen, die miteinander in thermischem oder mechanischem Kontakt sind. Die Größe, Konfiguration und Konstruktion des Flüssigkeit/Flüssigkeit-Wärmetauschers kann variieren, ohne dabei vom Schutzumfang der hierin offenbarten Erfindung abzuweichen. Des Weiteren bezieht sich „Datenzentrum“ auf eine Computerinstallation, die ein oder mehrere zu kühlende Elektronikgestelle aufweist. Als ein konkretes Beispiel kann ein Datenzentrum eine oder mehrere Reihen an auf Gestellen montierten Datenverarbeitungseinheiten, wie beispielsweise Server-Einheiten aufweisen.
-
Ein Beispiel eines Flüssigkühlmittels (beispielsweise die im Folgenden beschriebenen Anlagen- oder Systemkühlmittel) ist Wasser. Dennoch werden die hierin offenbarten Konzeptionen auch ohne weiteres an eine Verwendung mit anderen Arten von Kühlmitteln angepasst. So umfassen beispielsweise unter Beibehaltung der Vorteile und einzigartigen Merkmale der vorliegenden Erfindung das eine oder die mehreren der Kühlmittel einen Frostschutz, eine Fluorkohlenwasserstoffflüssigkeit, ein flüssiges Metall oder ein anderes ähnliches Kühlmittel oder Kältemittel.
-
Im Folgenden wird Bezug auf die Zeichnungen genommen (die im Sinne eines besseren Verständnisses der Erfindung nicht maßstabsgerecht gezeichnet sind), in denen gleiche Bezugszahlen, die durch die verschiedenen Figuren hinweg verwendet werden, die gleichen oder ähnliche Komponenten bezeichnen.
-
1 stellt ein für den Stand der Technik typisches Podestbodenlayout eines luftgekühlten Datenzentrums 100 dar, in dem mehrere Elektronikgestelle 110 in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. Ein Datenzentrum wie das in 1 dargestellte kann mehrere hundert oder sogar mehrere tausend Mikroprozessoren beherbergen. In der veranschaulichten Anordnung tritt gekühlte Luft über Lochbodenplatten 160 von einem Kaltluftdepot 145, das zwischen dem Podestboden 140 und einem Grund- oder Unterboden 165 des Raums ausgebildet ist, in das Datenzentrum ein. Gekühlte Luft wird über jalousienartige Abdeckungen an Lufteintrittsseiten 120 der Elektronikgestelle eingeführt und über die Rückseite (d.h. die Luftaustrittsseiten 130) der Elektronikgestelle wieder hinausgestoßen. Jedes Elektronikgestell 110 kann eine oder mehrere Luftbewegungseinheiten (z.B. Ventilatoren oder Gebläse) aufweisen, um einen erzwungenen Luftstrom vom Lufteintritt zum Luftaustritt zum Kühlen der elektronischen Einheiten in dem/den Teilsystem(en) des Elektronikgestelles bereitzustellen. Das Zuluftdepot 145 stellt den Lufteintrittsseiten der Elektronikgestelle konditionierte und gekühlte Luft über Lochbodenplatten 160 bereit, die in einem „kalten“ Gang des Datenzentrums angeordnet sind. Die konditionierte und gekühlte Luft wird dem Depot 145 durch eine oder mehrere Luftkonditioniereinheiten 150 zugeführt, die ebenfalls in dem Datenzentrum 100 angeordnet sind. Raumluft wird in jede Luftkonditioniereinheit 150 nahe eines oberen Abschnittes davon aufgenommen. Diese Raumluft kann zum Teil Abluft aus den „heißen“ Gängen der Computerinstallation aufweisen, die beispielsweise durch gegenüberliegende Luftaustrittsseiten 130 der Elektronikgestelle 110 gebildet werden.
-
Mit den wachsenden Anforderungen an Luftströme durch Elektronikgestelle und aufgrund der Tatsache, dass die Luftverteilung in einer typischen Datenzentruminstallation an ihre Grenzen stößt, wird die flüssigkeitsbasierte Kühlung mit herkömmlicher Luftkühlung kombiniert. Die 2 bis 6 veranschaulichen eine Ausführungsform einer Datenzentrumimplementierung, die ein flüssigkeitsgestütztes Kühlsystem mit einer oder mehreren kalten Platten verwendet, die mit in den Elektronikgestellen angeordneten hochwärmeerzeugenden Elektronikkomponenten verbunden sind.
-
2 stellt eine Ausführungsform eines zum Teil flüssiggekühlten Elektronikgestells 200 dar. Wie dies veranschaulicht ist, weist das flüssiggekühlte Elektronikgestell 200 eine Vielzahl von Elektronikteilsystemen 210 auf, bei denen es sich um Prozessor- oder Server-Knoten handeln kann. Ein Großleistungsregler 220 ist an einem oberen Abschnitt des flüssiggekühlten Elektronikgestells 200 angeordnet dargestellt, und zwei Kühlmittelkonditioniereinheiten (CCUs) 230 sind in einem unteren Abschnitt des flüssiggekühlten Elektronikgestells angeordnet. Für die hierin beschriebenen Ausführungsformen wird angenommen, dass es sich bei dem Kühlmittel um Wasser oder eine wässrige Lösung (lediglich im beispielhaften Sinne) handelt.
-
Zusätzlich zu den CCUs 230 weist das Kühlsystem einen Systemwasser-Versorgungsverteiler 231, einen Systemwasser-Rückführungsverteiler 232, und Verteiler/Knoten-Flüssigkeitsverbindungsschläuche 233 zum Verbinden des Systemwasser-Versorgungsverteilers 231 mit den Elektronikteilsystemen 210 sowie Verteiler/Knoten-Flüssigkeitsverbindungsschläuche 234 zum Verbinden der einzelnen Elektronikteilsysteme mit dem Systemwasser-Rückführungsverteiler 232 auf. Jede CCU 230 ist über einen jeweiligen Systemwasser-Versorgungsschlauch 235 mit dem Systemwasser-Versorgungsverteiler 231 verbunden, und jede CCU 230 ist mittels Flüssigkeitsübertragung über einen jeweiligen Systemwasser-Rückführungsschlauch 236 mit dem Systemwasser-Rückführungsverteiler 232 verbunden.
-
Wie dies veranschaulicht wird, wird ein Teil der Wärmebelastung des Elektronikteilsystems von dem Systemwasser an kühleres Anlagenwasser übertragen, das von der Anlagenwasser-Versorgungsleitung 240 und der Anlagenwasser-Rückführungsleitung 241 bereitgestellt wird, die in der veranschaulichten Ausführungsform in dem Raum zwischen einem Podestboden 201 und einem Unterboden 202 angeordnet sind.
