DE19731033A1

DE19731033A1 - Ruggedised computer system with cooling facility

Info

Publication number: DE19731033A1
Application number: DE1997131033
Authority: DE
Inventors: Dieter Knothe; Hans Kawitzki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-01-21

Abstract

The computer system has a box shaped housing with a base and a cover that are sealed by an inset sealing ring (6). A display and keyboard are set into the cover. Set into the walls of the housing are cooling fans (1,2) that are used to dissipate the heat generated by the system modules (15-18), i.e processor, disc drives, power supply modules.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rechner mit einem elektrische und elek tronische Baugruppen aufnehmenden, wärmeableitenden Gehäuse aus einem wannenförmigen Unterteil und einem auf dessen umlaufenden Rand aufge setzten Deckel, mit einer Anzeigeeinheit und mit einer mindestens einen Venti lator aufweisenden Kühleinrichtung.The invention relates to a computer with an electrical and elek tronic assemblies, heat-dissipating housing from one tub-shaped lower part and one on its circumferential edge put lid, with a display unit and with at least one venti cooling device.

Ein Rechner dieser Art in Form eines Personalcomputers ist in der DE 94 03 364 U1 als bekannt ausgewiesen. Bei diesem bekannten Rechner sind innerhalb eines Gehäuses Baugruppen angeordnet, und es ist eine Wärmeableiteein richtung vorgesehen, die aus einem sogenannten Computerblech besteht, das mit der zentralen Steuerungseinheit CPU in Verbindung steht. Das Computer blech ist durch das Computergehäuse nach außen geführt, um auf der Außen seite des Computergehäuses die Wärme abzugeben. Für die Wärmeableitvor richtung sind Durchführungsstellen durch das Computergehäuse erforderlich, die Schwierigkeiten ergeben können, wenn an das Gehäuse hohe Anforderungen hinsichtlich der Abdichtung gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit, Chemi kalien und aggressiven Dämpfe gestellt werden. Auch ergeben sich auf der Außenseite des Gehäuses für die Reinhaltung ungünstige Strukturen.A computer of this type in the form of a personal computer is in DE 94 03 364 U1 reported as known. In this known computer are within a housing assemblies arranged, and it is a heat dissipation direction provided, which consists of a so-called computer sheet, the communicates with the central control unit CPU. The computer Sheet metal is led through the computer case to the outside emit heat on the side of the computer case. For the heat dissipation lead-through points through the computer case are required Difficulties may arise if high demands are placed on the housing with regard to sealing against external influences such as moisture, chemi nical and aggressive vapors. Also arise on the Outside of the housing for keeping unfavorable structures clean.

In der DE 44 08 805 A1 ist eine Kühleinrichtung für Rechner angegeben, die Ventilatoren und Temperaturüberwachungseinrichtungen aufweist. Über die Ausbildung eines Gehäuses für die elektronischen Baugruppen sind keine nähe ren Angaben gemacht.DE 44 08 805 A1 specifies a cooling device for computers that Has fans and temperature monitoring devices. About the Forming a housing for the electronic assemblies are not close details given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rechner der eingangs ange gebenen Art bereitzustellen, der ein gegen äußere Einflüsse dichtes, einfach aufgebautes und leicht zu reinigendes Gehäuse aufweist, wobei die Temperatur entwicklung innerhalb des Gehäuses möglichst niedrig gehalten wird.The invention has for its object a computer of the beginning Provide a type that is tight, simple against external influences constructed and easy to clean housing, the temperature development within the housing is kept as low as possible.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist also vorgesehen, daß das Gehäuse mit dem aufgesetzten Deckel allseitig feuch tigkeitsdicht abgeschlossen ist, wobei zwischen dem Rand des Unterteils und der diesem zugekehrten Unterseite des Deckels eine umlaufende Dichtung an geordnet ist, daß die Kühleinrichtung mindestens einen Ventilator aufweist, der die von den Baugruppen erzeugte Wärme zu den freien Innenflächen der Gehäu sewände führt, die die Wärme durch ihre Wärmeleitfähigkeit nach außen über tragen, und daß die Anzeigeeinheit abgedichtet in dem Deckel angeordnet ist. Mit diesem Aufbau ergibt sich eine nach außen abgeschlossene, dichte Rech nereinheit mit Anzeigeeinheit, wobei die im Inneren erzeugte Wärme über die Gehäusewände nach außen abgeleitet wird. Der Einsatz des Rechners ist daher auch in einer feuchtigkeitsbeladenen oder chemisch aggressiven Atmosphäre bevorzugt möglich und hat wegen der einfachen Pflege insbesondere auch Vor züge im klinischen Anwendungsbereich.This object is achieved with the features of claim 1. After that is thus provided that the housing with the cover attached damp on all sides is sealed tight, being between the edge of the lower part and the underside of the lid facing this a circumferential seal is arranged that the cooling device has at least one fan, the the heat generated by the assemblies to the free inner surfaces of the housing leads the heat to the outside through its thermal conductivity wear, and that the display unit is arranged sealed in the lid. This construction results in a tight rake that is sealed off from the outside nereinheit with display unit, the heat generated inside the Housing walls is derived to the outside. The use of the calculator is therefore even in a moisture-laden or chemically aggressive atmosphere preferably possible and, due to the simple maintenance, also has a particular purpose trains in clinical application.

