DE202004002008U1

DE202004002008U1 - Mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub

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Publication number: DE202004002008U1
Application number: DE200420002008
Authority: DE
Original assignee: APRA GERAETEBAU DIPL ING FH WO; Apra-Geratebau Dipl-Ing (fh) Wolfgang Appenzeller und Wilfried Rademacher & Co KG GmbH
Current assignee: APRA GERAETEBAU DIPL ING FH WO; Apra-Geratebau Dipl-Ing (fh) Wolfgang Appenzeller und Wilfried Rademacher & Co KG GmbH
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2014-02-12

Abstract

Mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub (1), durch welches/welchen von einer Eingangsseite (2) Kühlgas zur gegenüber liegenden Ausgangsseite (3) blasbar ist, wobei zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Bauteile angeordnet sind und mindestens einer von eventuell mehreren zwischen Eingangseite (2) und Ausgangsseite (3) vorhandenen parallelen Luftkanälen (A+B,C) oder parallelen Luftkanalbereichen (A,B), in denen die genannten Bauteile angeordnet sind, mit mindestens zwei strömungsmäßig in Reihe angeordneten redundanten Lüftern (11a,11b bis 13a,13b) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren redundanten Lüfter (11a,11b bis 13a,13b) mindestens eines der parallelen Luftkanäle (A+B,C) oder parallelen Luftkanalbereiche (A,B) auf den Eingangsseitenraum (2b) und den Ausgangsseitenraum (3b) verteilt angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder einen mit Lüftern ausgerüsteten Gehäuseeinschub. Das Gehäuse beziehungsweise der Einschub dient zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen. Diese sind in der Regel auf Leiterkarten angeordnet, die in das Gehäuse oder den Einschub eingeschoben oder eingehängt werden können. Es kann sich insbesondere um sogenannten ATCA-Einschübe (ATCA = Advanced Telecom Computing Architecture) handeln, die im Bereich der Datenübertragung als Server für Hochgeschwindigkeitsübertragung eingesetzt werden. Diese Einschübe können dabei in freier Bauweise bemessen sein oder bestimmten Normen entsprechen wie beispielsweise PICMG 3.0 oder PICMG 3.× der PIC Industrial Computer Manufacturers Group oder der sogenannten 19-Zoll-Befestigungs-DIN-Norm. Die in einem solchem Einschub eingebauten elektrischen und/oder elektronischen Bauteile entwickeln, insbesondere bedingt durch hohe Datentransferraten, eine sehr hohe Verlustwärme, Ein solcher Einschub mit beispiels weise 14 bestückten Leiterkarten kann maximal eine Wärme von 14 × 230 = 3220 Watt entwickeln.
Um diese Verlustwärme abzuführen, sind die Einschübe beziehungsweise Gehäuse mit Lüftern ausgerüstet. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solchen bekannten Einschubes. Bei a tritt die Kühlluft oder ein sonstiges Kühlgas über ein Eintrittsgitter in die Eintrittsöffnung 2a des Einschubs 1 ein. An der unteren Seite des Einschubs befindet sich ein Eingangsseitenraum 2b für die Kühlluft und am gegenüberliegenden oberen Ende des Einschubs ein Ausgangsseitenraum 3b für die Kühlluft, die an der Austrittsöffnung 3a bei b austritt.
2 zeigt in einem senkrechten Schnitt S-S durch den Einschub gemäß 1, wie dieser im Inneren aufgebaut sein kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den Bereichen A und B einerseits und in dem Bereich C andererseits breitere bzw. schmalere Leiterkarten vertikal angeordnet, auf denen die wärmeerzeugenden Bauteile montiert sind. Durch die Aufteilung in einen frontseitigen Raum A+B und einen rückseitigen Raum C gewinnt man zusätzliche Anschlußmöglichkeiten für Leiterkarten. Zwischen dem Raum A+B und dem Raum C ist eine Trennwand 24 vorhanden. Die Leiterkarten sind in den mit 21 angedeuteten Gestell en) eingeschoben oder eingehängt. Mit 25 ist der Steckerbereich für die elektrische Verbindung zwischen den frontseitigen und rückseitigen Leiterkarten angedeutet.
Unterhalb des wärmeerzeugenden Bereiches A+B+C befindet sich der Eingangsseitenraum 2b für die Kühlluft, die über die Eingangsseite 2 in den wärmeerzeugenden Bereich eintritt. Am oberen Ende verläßt die Kühlluft den wärmeerzeugenden Bereich durch die Ausgangsseite 3 und wird dann über den Aus gangsseitenraum 3b durch die Austrittsöffnung 3a bei b nach außen abgeführt.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform nach dem Stande der Technik sind im Eingangsseitenraum 2b zwei Lüfterpaare 11a, 11b und 12a, 12b angeordnet. Diese saugen Luft bei a an und treiben sie durch die den Einschub 1, wie dies durch die kräftigen Pfeile P angedeutet ist. Die Lüfter jedes Lüfterpaares 11a,11b und 12a,12b sind so bemessen, daß je ein Lüfter jedes Paares für sich eine zur Kühlung der zugeordneten Bauteile ausreichende Luftmenge zu fördern vermag. Die Lüfter eines solchen Paares werden daher im folgenden als "reduntante" Lüfter bezeichnet. Dabei können, je nach Steuerung der Lüfter, entweder beide Lüfter eines Paares gleichzeitig aktiv betrieben werden, oder ein Lüfter im abgeschalteten Zustand in Reserve gehalten werden. Die Lüfter können auf einer gemeinsamen Achse oder auf getrennten Achsen rotieren. Ein oder beide gezeigten Lüfterpaare 11a,11b und 12a,12 kann/können statt im Eingangsseitenraum 2b auch im Ausgangsseitenraum 3b an geeigneter Stelle angeordnet sein. Während der getrennte Strömungskanal C im wesentlichen durch das Lüfterpaar 12a,12b versorgt wird, werden die räumlich nicht getrennten parallelen Luftkanalbereiche A und B durch das Lüfterpaar 11a,11b versorgt.