-
3 veranschaulicht schematisch die Funktionsweise des Kühlsystems von 2, wobei eine flüssiggekühlte kalte Platte 300 mit einem Elektronikmodul 301 eines Elektronikteilsystems 210 in dem flüssiggekühlten Elektronikgestell 200 verbunden dargestellt ist. Über das Systemkühlmittel, das über die Pumpe 320 durch die kalte Platte 300 in dem Systemkühlmittelkreislauf zirkuliert, der aus dem Flüssigkeit/Flüssigkeit-Wärmetauscher 321 der Kühlmittelkonditioniereinheit 230, den Leitungen 322, 323 und der kalten Platte 300 gebildet ist, wird Wärme von dem Elektronikmodul 301 abgeführt. Der Systemkühlmittelkreislauf und die Kühlmittelkonditioniereinheit sind so ausgelegt, dass sie dem/den Elektronikmodul/en Kühlmittel bei einer kontrollierten Temperatur und einem kontrollierten Druck sowie mit einer kontrollierten chemischen Zusammensetzung und Sauberkeit bereitstellen. Des Weiteren ist das Systemkühlmittel physisch von dem weniger kontrollierten Anlagenkühlmittel in den Leitungen 240, 241 getrennt, an die die Wärme letztendlich übertragen wird.
-
4 stellt eine ausführlichere Ausführungsform einer Kühlmittelkonditioniereinheit 230 dar. Wie dies in 4 dargestellt ist, weist die Kühlmittelkonditioniereinheit 230 einen ersten Kühlmittelkreislauf auf, in dem gekühltes Anlagenkühlmittel bereitgestellt wird 410 und durch ein von einem Motor 425 angetriebenes Steuerventil 420 hindurchfließt. Das Ventil 420 bestimmt eine Menge an Anlagenkühlmittel, das durch den Wärmetauscher 321 hindurchgeleitet werden soll, wobei ein Teil des Anlagenkühlmittels möglicherweise direkt über eine Bypass-Drossel 435 zurückgeführt wird. Die Kühlmittelkonditioniereinheit weist des Weiteren einen zweiten Kühlmittelkreislauf mit einem Vorratsbehälter 440 auf, von dem Systemkühlmittel entweder von der Pumpe 450 oder der Pumpe 451 in den Wärmetauscher 321 zum Konditionieren und Ausgeben als gekühltes Systemkühlmittel daraus für das zu kühlende Elektronikgestell gepumpt wird. Das gekühlte Systemkühlmittel wird über den Systemwasser-Versorgungsschlauch 235 und den Systemwasser-Rückführungsschlauch 236 dem Systemwasser-Versorgungsverteiler und dem Systemwasser-Rückführungsverteiler bereitgestellt.
-
5 stellt eine Ausführungsform eines Komponentenlayouts eines Elektronikteilsystems 513 dar, bei dem eine oder mehrere Luftbewegungseinheiten 511 einen erzwungenen Luftstrom 515 zum Kühlen von mehreren Komponenten 512 in dem Elektronikteilsystem 513 bereitstellen. Über eine Vorderseite 531 wird kühle Luft eingezogen und über eine Rückseite 533 des Einschubes ausgestoßen. Die mehreren zu kühlenden Komponenten umfassen mehrere Prozessormodule, die mit flüssiggekühlten kalten Platten 520 (eines flüssigkeitsbasierten Kühlsystems) verbunden sind, ebenso wie mehrere Anordnungen von Speichermodulen 530 (z.B. DIMM-Module) und mehrere Reihen an Speicher-Support-Modulen 532 (z.B. DIMM-Steuermodule), die mit luftgekühlten Kühlkörpern verbunden sind. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Speichermodule 530 und die Speicher-Support-Module 532 teils in der Nähe der Vorderseite 531 des Elektronikteilsystems 513 und teils in der Nähe der Rückseite 533 des Elektronikteilsystems 513 angeordnet. Darüber hinaus werden in der Ausführungsform von 5 Speichermodule 530 und Speicher-Support-Module 532 durch einen Luftstrom 515 über dem Elektronikteilsystem gekühlt.
-
Das veranschaulichte flüssigkeitsbasierte Kühlsystem weist des Weiteren mehrere Kühlmittel transportierende Rohrleitungen auf, die mit flüssiggekühlten kalten Platten 520 verbunden sind und in Flüssigkeitsübertragung zu ihnen stehen. Die Kühlmittel transportierenden Rohrleitungen weisen Gruppen aus Kühlmittel transportierenden Rohrleitungen auf, wobei jede Gruppe (beispielsweise) eine Kühlmittelversorgungsrohrleitung 540, eine Überbrückungsrohrleitung 541 und eine Kühlmittelrückführungsrohrleitung 542 aufweist. In diesem Beispiel stellt jede Gruppe aus Rohrleitungen einem in Reihe geschalteten Paar an kalten Platten 520 (die mit einem Paar an Prozessormodulen verbunden sind) ein flüssiges Kühlmittel bereit. Über die Kühlmittelversorgungsrohrleitung 540 fließt Kühlmittel in eine erste kalte Platte eines jeden Paares und von der ersten kalten Platte über die Überbrückungsrohrleitung oder eine Überbrückungsleitung 541, die wärmeleitfähig sein kann oder nicht, in eine zweite kalte Platte des Paares. Von der zweiten kalten Platte des Paares wird das Kühlmittel über die jeweilige Kühlmittelrückführungsrohrleitung 542 zurückgeführt.
-
6 stellt auf ausführlichere Weise ein alternatives Layout eines Elektronikgestells dar, das acht Prozessormodule aufweist, von denen jedes eine jeweilige flüssiggekühlte kalte Platte eines mit ihr verbundenen flüssigkeitsbasierten Kühlsystems aufweist. Das flüssigkeitsbasierte Kühlsystem wird des Weiteren mit dazugehörigen Kühlmittel transportierenden Rohrleitungen, um Fließen eines flüssigen Kühlmittels durch die flüssiggekühlten kalten Platten zu ermöglichen, und einer Verteilerunterbaugruppe dargestellt, die ein Verteilen eines flüssigen Kühlmittels zu den flüssiggekühlten kalten Platten und von ihnen zurück ermöglicht. Im Sinne eines konkreten Beispiels handelt es sich bei dem durch das flüssigkeitsbasierte Kühlsystem hindurchfließenden Flüssigkühlmittel um gekühltes Wasser.