Eine günstige Wärmeableitung vom Innenraum nach außen wird dadurch unter stützt, daß ein Ventilator auf einer CPU-Platine nahe der CPU und auf einem Netzteil angeordnet ist und daß an den Innenseiten der Gehäusewände Kühl rippen angeordnet sind. Temperaturspitzen im Innern des Gehäuses werden dadurch vermieden.A favorable heat dissipation from the interior to the outside is thereby supports a fan on a CPU board near the CPU and on one Power supply unit is arranged and that on the inside of the housing walls cooling ribs are arranged. Temperature peaks will be inside the case thereby avoided.

Der Aufbau des Gehäuses wird einschließlich seiner Abdichtung dadurch ver einfacht, daß die freien Ränder des Unterteils in derselben Ebene liegen und nach außen zu einem geschlossenen Anlagerahmen abgekantet sind und daß die Dichtung auf dem Anlagerahmen angeordnet ist.The structure of the housing including its seal is thereby ver simply that the free edges of the lower part are in the same plane and are folded outwards to form a closed frame and that the seal is arranged on the contact frame.

Eine zuverlässige Abdichtung wird dadurch unterstützt, daß die Dichtung in eine in dem Anlagerahmen ausgebildete umlaufende Nut eingelegt ist und über diese vorsteht.A reliable seal is supported in that the seal in a formed in the contact frame formed circumferential groove and over this protrudes.

Eine dichte Anbringung des Deckels wird dadurch erzielt, daß der Deckel auf seiner Unterseite im Bereich des Anlagerahmens Schraubbolzen aufweist, die den Anlagerahmen durchragen und auf dessen Unterseite mit Muttern festgelegt werden.A tight attachment of the lid is achieved in that the lid on has its bottom in the region of the bearing frame bolts, which protrude through the contact frame and fixed on the underside with nuts become.

Eine günstige Anordnung der Anzeigeeinheit ohne Beeinträchtigung der Ab dichtung wird dadurch erzielt, daß in einem Ausschnitt des Deckels ein flaches Display der Anzeigeeinheit gegen die Unterseite oder die Oberseite des Deckels oder gegen den Rand des Ausschnitts abgedichtet eingesetzt ist. Ein zusätz licher Schutz des Displays wird dabei dadurch erhalten, daß zwischen dem Dis play und dem Ausschnitt des Deckels an dessen Unterseite eine Schutzglas scheibe abgedichtet eingesetzt ist. Auch die Pflege mit Reinigungsmitteln ist mit dieser Maßnahme vereinfacht, und eine aggressive Atmosphäre beeinträchtigt das Display nicht.A favorable arrangement of the display unit without affecting the Ab Seal is achieved in that a flat section of the lid Display of the display unit against the bottom or the top of the lid or is used sealed against the edge of the cutout. An additional Licher protection of the display is obtained in that between the dis play and the cutout of the lid on the underside of a protective glass disc is inserted sealed. Care with cleaning agents is also included this measure is simplified, and an aggressive atmosphere is impaired the display is not.