-
Wie dies bereits erwähnt wurde, weisen Flüssigkühlmittel bei der Aufgabe des Abführens von Wärme von den wärmeerzeugenden Elektronikkomponenten eines Elektroniksystems eine signifikant bessere Leistung als Luft auf und halten dadurch die Komponenten für eine verbesserte Zuverlässigkeit und Leistung in Spitzenzeiten (Peak Performance) auf effektivere Weise bei einer wünschenswerten Temperatur. Bei der Entwicklung und dem Einsatz von flüssigkeitsbasierten Kühlsystemen erweist es sich als vorteilhaft, Systeme zu entwerfen, die Zuverlässigkeit maximieren und die Möglichkeit von Leckagen minimieren und dabei alle anderen mechanischen, elektrischen und chemischen Anforderungen einer gegebenen Elektroniksystemimplementierung erfüllen. Diese robusteren Kühlsysteme weisen ihre ganz eigenen Probleme hinsichtlich ihrer Montage und Implementierung auf. So besteht beispielsweise eine Montagelösung in dem Verwenden von mehreren Rohrverbindungsstücken in dem Elektroniksystem, sowie in dem Verwenden von Kunststoff- oder Gummirohrmaterial zum Verbinden von Verteilern, kalten Platten, Pumpen und anderen Komponenten. Solch eine Lösung erfüllt jedoch möglicherweise nicht die Anforderungen an das Design.
-
Dementsprechend wird hierin in einem Aspekt ein robustes, flüssigkeitsgestütztes Kühlsystem bereitgestellt, das speziell als monolithische Anordnung für ein Positionieren in einem bestimmten Elektronikgestell vorkonfiguriert und vorgefertigt wird.
-
6 ist eine isometrische Darstellung einer Ausführungsform eines Elektronikeinschubes und eines monolithischen Kühlsystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Serverplatinenanordnung weist eine Mehrschichtleiterplatte auf, auf der Sockel von DIMM-Speichern (Dual Inline Memory Modul) sowie verschiedene zu kühlende Elektronikkomponenten sowohl physisch als auch elektrisch befestigt sind. In dem dargestellten Kühlsystem wird ein Versorgungsverteiler zum Verteilen von Flüssigkühlmittel von einem einzelnen Einlass an mehrere parallele Kühlmittelfließwege bereitgestellt, und ein Rückführungsverteiler führt das von den mehreren parallelen Kühlmittelfließwegen ausgegebene Kühlmittel in einen einzelnen Austritt. Jeder parallele Kühlmittelfließweg weist eine oder mehrere kalte Platten in einer in Reihe geschalteten Fließanordnung auf, um Kühlen von einer oder mehreren Elektronikkomponenten zu ermöglichen, mit denen die kalten Platten mechanisch und thermisch verbunden sind. Die Anzahl von parallelen Wegen und die Anzahl von in Reihe geschalteten flüssiggekühlten kalten Platten hängt beispielsweise von der gewünschten Temperatur der Einheiten, der vorhandenen Kühlmitteltemperatur und der Kühlmittelfließgeschwindigkeit sowie der Gesamtwärmebelastung ab, die von einer jeden Elektronikkomponente abgegeben wird.
-
Genauer gesagt, stellt 6 ein teilweise zusammengebautes Elektronikteilsystem 613 und ein zusammengebautes flüssigkeitsbasiertes Kühlsystem 615 dar, das mit zu kühlenden primären wärmeerzeugenden Komponenten (z.B. unter anderem Prozessor-Halbleiterchips) verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist das Elektroniksystem für (oder als) ein Elektronikeinschub eines Elektronikgestells konfiguriert und weist im Sinne eines Beispiels ein Trägersubstrat oder eine Systemplatine 605, eine Vielzahl von Speichermodulsockeln 610 (wobei die Speichermodule (z.B. DIMMs) nicht dargestellt sind), mehrere Reihen an Speicher-Support-Modulen 632 (von denen jedes mit einem luftgekühlten Kühlkörper 634 verbunden ist) und mehrere Prozessormodule (nicht dargestellt) auf, die unter den flüssiggekühlten kalten Platten 620 des flüssigkeitsbasierten Kühlsystems 615 angeordnet sind.
-
Zusätzlich zu den flüssiggekühlten kalten Platten 620 weist das flüssigkeitsbasierte Kühlsystem 615 mehrere Kühlmittel transportierende Rohrleitungen, einschließlich Kühlmittelversorgungsrohrleitungen 640 und Kühlmittelrückführungsrohrleitungen 642 in Flüssigkeitsübertragung mit den jeweiligen flüssiggekühlten kalten Platten 620 auf. Die Kühlmittel transportierenden Rohrleitungen 640, 642 sind des Weiteren mit einer Verteilerrohr (oder Verteiler) -unterbaugruppe 650 verbunden, die Verteilen von Flüssigkühlmittel an die Kühlmittelversorgungsrohrleitungen und Rückführen von Flüssigkühlmittel von den Kühlmittelrückführungsrohrleitungen 642 ermöglicht. In dieser Ausführungsform sind die mit den Speicher-Support-Modulen 632 nahe der Vorderseite 631 des Elektronikeinschubes 613 verbundenen luftgekühlten Kühlkörper 634 kürzer in der Höhe als die mit den Speicher-Support-Modulen 632 näher bei der Rückseite 633 des Elektronikeinschubes 613 verbundenen luftgekühlten Kühlkörper 634'. Dieser Größenunterschied ist durch das Unterbringen der Kühlmittel transportierenden Rohrleitungen 640, 642 bedingt, da sich in dieser Ausführungsform die Verteilerunterbaugruppe 650 an der Vorderseite 631 des Elektronikeinschubs 632 des Elektronikgestells und die mehreren flüssiggekühlten kalten Platten 620 in der Mitte des Einschubs befinden.
-
Das flüssigkeitsbasierte Kühlsystem 615 weist eine vorkonfigurierte monolithische Anordnung auf, die mehrere (vormontierte) flüssiggekühlte kalte Platten 620 aufweist, die so konfiguriert und in Abständen angeordnet sind, dass sie mit den jeweiligen wärmeerzeugenden Elektronikeinheiten einrasten. Jede flüssiggekühlte kalte Platte 620 weist in dieser Ausführungsform einen Flüssigkühlmitteleinlass und einen Flüssigkühlmittelauslass ebenso wie eine Befestigungsunterbaugruppe (d.h. eine Baugruppe einer kalten Platte/eines Lastarms) auf. Jede Befestigungsunterbaugruppe wird zum Verbinden ihrer jeweiligen flüssiggekühlten kalten Platte 620 mit der dazugehörigen Elektronikkomponente verwendet, um die Baugruppen bestehend aus kalter Platte und Elektronikeinheit zu bilden. An den Seiten der kalten Platte sind Ausrichtungsöffnungen (d.h. Durchgangsbohrungen) bereitgestellt, um während des Montageprozesses Führungsstifte oder Passstifte aufzunehmen. Zusätzlich dazu sind Steckverbindungen (oder Führungsstifte) in der Befestigungsunterbaugruppe vorhanden, die das Verwenden der Befestigungsbaugruppe ermöglichen.
-
Wie dies in 6 dargestellt ist, weist die Verteilerunterbaugruppe 650 zwei Flüssigkeitsverteiler, d.h. einen Kühlmittelversorgungsverteiler 652 und einen Kühlmittelrückführungsverteiler 654 auf, die in einer Ausführungsform mittels Halteklammern miteinander verbunden sind. In der monolithischen Kühlanordnung von 6 ist der Kühlmittelversorgungsverteiler 652 stoffschlüssig und mittels Flüssigkeitsübertragung mit der Kühlmittelversorgungsrohrleitung 640 verbunden, während der Kühlmittelrückführungsverteiler 654 stoffschlüssig und mittels Flüssigkeitsübertragung mit jeder Kühlmittelrückführungsrohrleitung 642 verbunden ist. Von der Verteilerunterbaugruppe erstrecken sich ein einzelner Kühlmitteleinlass 651 und ein einzelner Kühlmittelauslass 653, um eine Verbindung zwischen den Kühlmittelversorgungs- und den Kühlmittelrückführungsverteilern (nicht dargestellt) herzustellen.
-
6 stellt des Weiteren eine Ausführungsform der vorkonfigurierten Kühlmittel transportierenden Rohrleitungen dar. Zusätzlich zu den Kühlmittelversorgungsrohrleitungen 640 und den Kühlmittelrückführungsrohrleitungen 642 werden Überbrückungsrohrleitungen oder -leitungen 641 bereitgestellt, um beispielsweise einen Flüssigkühlmittelauslass einer flüssiggekühlten kalten Platte mit dem Flüssigkühlmitteleinlass einer anderen flüssiggekühlten kalten Platte zu verbinden, um die kalten Platten in Reihe und Flüssigkeitsübertragung zu schalten, wobei das Paar aus kalten Platten Flüssigkühlmittel über eine jeweilige Gruppe aus Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsrohrleitungen empfängt und zurückführt. In einer Ausführungsform handelt es sich bei den Kühlmittelversorgungsrohrleitungen 640, den Überbrückungsrohrleitungen 641 und den Kühlmittelrückführungsrohrleitungen 642 um jeweils vorkonfigurierte, halbsteife Rohrleitungen, die aus einem wärmeleitfähigen Material wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium hergestellt sind, und die Rohrleitungen sind jeweils flüssigkeitsdicht mit der Verteilerunterbaugruppe und/oder den flüssiggekühlten kalten Platten hartverlötet, weichverlötet oder verschweißt. Die Rohrleitungen sind für ein bestimmtes Elektroniksystem vorkonfiguriert, um die Installation der monolithischen Anordnung mittels einrastender Verbindung zu dem Elektroniksystem zu ermöglichen.
-
Bei dem vorstehend beschriebenen Ansatz zur Flüssigkühlung der 2 bis 6 handelt es sich um eine wirksame Lösung zum Hindurchleiten von Wasser durch flüssiggekühlte kalte Platten, die an wärmeerzeugenden Schaltkreismodulen (oder Komponenten) befestigt sind. Ein Beispiel der Effektivität dieses Ansatzes ist das IBM Power 575™ System, angeboten von der International Business Machines Corporation, Armonk, New York. In der Ausführungsform der 2 bis 6 sind eine oder mehrere Kühlmittelkonditioniereinheiten, die eine Pumpe enthalten, und beispielsweise ein Wasser/Wasser-Wärmetauscher in einem Elektronikgestell angeordnet. Wie dies vorstehend erläutert wurde, wird die von dem Systemkühlmittel, das durch die flüssiggekühlten Komponenten in dem flüssiggekühlten Elektronikgestell zirkuliert, transportierte Wärmebelastung, an gekühltes Anlagenwasser abgeführt, das über aktive Wasser/Wasser-Wärmetauscher in den Kühlmittelkonditioniereinheiten, die in den Gestelleinheiten angeordnet sind, über den zweiten Kühlmittelweg fließt.
-
Wie dies erwähnt wurde, handelt es sich in einer Ausführungsform bei den vorstehend beschriebenen Kühlunterbaugruppen für ein bestimmtes Elektroniksystem (oder Teilsystem) um relativ steife Strukturen, die beispielswiese steifes Rohrleitungsmaterial zum Verbinden der flüssiggekühlten Platten mit den Verteilern (oder Verteilungsrohranordnungen) verwenden. In solch einer Implementierung können die mehreren kalten Platten im Sinne eines Beispiels mit einem Spielraum von 1 bis 2 Millimetern ausgelegt sein, um Unterschiede bei der Komponenten- oder Modulhöhe auszugleichen. Eine relative Bewegung zwischen den kalten Platten, die größer als der festgelegte Spielraum ist, würde die Kühlvorrichtung jedoch beschädigen. Bei solch einem Kühlansatz muss, um eine einzige Elektronikkomponente auszutauschen, die gesamte Kühlvorrichtung entfernt werden, was lediglich in einer Herstellungsumgebung zulässig wäre. Demzufolge ist ein Austausch einer Elektronikkomponente oder eines -moduls, das von solcher Kühlvorrichtung gekühlt wird, vor Ort (d.h. ein Austausch in einer Einrichtung des Kunden) nicht zulässig. Wenn demzufolge eine einzelne an der kalten Platte befestigte Elektronikkomponente ausfällt, muss das gesamte Elektronikteilsystem (oder der -knoten) ausgetauscht werden. Zum Behandeln dieser Problematik ist es wünschenswert, eine flüssigkeitsbasierte Kühlvorrichtung bereitzustellen, mit der eine einzelne Elektronikkomponente oder ein Elektronikmodul in der Einrichtung des Kunden ausgetauscht werden kann, anstatt das gesamte Elektronikteilsystem (oder den Knoten) zurück an die Herstellungseinrichtung senden zu müssen.
-
Hierin wird eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, die ein Lösen einer einzelnen kalten Platte von ihrer jeweiligen Elektronikkomponente oder ihrem Elektronikmodul kundenseitig ermöglicht, so dass die Elektronikkomponente ausgetauscht werden kann. Insbesondere wird hierin eine Kühlvorrichtung offenbart, die das Herausnehmen von beispielsweise einem einzelnen Prozessormodul oder einer Elektronikkomponente ermöglicht, ohne dass dabei andere zu der Kühlvorrichtung gehörenden Prozessormodule beeinträchtigt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Kühlmittelverteileranordnung bereitgestellt wird, die ein Drehen oder Schwenken eines oder mehrerer Abschnitte der Verteileranordnung ermöglicht. Dieses Maß an Drehbewegung ermöglicht das Verwenden von Leitungen oder Rohrleitungen zwischen dem Verteiler und den flüssiggekühlten Anordnungen, die relativ steif und weniger flexibel als die sind, die anderenfalls erforderlich wären, wenn die Bewegung der kalten Platte vollständig von den Leitungen bewerkstelligt werden würde.