Ist vorgesehen, daß der Deckel einen nach unten abgekanteten, umlaufenden Rand aufweist, der den Rand des Unterteils umfaßt, so ist die Stabilität des Deckels erhöht und das einfache, eindeutige Aufsetzen erleichtert. Außerdem ergibt sich durch den umlaufenden Rand des Deckels auch ein Sichtschutz für Befestigungsschrauben.It is envisaged that the cover is a downward-curved, circumferential Has edge that includes the edge of the lower part, so the stability of the Lid increased and easy, clear placement easier. Furthermore the circumferential edge of the lid also provides a privacy screen for Mounting screws.

Mit den Maßnahmen, daß in einer Seitenwand des Unterteils eine Anschlußein heit für periphere Geräte mit einer Montageplatte und einer umlaufenden Dich tung eingesetzt ist und daß weiterhin in eine Seitenwand zumindest ein Dis kettenlaufwerk und eine Festplatteneinheit abgedichtet eingesetzt sind, wird eine zuverlässige Abdichtung auch im Bereich von Anschlußbuchsen und Lauf werken von außen zugänglichen Informationsträgern erzielt.With the measures that a connection in a side wall of the lower part unit for peripheral devices with a mounting plate and a circumferential seal tion is used and that further in a side wall at least one dis chain drive and a hard disk unit are used sealed a reliable seal also in the area of connection sockets and barrel works achieved from externally accessible information media.

Eine zusätzliche Sicherheit gegen eine überhöhte Temperatur und einen Daten verlust wird dadurch erzielt, daß eine Temperatursignalisierungsvorrichtung vorgesehen ist, die bei Erreichen einer unterhalb einer Übertemperatur des Gehäuseinnern liegenden Temperaturschwelle ein Warnsignal abgibt, und wei terhin dadurch, daß ein Temperaturverlauf des Gehäuseinnern anzeigbar ist.An additional security against excessive temperature and data Loss is achieved in that a temperature signaling device is provided, which is reached when an excess temperature of the Temperature threshold inside the housing emits a warning signal, and white terhin in that a temperature profile of the housing interior can be displayed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is described below using an exemplary embodiment under Be access to the drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1A einen Rechner in Vorderansicht mit aufgesetztem Deckel, Fig. 1A is a computer in front view with the lid,

Fig. 1B den Rechner nach Fig. 1 in Draufsicht bei abgenommenem Deckel und Fig. 1B the computer of FIG. 1 in plan view with the cover removed and

Fig. 1C und Fig. 1D den Rechner in Seitenansicht bzw. von der Rückseite und Fig. 1C and Fig. 1D the computer in side view and from the back, and

Fig. 2 eine Draufsicht des Rechners bei aufgesetztem Deckel. Fig. 2 is a plan view of the calculator with the lid on.

Fig. 1A zeigt einen Rechner, z. B. einen Kleinrechner oder Personalcomputer, in Vorderansicht mit einem Gehäuse aus einem Unterteil 3 und einem Deckel 5. Auf der linken Seite sind mit einer Montageplatte 22 verschiedene Anschlüsse an der Vorderwand des wannenartigen Unterteils 3 angebracht, und zwar als externe Schnittstelle mit einer parallelen Schnittstelle 12a, seriellen Schnittstellen 12b, 12c, einem Bildschirmanschluß 12d für einen peripheren Bildschirm, einem Netz-Anschluß 12e sowie einem Anschluß für eine externe Tastatur 12f. Im mittleren Bereich sind ein Ein-/Aus-Schalter 13 und ein Netzkabel 14 angeordnet, während auf der rechten Seite ein CD-ROM-Laufwerk 17a, ein Platz für PCMCIA-Module 17b, ein Diskettenlaufwerk 17c und eine Festplatteneinheit 18 positioniert sind. Die Montageplatte 22 mit den An schlußbuchsen, der Schalter 13, das Netzkabel 14 sowie die rechts angeord neten Laufwerke sowie Module sind gegenüber der Gehäusewand abgedichtet, so daß keine Feuchtigkeit oder Chemikalien in das Gehäuseinnere eindringen können. Fig. 1A shows a computer, z. B. a small computer or personal computer, in front view with a housing from a lower part 3 and a cover 5 . On the left side with a mounting plate 22 different connections are attached to the front wall of the trough-like lower part 3 , namely as an external interface with a parallel interface 12 a, serial interfaces 12 b, 12 c, a screen connector 12 d for a peripheral screen, one Mains connection 12 e and a connection for an external keyboard 12 f. In the middle area an on / off switch 13 and a power cable 14 are arranged, while on the right side a CD-ROM drive 17 a, a space for PCMCIA modules 17 b, a floppy disk drive 17 c and a hard disk unit 18 are positioned are. The mounting plate 22 with the on sockets, the switch 13 , the power cord 14 and the right angeord Neten drives and modules are sealed against the housing wall, so that no moisture or chemicals can penetrate into the interior of the housing.