-
Allgemein ausgedrückt, wird hierin eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, die eine oder mehrere kühlmittelgekühlte Anordnungen aufweist, wobei jede so konfiguriert ist, dass sie an einer oder mehreren jeweiligen zu kühlenden Elektronikkomponenten befestigt ist. Die kühlmittelgekühlte Anordnung weist einen oder mehrere Kühlmittel transportierende Kanäle auf, und die Kühlmittel transportierenden Kanäle der kühlmittelgekühlten Anordnungen sind über jeweilige Kühlmittelleitungen mittels Flüssigkeitsübertragung mit einem oder mehreren Kühlmittelverteilern verbunden. Der eine oder die mehreren Kühlmittelverteiler weisen wenigstens einen drehbaren Verteilerabschnitt auf. Während des Betriebes verbinden die jeweiligen Kühlmittelleitungen den/die drehbaren Verteilerabschnitt/e mit der/den jeweiligen kühlmittelgekühlten Anordnung/en der Kühlvorrichtung, und durch das Drehen des/der drehbaren Verteilerabschnittes/e kann/können die kühlmittelgekühlte/n Anordnung/en von der jeweiligen Elektronikkomponente gelöst werden, während die kühlmittelgekühlte Anordnung über die jeweiligen Kühlmittelleitungen, bei denen es sich in einer Ausführungsform um im Wesentlichen steife Leitungen handeln kann, in Flüssigkeitsübertragung mit dem drehbaren Verteilerabschnitt gehalten wird.
-
Hierin werden mehrere Implementierungen der vorstehend zusammengefassten Kühlvorrichtung im Sinne von Beispielen beschrieben. In einer ersten Ausführungsform weist der Kühlmittelverteiler separate Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsverteiler (oder -verteilerleitungen) auf, von denen jeder einen oder mehrere eigenständig drehbare Verteilerabschnitte aufweist. Eine Implementierung dieser Ausführungsform ist den 7A und 7B dargestellt, wobei der Versorgungsverteiler und der Rückführungsverteiler jeweils mehrere in Reihe geschaltete, drehbare Verteilerabschnitte aufweist, und wobei jeder Verteilerabschnitt drehbare Dichtungen aufweist, die ein Austreten von Kühlmittel aus dem Verteiler verhindern. In einer weiteren Ausführungsform wird ein integrierter Kühlmittelverteiler offenbart, bei dem es sich um eine integrierte Anordnung handelt, die ein Kühlmittelversorgungsgefäß und ein Kühlmittelrückführungsgefäß sowie mehrere drehbare Verteilerabschnitte aufweist. Jeder drehbare Verteilerabschnitt weist einen inneren Rohrleitungsabschnitt und einen äußeren Rohrleitungsabschnitt auf, die in einer Ausführungsform konzentrische Rohrleitungsabschnitte aufweisen können. Der innere Rohrleitungsabschnitt und der äußere Rohrleitungsabschnitt eines gegebenen drehbaren Verteilerabschnittes weisen jeweils einen Kühlmittelanschluss auf, der Bereitstellen und Rückführen von dem jeweiligen Kühlmittelversorgungs- oder Kühlmittelrückführungsgefäß ermöglicht. Eine Ausführungsform dieser Anordnung ist in den 8A bis 8H, lediglich im beispielhaften Sinne dargestellt.
-
Zunächst ist unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 7A bis 7B eine Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 700 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform weist die Kühlvorrichtung 700 separate Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsverteiler 730, 740 auf.
-
Genauer gesagt, weist die Kühlvorrichtung 700 eine oder mehrere flüssiggekühlte Anordnungen (oder kalte Platten) 720 auf, die an einer oder mehreren jeweiligen Elektronikkomponenten 710 wie beispielsweise Prozessormodulen befestigt sind.
-
Kühlmittelversorgungsleitungen 733 und Kühlmittelrückführungsleitungen 743 verbinden jeweils den Kühlmittelversorgungsverteiler 730 und den Kühlmittelrückführungsverteiler 740 mittels Flüssigkeitsübertragung mit den Kühlmitteleinlässen 721 und den Kühlmittelauslässen 722 der flüssiggekühlten Anordnungen 720. Zusätzlich dazu ermöglichen jeweilige Rohrleitungsverbindungsstücke (oder Anschlüsse) 734, 744 an den Versorgungs- und Rückführungsverteilern 730, 740 ein Verbinden der Kühlmittelversorgungsleitungen 733 und der Kühlmittelrückführungsleitungen 743 mittels Flüssigkeitsübertragung mit den jeweiligen Verteilerabschnitten 732, 742 der Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsverteiler 730, 740. Wie dies bereits erwähnt wurde, weist der Kühlmittelversorgungsverteiler 730 in einem Beispiel mehrere drehbare Verteilerabschnitte 732 auf, die drehbar miteinander in Reihe geschaltet und mittels Flüssigkeitsübertragung über entsprechende Schwenkverschraubungen 750 verbunden sind, und der Kühlmittelrückführungsverteiler 740 weist mehrere drehbare Verteilerabschnitte 742 auf, die drehbar miteinander in Reihe geschaltet und mittels Flüssigkeitsübertragung über zusätzliche Schwenkverschraubungen 750 verbunden sind. Der Kühlmittelversorgungsverteiler 730 weist des Weiteren einen Kühlmittelversorgungsanschluss 731 und ein Abschlussstück 735 an gegenüberliegenden Enden des Verteilers auf, und der Kühlmittelrückführungsverteiler 740 weist einen Kühlmittelrückführungsanschluss 741 und ein Abschlussstück 745 an gegenüberliegenden Enden des Kühlmittelrückführungsverteilers auf.
-
Im Sinne eines Beispiels veranschaulicht 7B ein bewegliches Verbinden von zwei aneinandergrenzenden drehbaren Verteilerabschnitten 732 des Kühlmittelversorgungsverteilers 730 über eine Schwenkverschraubung 750. Hierbei ist zu beachten, dass die drehbaren Verteilerabschnitte des Kühlmittelrückführungsverteilers auf ähnliche Weise verbunden werden können. Wie dies bereits erwähnt wurde, sind aneinandergrenzende drehbare Verteilerabschnitte 732 über eine jeweilige Schwenkverschraubung 750 miteinander verbunden, die in einer Ausführungsform eine ringförmige Schwenkverschraubung aufweisen kann, die gegenüberliegende Enden der aneinandergrenzenden drehbaren Verteilerabschnitte 732 umgibt und miteinander verbindet. Die Schwenkverschraubung 750 weist in dieser Ausführungsform Ringnuten 752 auf, von denen jede einen oder mehrere ringförmige O-Ringe 754 aufnimmt, die ein Austreten von Kühlmittel 760 an der Schwenkverschraubung 750 verhindern. Falls dies gewünscht ist, kann auch ein Verriegelungs- oder Einrastmechanismus (nicht dargestellt) wie der im Folgenden beschriebene oder jeder beliebige herkömmliche Verriegelungs- oder Einrastmechanismus verwendet werden, um die aneinandergrenzenden drehbaren Verteilerabschnitte eines gegebenen Verteilers zu verbinden, während die Möglichkeit des Drehens eines drehbaren Verteilerabschnittes in Bezug auf seine/n angrenzenden drehbaren Verteilerabschnitte beibehalten wird.
-
Des Weiteren ist den Fachleuten ersichtlich, dass die Kühlvorrichtung oder die in den 7A und 7B dargestellte Unterbaugruppe ohne weiteres auch mit einem einzelnen drehbaren Verteilerabschnitt in dem Kühlmittelversorgungsverteiler und einem einzelnen drehbaren Verteilerabschnitt in dem Kühlmittelrückführungsverteiler implementiert werden kann. In diesem Fall würden durch das Drehen der zwei einzelnen drehbaren Verteilerabschnitte des Kühlmittelversorgungs- und des Kühlmittelrückführungsverteilers mehrere flüssiggekühlte Anordnungen von ihren jeweiligen Elektronikkomponenten gelöst. Hierbei ist zu beachten, dass in der dargestellten Ausführungsform der 7A und 7B die Versorgungs- und Rückführungsverteiler voneinander versetzt angeordnet sind, was bedeutet, dass mehrere Drehachsen vorhanden sind. Dementsprechend sollten die Kühlmittelversorgungsleitungen, die in dieser Ausführungsform die Verteiler mit den flüssiggekühlten Anordnungen verbinden, ausreichend flexibel sein, um diese Bewegung zu bewerkstelligen. Im Sinne eines Beispiels können steife Kunststoffleitungen wie Teflon™ (PTFE) oder Polyetheretherketon (PEEK) verwendet werden. Im Falle von Kunststoffleitungen ist der Begriff Steife wie in vielen anderen Fällen relativ zu betrachten. Im Hinblick auf die vorliegende Anmeldung sind die Kunststoffleitungen ohne die Bewegungsfreiheit der hierin offenbarten drehbaren Verteilerabschnitte jedoch nicht flexibel genug, um die jeweilige flüssiggekühlte Anordnung ausreichend zu bewegen, um die flüssiggekühlte Anordnung von der dazugehörigen Elektronikkomponente zu lösen.
-
Die 8A bis 8H stellen eine alternative Ausführungsform einer im Allgemeinen mit 800 bezeichneten Kühlvorrichtung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Ausführungsform wird eine integrierte Verteileranordnung 830 bereitgestellt, die sowohl ein Kühlmittelversorgungsdepot als auch ein Kühlmittelrückführungsdepot wie im Folgenden beschrieben aufweist.
-
Wie dies in 8A veranschaulicht ist, weist die Kühlvorrichtung 800 eine oder mehrere flüssiggekühlte Anordnungen 820 auf, von denen jede an einer oder mehreren zu kühlenden jeweiligen Elektronikkomponenten 810 befestigt oder mit ihnen verbunden ist. Im Sinne eines Beispiels kann eine Elektronikkomponente 810 eine hochwärmeerzeugende Elektronikkomponente wie beispielsweise ein Prozessormodul wie vorstehend beschrieben aufweisen. Wie dies veranschaulicht ist, verbindet jede Kühlmittelversorgungsleitung 840 mittels Flüssigkeitsübertragung einen Kühlmitteleinlass 821 (einer jeweiligen flüssiggekühlten Anordnung 820) mit einem Kühlmittelversorgungsanschluss 841 (eines jeweiligen drehbaren Verteilerabschnittes 835 der integrierten Verteileranordnung 830). Auf ähnliche Weise verbindet jede Kühlmittelrückführungsleitung 850 mittels Flüssigkeitsübertragung einen Kühlmittelauslass 822 (der jeweiligen flüssiggekühlten Anordnung 820) mit einem Kühlmittelrückführungsanschluss 851 (des jeweiligen drehbaren Verteilerabschnittes 835). Die Leitungen 840, 850 können auf vielerlei Weise mit den flüssiggekühlten Anordnungen und den integrierten Kühlmittelverteilern verbunden sein, einschließlich durch Weichlöten, Hartlöten, mechanische Verbindung, usw. Die Leitungen können sogar aus einem Stück mit entweder den flüssiggekühlten Anordnungen oder dem integrierten Verteiler ausgebildet sein.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform weist der integrierte Verteiler 830 des Weiteren einen Kühlmitteleinlassanschluss 831, einen Kühlmittelauslassanschluss 832 und ein Fix-Einlass/Auslass-Anschlussstück 833 an einem Ende des integrierten Kühlmittelverteilers 830 sowie ein Abschlussstück 834 an dem anderen Ende des integrierten Kühlmittelverteilers auf. Der integrierte Kühlmittelverteiler 830 weist im Sinne eines Beispiels mehrere in Reihe geschaltete drehbare Verteilerabschnitte 835 auf. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass der integrierte Kühlmittelverteiler in einer alternativen Ausführungsform auch mit einem einzigen drehbaren Kühlmittelverteilerabschnitt konfiguriert sein könnte, der beispielsweise einen oder mehrere Kühlmittelversorgungsanschlüsse 841 und einen oder mehrere Kühlmittelrückführungsanschlüsse 851 zum Bereitstellen von Kühlmittel an eine oder mehrere flüssiggekühlte Anordnungen 820 der Kühlvorrichtung aufweisen kann.
-
Darüber hinaus können, obgleich die Darstellung hierin mit einem Einlassanschluss 821 und eine Auslassanschluss 822 erfolgt, die über die jeweiligen Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsleitungen 840, 850 mit den jeweiligen drehbaren Verteilerabschnitten des integrierten Kühlmittelverteilers 830 verbunden sind, eine oder mehrere kalte Platten verbindende Rohrleitungen (nicht dargestellt) auch mehrere flüssiggekühlte Anordnungen 820 miteinander verbinden, beispielsweise durch Verbinden eines Auslassanschlusses 822 einer ersten flüssiggekühlten Anordnung 820 mit einem Einlassanschluss 821 einer zweiten flüssiggekühlten Anordnung 820 auf eine Weise wie vorstehend im Zusammenhang mit 6 dargestellt und beschrieben. In solch einem Fall würden sich die zwei oder mehreren verbundenen flüssiggekühlten Anordnungen mittels Drehen des jeweiligen drehbaren Verteilerabschnittes 835 des integrierten Kühlmittelverteilers 830 von ihren jeweiligen Elektronikkomponenten lösen.