Wie aus den Fig. 1B bis 1D hervorgeht, ist der obere freie Rand des Unterteils 3 nach außen abgekantet, so daß sich ein umlaufender Anlagerahmen ergibt. Der Anlagerahmen ist flach ausgebildet oder weist eine Nut auf und trägt eine umlaufende Dichtung 6 zur dichten Aufnahme des Deckels 5. In dem Unterteil 3 sind verschiedene elektrische und elektronische Baugruppen des Rechners untergebracht, und zwar eine Steckkarte 15, eine CPU-Platine 15a, eine Grafik- Steuerung 15b, eine Netzwerk-Karte 15c sowie ein Netzteil 16 und ein Haupt speicher 19. Ferner sind in dem Unterteil 3 das CD-ROM-Laufwerk 17a, die Mo dule 17b, das Diskettenlaufwerk 17c und die Festplatteneinheit 18 aufgenom men. Zur Versorgung der Baugruppen kann zusätzlich ein Akku 21 vorgesehen sein. Auf der CPU-Platine 15a und auf dem Netzteil 16, die die hauptsächlichen Wärmeerzeuger darstellen, sind Kühleinheiten in Form von Ventilatoren 1, 2 angeordnet. Zum Befestigen des Deckels sind an dessen Unterseite Schraub bolzen vorgesehen, die in entsprechende Öffnungen des Anlagerahmens einge setzt und auf dessen Unterseite mittels Hutmuttern 8 verschraubt werden, die ihrerseits mit einer Gummidichtung bzw. Silikonverklebung 7 abgedichtet sein können.As can be seen from FIGS. 1B to 1D, the upper free edge of the lower part 3 is bent outwards, so that there is a circumferential contact frame. The contact frame is flat or has a groove and carries a circumferential seal 6 for tightly receiving the cover 5 . In the lower part 3 various electrical and electronic modules of the computer are housed, namely a plug-in card 15 , a CPU board 15 a, a graphics controller 15 b, a network card 15 c and a power supply 16 and a main memory 19th Furthermore, the CD-ROM drive 17 a, the module 17 b, the floppy disk drive 17 c and the hard disk unit 18 are in the lower part 3 men. A battery 21 can also be provided to supply the modules. Cooling units in the form of fans 1 , 2 are arranged on the CPU board 15 a and on the power supply unit 16 , which are the main heat generators. To fasten the lid, bolts are provided on the underside thereof, which are inserted into corresponding openings in the contact frame and are screwed onto the underside thereof by means of cap nuts 8 , which in turn can be sealed with a rubber seal or silicone adhesive 7 .