-
Die in 8A dargestellte Kühlvorrichtung weist vorteilhafterweise mehrere drehbar verbundene Verteilerabschnitte 835 auf, von denen jeder ein Lösen der jeweiligen flüssiggekühlten Anordnung 820 von der einen oder den mehreren dazugehörigen Elektronikkomponenten 810 ermöglicht, die über diese flüssiggekühlte Anordnung gekühlt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass einer oder mehrere der drehbaren Verteilerabschnitte 835 gedreht oder geschwenkt werden, wie dies (im Sinne eines Beispiels) in 8B dargestellt ist. In 8B wird eine Schwenkbewegung um 90 Grad veranschaulicht, was die Verwendung von steifen Leitungen 840, 850 zwischen den flüssiggekühlten Anordnungen und den Verteilerabschnitten ermöglicht. Bei den steifen Leitungen handelt es sich um Leitungen, die weniger flexibel als das sind, was anderenfalls erforderlich wäre, wenn ein Bewegen der flüssiggekühlten Anordnung von der Leitung selbst bewerkstelligt werden müsste.
-
8C ist eine Explosionsdarstellung eines Teils des integrierten Kühlmittelverteilers der 8A und 8B, wohingegen die 8D bis 8G auf ausführlichere Weise eine Ausführungsform eines drehbaren Verteilerabschnittes 835 darstellen und 8H eine Querschnittsdarstellung von aneinandergrenzenden drehbaren Verteilerabschnitten ist, die in dem integrierten Kühlmittelverteiler verbunden sind.
-
Unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 8C bis 8H weist in der dargestellten Ausführungsform jeder drehbare Verteilerabschnitt 835 ein erstes Ende 858 und ein zweites Ende 859 auf, wobei die drehbaren Verteilerabschnitte in der veranschaulichten Ausführungsform im Wesentlichen identisch sind. Hierbei ist zu beachten, dass diese Ausführungsform lediglich im Sinne eines Beispiels bereitgestellt wird. In alternativen Ausführungsformen können die drehbaren Verteilerabschnitte eine andere Größe oder Konfiguration für eine bestimmte Kühlimplementierung aufweisen. So können beispielsweise ein oder mehrere drehbare Verteilerabschnitte 835 länger als ein oder mehrere andere drehbare Verteilerabschnitte des integrierten Kühlmittelverteilers sein. Wie dies vorstehend in Bezug auf die 8A und 8B erwähnt wurde, weist jeder drehbare Verteilerabschnitt 835 Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsanschlüsse 841, 851 auf, die ein Zirkulieren von Kühlmittel von dem Verteiler durch die jeweiligen flüssiggekühlten Anordnungen über die jeweiligen Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsleitungen ermöglichen. Wie dies bereits erwähnt wurde, weist das Fix-Einlass/Auslass-Anschlussstück 833 einen Kühlmitteleinlassanschluss 831 und einen Kühlmittelauslassanschluss 832 auf, die über das Anschlussstück 833 in Flüssigkeitsübertragung zu den jeweiligen Kühlmittelversorgungs- und Kühlmittelrückführungsdepots in dem angrenzenden drehbaren Verteilerabschnitt 835 stehen. In einer Ausführungsform weist das Anschlussstück 833 eine duale Depotstruktur ähnlich der nachfolgend in Bezug auf die drehbaren Verteilerabschnitte 835 beschriebenen auf. So kann beispielsweise das Anschlussstück 833 zwei konzentrische Rohrleitungsabschnitte aufweisen, die ein inneres Depot und ein umgrenzendes Depot bilden, die so konfiguriert sind, dass sie jeweils das Kühlmittelversorgungsdepot und das Kühlmittelrückführungsdepot des angrenzenden drehbaren Verteilerabschnittes 835 auf eine ähnliche Weise wie die nachfolgend beschriebene ausrichtet und abdichtet.
-
Unter spezieller Bezugnahme auf die 8D bis 8G wird eine Ausführungsform eines drehbaren Verteilerabschnittes 835 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist ein erstes Ende 858 so konfiguriert, dass es ein zweites Ende 859 eines angrenzenden drehbaren Verteilerabschnittes (wie in 8H dargestellt) empfängt. Der drehbare Verteilerabschnitt 835 weist einen inneren Rohrleitungsabschnitt 860 und einen äußeren Rohrleitungsabschnitt 870 auf, die in einer Ausführungsform konzentrisch und voneinander beabstandet sind, um ein erstes Kühlmitteldepot und ein zweites Kühlmitteldepot zu bilden. In einer Ausführungsform weisen das erste und das zweite Kühlmitteldepot jeweils das Kühlmittelversorgungs- und das Kühlmittelrückführungsdepot 861, 871 auf. Von dem inneren Rohrleitungsabschnitt 860 abgehend werden Rohrleitungen oder Anschlüsse 841, 851 mit kleinerem Durchmesser auf die veranschaulichte Weise bereitgestellt, so dass Bereitstellen und Rückführen des Kühlmittelstroms zu den flüssiggekühlten Anordnungen wie vorstehend beschrieben gewährleistet wird. Wie dies dargestellt ist, steht der Kühlmittelversorgunganschluss 841 in Flüssigkeitsübertragung mit dem Kühlmittelversorgungsdepot 861, und der Kühlmittelrückführungsanschluss 851 steht in Flüssigkeitsübertragung mit dem Kühlmittelrückführungsdepot 871.
-
Im Sinne eines Beispiels werden duale O-Ring-Nuten 862 an einem Ende 863 des inneren Rohrleitungsabschnittes 860 bereitgestellt, um in einem angrenzenden Raum 864 an dem ersten Ende 858 des angrenzenden drehbaren Verteilerabschnittes zu verbleiben, wie in den 8G und 8H dargestellt. In diesen dualen O-Ring-Nuten 862 sind duale O-Ringe 880 bereitgestellt, mit denen die angrenzenden Kühlmittelversorgungsdepots 861 an der Schnittstelle zwischen den angrenzenden drehbaren Verteilerabschnitten 835 abdichtend zusammengedrückt werden können. Auf ähnliche Weise werden O-Ring-Nuten 872 in dem äußeren Rohrleitungsabschnitt 870 an einem Ende 873 des äußeren Rohrleitungsabschnittes 870 bereitgestellt, um duale O-Ringe 881 mit größerem Durchmesser aufzunehmen, mit denen die angrenzenden Kühlmittelrückführungsdepots 871 an der Schnittstelle zwischen den angrenzenden drehbaren Verteilerabschnitten 835, wie in 8H dargestellt, abdichtend zusammengedrückt werden können. Hierbei ist zu beachten, dass in diesem Beispiel zur Gewährleistung der Funktionsfähigkeit doppelte O-Ringe verwendet werden. Alternativ dazu kann je nach Wunsch ein einzelner O-Ring für den inneren Rohrleitungsabschnitt und ein einzelner O-Ring für den äußeren Rohrleitungsabschnitt bereitgestellt werden. Hierbei ist des Weiteren zu beachten, dass die drehbaren Verteilerabschnitte 835 beispielsweise mit sich aus einem drehbaren Verteilerabschnitt am Ende 858 herausstreckenden Einrastlaschen 874, die in jeweiligen Einrastnuten (oder Einrastrillen) 875 in dem angrenzenden Verteilerabschnitt am Ende 859 einrasten, miteinander verriegelnd oder einrastend verbunden werden. In einer Ausführungsform weisen die Einrastnuten jeweils eine Ringnut in dem äußeren Rohrleitungsabschnitt 870 auf. Obgleich Einrastlaschen und entsprechende Nuten veranschaulicht werden, kann jeder beliebige herkömmliche Verriegelungs- oder Einrastmechanismen unter anderem beispielsweise Einstellschrauben, Halteklammern usw. mit den dazugehörigen Nuten oder Rillen verwendet werden, vorausgesetzt, dass diese eine Dreh- oder Schwenkbewegung eines drehbaren Verteilerabschnittes in Bezug auf wenigstens einen anderen Abschnitt des integrierten Kühlmittelverteilers ermöglichen.
-
Vorteilhafterweise besitzt der hierin in Bezug auf die 8A bis 8H beschriebene integrierte Kühlmitteilverteiler eine einzige Drehachse für sowohl das Versorgungs- als auch das Rückführungsdepot und die dazugehörigen Kühlmittelleitungen. Mit dieser Anordnung können steife Leitungen oder Rohrleitungen zwischen dem integrierten Kühlmittelverteiler und den flüssiggekühlten Anordnungen eingesetzt werden. So können zu diesem Zweck beispielsweise Metallrohre (wie zum Beispiel aus Kupfer, Edelstahl, Aluminium usw.) oder steife Kunststoffe (wie beispielsweise Teflon™ (PTFE) oder Polyetheretherketon (PEEK)) verwendet werden. Im Falle von Kunststoff ist wie in vielen anderen Fällen der Begriff Steife relativ zu betrachten. Bei den hierin beschriebenen in der Kühlvorrichtung verwendeten Metallen und Kunststoffen ist jedoch davon auszugehen, dass ohne die Bewegungsfreiheit zum Drehen des Verteilerabschnittes ihre Flexibilität nicht genügt, um die dazugehörige/n flüssiggekühlte/n Anordnung/en ausreichend zu bewegen, um die jeweilige Elektronikkomponente mit genügend Spielraum zum Drehen des Verteilerabschnittes auszutauschen.
-
Hierbei ist des Weiteren zu beachten, dass der hierin in Bezug auf die 8A bis 8H beschriebene integrierte Kühlmitteilverteiler ohne weiteres als einzelner drehbarer Verteilerabschnitt oder als mehrere drehbare Verteilerabschnitte implementiert werden kann, die jeweils über jeweilige Versorgungs- und Rückführungsleitungen mit mehreren flüssiggekühlten Anordnungen verbunden sind. In solch einem Fall würden durch Drehen eines einzelnen drehbaren Verteilerabschnittes gleichzeitig mehrere dazugehörige flüssiggekühlte Anordnungen von ihren jeweiligen einen oder mehreren Elektronikkomponente(n) gelösten werden.
-
Fachleuten ist ersichtlich, dass hierin eine flüssigkeitsbasierte Kühlvorrichtung offenbart wird, die ein Entnehmen einer einzelnen Elektronikkomponente wie beispielsweise eines Prozessormoduls ermöglicht, ohne dass dabei von der Kühlvorrichtung gekühlte andere Elektronikkomponenten beeinträchtigt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass ein oder mehrere drehbare Verteilerabschnitte einer oder mehrerer Kühlmittelverteiler so gedreht oder geschwenkt werden, dass die jeweilige flüssiggekühlte Anordnung von der/den jeweiligen Elektronikkomponente/n gelöst wird/werden. Das bereitgestellte Maß an Drehbewegung ermöglicht ein Verwenden von Leitungen zwischen dem/den Verteiler/n und der/den flüssiggekühlten Anordnung/en, die weniger flexibel als das sind, was sonst erforderlich wäre, wenn ein Lösen der flüssiggekühlten Anordnungen von den Leitungen allein bewerkstelligt werden müsste. Wie dies hierin beschrieben wurde, gewährleistet das Verwenden steifer verbindender Leitungen ein robusteres flüssiggekühltes Kühlsystem, als dies mit flexiblen Leitungen erreicht werden könnte.
-
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und beabsichtigt keine Beschränkung der Erfindung. In ihrer hierin verwendeten Form umfassen die Singularformen „ein“, „eine“, und „der(/die/das)“ ebenso die Pluralformen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas Anderes vor. Des Weiteren ist offensichtlich, dass der Begriff „aufweisen“ (und jegliche Form von „aufweisen“ wie beispielsweise „weist auf“ und „aufweisend“), „besitzen“ (sowie jegliche Form von „besitzen“ wie beispielsweise „besitzt“ oder „besitzend“) und „beinhalten“ (sowie jegliche Form von „beinhalten“ wie beispielsweise „beinhaltet“ und „beinhaltend“) Verknüpfungsverben mit offenem Ende sind. Im Ergebnis besitzt ein Verfahren oder eine Einheit, das oder die einen oder mehrere Schritte oder Elemente „aufweist“, „besitzt“ oder „beinhaltet“, diesen einen oder diese mehreren Schritte oder Elemente, ist jedoch nicht darauf beschränkt, nur diesen einen oder diese mehreren Schritte oder Elemente aufzuweisen. Auf gleiche Weise besitzt ein Schritt eines Verfahrens oder ein Elementes einer Einheit, der oder das ein oder mehrere Merkmale „aufweist“, „besitzt“ oder „beinhaltet“, dieses eine oder diese mehreren Merkmale, ist jedoch nicht darauf beschränkt, nur dieses eine oder diese mehreren Merkmale zu aufzuweisen. Des Weiteren kann eine Einheit oder eine Struktur, die auf eine bestimmte Weise konfiguriert ist, wenigstens auf diese Weise, jedoch auch auf andere nicht aufgeführte Weisen konfiguriert sein.
-
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Schritte und Entsprechungen aller Mittel oder Schritte plus Funktionselemente in den folgenden Ansprüchen beabsichtigen die Einbeziehung jeglicher Struktur, jeglichen Materials oder Schrittes zum Ausführen der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen in ihrer im Speziellen beanspruchten Form. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt, sie erhebt jedoch weder Anspruch auf Vollständigkeit, noch stellt sie eine Beschränkung auf die Erfindung in ihrer offenbarten Form dar. Fachleuten sind viele Modifizierungen und Varianten offensichtlich, ohne vom Schutzumfang und Geist der Erfindung abzuweichen.