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist in einem Ausschnitt des Deckels 5 ein Bildschirm bzw. Display 10 angeordnet. Das Display 10 ist mittels einer Glasscheibe 11a geschützt und abgedichtet. Zur zusätzlichen Abdichtung kann eine Deckelfolie 11b aufgebracht sein. Mit dem Display 10 wird eine Anzeige 20 gebildet. Das Display 10 besteht insbesondere aus einem TFT-Bildschirm, das bei flachem Aufbau eine kontrastreiche Anzeige 20 bietet. Unterhalb des Displays 10 kann eine in den Rechner integrierte Tastatur 9 vorgesehen sein, die ebenfalls gegen den Deckel 5 abgedichtet ist. Vorzugsweise aber wird eine externe, feuchtig keitsdichte, flexible Computertastatur über den entsprechenden Anschluß 12f angeschlossen. Diese Anordnung ist günstiger für die Betätigung durch den Benutzer, und die gesamte Fläche des Deckels 5 steht für das Display 10, z. B. ein 17 Zoll-Display, zur Verfügung, so daß die Anzeige auch aus größerer Ent fernung gut wahrnehmbar ist. Das Display 10 ist an der Unterseite des Deckels abgedichtet angebracht, wobei zwischen der Unterseite des Deckels 5 und dem Display 10 die schützende Glasscheibe 11a ebenfalls abgedichtet angeordnet ist.As can be seen from FIG. 2, a screen or display 10 is arranged in a section of the cover 5 . The display 10 is protected and sealed by means of a glass pane 11 a. For additional sealing, a cover film 11 may be applied b. A display 20 is formed with the display 10 . The display 10 consists in particular of a TFT screen which offers a high-contrast display 20 with a flat construction. Below the display 10 , a keyboard 9 integrated into the computer can be provided, which is also sealed against the cover 5 . Preferably, however, an external, moisture-proof, flexible computer keyboard is connected via the corresponding connection 12 f. This arrangement is more convenient for operation by the user, and the entire surface of the lid 5 represents the display 10 , e.g. B. a 17 inch display, so that the display is also clearly perceptible from a larger distance. The display 10 is attached to the underside of the cover in a sealed manner, the protective glass pane 11 a also being arranged in a sealed manner between the underside of the cover 5 and the display 10 .

Die Dichtung 6 kann zusätzlich als EMV-Dichtung ausgebildet sein, oder statt dessen kann eine separate, metallische EMV- bzw. HF-Dichtung an allen abzu dichtenden Stellen vorgesehen sein.The seal 6 can additionally be designed as an EMC seal, or instead a separate, metallic EMC or HF seal can be provided at all points to be sealed.

Die Wände des Gehäuses, insbesondere des Unterteils 3, sind aus gut wärme leitendem Material, z. B. Aluminium, hergestellt und bieten auf der Innenseite freie Flächen, an denen zusätzlich Kühlkörper mit Rippen zur Vergrößerung der Oberfläche angeordnet sein können. Die von den Ventilatoren 1, 2 von den hauptsächlichen Wärmeerzeugern abgeführte Wärme wird an die Innenseiten der Gehäusewandung geführt und wird über diese großflächig nach außen ge leitet, so daß sich im Innern bei normalem Gebrauch des Rechners keine Über temperatur ausbildet, die zu einem Ausfall führt.The walls of the housing, in particular the lower part 3 , are made of a good heat-conducting material, for. As aluminum, made and offer on the inside free areas on which additional heat sinks with ribs can be arranged to increase the surface. The heat dissipated by the fans 1 , 2 from the main heat generators is conducted to the inside of the housing wall and is passed over this over a large area to the outside, so that there is no excess temperature inside, with normal use of the computer, which leads to a failure .

Für den Fall, daß unter ungünstigen Bedingungen die Gefahr einer Übertempe ratur zu befürchten ist, ist eine Temperaturüberwachungseinrichtung mit Senso ren im Innern des Gehäuses vorgesehen, mit der bei Überschreitung einer unter halb der Übertemperatur liegenden Temperaturschwelle ein Alarmsignal abgege ben wird. Zur besseren Kontrolle der Temperaturentwicklung innerhalb des Ge häuses können auch Temperaturwerte gespeichert und damit Temperaturverläu fe auf der Anzeige sichtbar gemacht werden, wie in Fig. 2 gezeigt. In the event that the risk of overtemperature is to be feared under unfavorable conditions, a temperature monitoring device with sensors is provided in the interior of the housing, with which an alarm signal is emitted if a temperature threshold below half the overtemperature is exceeded. For better control of the temperature development within the housing, temperature values can also be stored and thus temperature gradients can be made visible on the display, as shown in FIG. 2.

Gegen Strahlungs- und Druckeinflüsse kann das Gehäuse mit Blei beschichtet sein. Um die Wärmeentwicklung innerhalb des Gehäuses möglichst gering zu halten, werden CMOS-Bauelemente verwendet bzw. solche elektronischen Bau elemente, die eine geringe Verlustleistung ergeben. Die Kühleinrichtung kann auch andere, elektrisch betriebene Kühlmittel gegebenenfalls zusätzlich besitzen. Neben der Dichtheit gegen Feuchtigkeit und Chemikalien und andere Schadstof fe bietet der Rechner auch Schutz gegen Schmutz, Staub und Bakterien und läßt sich aufgrund seines Aufbaus leicht reinigen. Mit einem Bügel kann der Rechner als kompakte Einheit z. B. schwenkbar an einer Wand eines Labors oder in einer Klinik mit gut sichtbarer Anzeige angebracht werden. Aufgrund der beschriebenen Ausbildung ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten.The housing can be coated with lead against radiation and pressure influences be. In order to minimize the heat development inside the housing hold, CMOS components are used or such electronic construction elements that result in low power dissipation. The cooling device can also have other, electrically operated coolants, if necessary. In addition to the tightness against moisture and chemicals and other pollutants The calculator also offers protection against dirt, dust and bacteria is easy to clean due to its structure. With a bracket, the Computer as a compact unit z. B. pivotable on a wall of a laboratory or be installed in a clinic with a clearly visible display. Due to the described training there are many possible uses.

Claims

1. Computer with an electrical and electronic subassembly receive the heat-dissipating housing from a trough-shaped lower part and a cover placed on its peripheral edge, with a display unit and with a cooling device having at least one fan,
characterized by
that the housing with the attached cover ( 5 ) is sealed moisture-proof on all sides, a peripheral sealing device ( 6 ) being arranged between the edge of the lower part ( 3 ) and the underside of the cover ( 5 ) facing it,
that the cooling device has at least one fan ( 1 , 2 ), the heat generated by the assemblies ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c, 16 , 19 ) leads to the free inner surfaces of the housing walls, which the heat through their thermal conductivity transmitted to the outside, and
that the display unit ( 10 ) is arranged sealed in the lid ( 5 ).

2. Computer according to claim 1, characterized in
that in each case a fan ( 1 ) on a CPU board ( 15 a) near the CPU and on a power supply ( 16 ) is arranged and
that cooling fins are arranged on the inside of the housing walls.

3. Computer according to claim 1 or 2, characterized in
that the free edges of the lower part ( 3 ) lie in the same plane and are folded outwards to form a closed contact frame and
that the seal ( 6 ) is arranged on the contact frame.

4. Computer according to claim 3, characterized in that the seal ( 6 ) is inserted into a Umlau fende groove formed in the contact frame and protrudes beyond this.

5. Computer according to claim 3 or 4, characterized in that the cover ( 5 ) on its underside in the region of the bearing frame has bolts which protrude through the bearing frame and are fixed on the underside of the sen with nuts.

6. Computer according to one of the preceding claims, characterized in that in a section of the cover ( 5 ), a flat display ( 10 ) of the display unit is used sealed against the underside or the top of the cover ( 5 ) or against the edge of the cutout .

7. Computer according to claim 6, characterized in that between the display ( 10 ) and the cutout of the cover ( 5 ) on the underside of a protective glass pane is used sealed.

8. Computer according to one of the preceding claims, characterized in that the cover ( 5 ) has a downwardly bent, peripheral edge which comprises the edge of the lower part ( 3 ).

9. Computer according to one of the preceding claims, characterized in
that in a side wall of the lower part ( 3 ) a connection unit for periphere devices with a mounting plate ( 22 ) and a circumferential you device is used and
that at least one floppy disk drive ( 17 c) and a hard disk unit ( 18 ) are inserted in a sealed manner in a side wall.

10. Computer according to one of the preceding claims, characterized, that a temperature signaling device is provided, which at Er range one lie below an excess temperature of the housing interior sends a warning signal to the temperature threshold.

11. Computer according to one of the preceding claims, characterized, that a temperature profile of the housing interior can be displayed.