Die in 2 dargestellte Anordnung mit je zwei Lüfterpaaren wiederholt sich in Richtung senkrecht zur Zeichenebene, das heißt, die in 1 gezeigte Eintrittsöffnung 2a ist mit mehreren nebeneinander angeordneten Lüfterpaaren 11a,11b versehen. Natürlich ist es auch denkbar, daß die redundanten Lüfter nicht aus Paaren bestehen, sondern mehr als zwei Lüfter umfassen.
Der Nachteil der bekannten Lüfteranordnung besteht in ihrer unmittelbar benachbarten räumlichen Anordnung in achsialer Arbeitsrichtung entweder im Eingangsseitenraum 2b oder im Ausgangsseitenraum 3b. Dies hat zum einen zur Folge, daß alle Lüfter einer redundaten Lüftergruppe den gleichen physikalischen Einflüssen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, ausgesetzt sind und somit eine gewisse Wahrscheinlichkeit besteht, daß die durch diese Einflüsse bedingten Lüfterausfälle zeitlich dicht beeinander liegen oder zeitlich zusammen fallen können. Ein weiterer erheblicher Nachteil besteht darin, daß beim Ersetzen eines ausgefallenen Lüfters auch der oder die zugehörigen redundanten Lüfter stillgesetzt werden müssen und somit die Kühlung von Bauteilen ganz oder teilweise ausfällt, was eine Abschaltung der betroffenen Bauteile erforderlich machen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das oben beschriebene Gehäuse oder den Gehäuseeinschub derart weiter zu entwickeln, daß die genannten Nachteile beseitigt sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches/welcher erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Anhand des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels soll die vorliegende Erfindung näher erläutert werden.
Der in 3 dargestellte Einschub ist mit drei redundante Lüfterpaaren 11a,11b bis 13a,13b ausgerüstet, wobei jeweils ein Lüfter jedes Paares im unteren Eingangsseitenraum 2b und der andere im oberen Ausgangsseitenraum 3b angeordnet ist. Die Lüfterpaare 11a,11b und 13a,13b belüften gemeinsam die beiden parallelen Luftkanalbereiche A und B, in denen breite Karten 5 mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen angeordnet sind. Das Lüfterpaar 12a,12b belüftet den getrennten Luftkanal C, in welchem schmalere Leiterkarten 5 angeordnet ist.
Die Lüfter können im Eingangsseitenraum 2b und/oder im Ausgangsseitenraum 3b so angeordnet sein, daß ihre Drehachsen d entweder parallel (Lüfter 11a), senkrecht (Lüfter 12a) oder schräg (Lüfter 13b) zur kürzesten Richtung R zwischen der Eingangsseite 2 und dem Ausgangsseite 3 verlaufen. Durch die parallelen oder schräge Anordnung der Drehachsen ist es möglich, die Höhe des Eingangsseitenraums 2b beziehungsweise des Ausgangsseitenraums 3b und damit die Gesamthöhe des Einschubs zu verkleinern. So kann ein Einschub, der sich in der 19-Zoll-Befestigungstechnik über über n Höheneinheiten HE (HE = 44,5 mm) im Stand der Technik erstreckt, um zwei Höheneinheiten HE niedriger gebaut werden.
Es versteht sich, daß die Anordnung der Leiterkarten statt, wie in den 1 bis 3 gezeigt, im Sinne der Zeichnung senkrecht auch im Sinne der Zeichnung waagrecht angeordnet sein können. Entsprechend verlagern sich dann die in den Figuren oben und unten dargestellten Eintritts- und Austrittsräume 2b,3b an die im Sinne der Zeichnung gegenüber liegenden senkrechten Seiten des Einschubes.
Durch die Erfindung wird die Wahrscheinlichkeit eines Totalausfalls der zu einer Gruppe gehörenden redundanten Lüfter gering gehalten, der Austausch eines defekten Lüfters bei weiterlaufendem redundanten Lüfter ermöglicht und durch die Schrägstellung der vereinzelten redundanten Lüfter eine geringere Bauhöhe bzw. Baubreite des Einschubs oder Gehäuses ermöglicht, ohne dabei die Strömungsquerschnitte kritisch zu verengen.

Claims

Mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub (1), durch welches/welchen von einer Eingangsseite (2) Kühlgas zur gegenüber liegenden Ausgangsseite (3) blasbar ist, wobei zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Bauteile angeordnet sind und mindestens einer von eventuell mehreren zwischen Eingangseite (2) und Ausgangsseite (3) vorhandenen parallelen Luftkanälen (A+B,C) oder parallelen Luftkanalbereichen (A,B), in denen die genannten Bauteile angeordnet sind, mit mindestens zwei strömungsmäßig in Reihe angeordneten redundanten Lüftern (11a,11b bis 13a,13b) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren redundanten Lüfter (11a,11b bis 13a,13b) mindestens eines der parallelen Luftkanäle (A+B,C) oder parallelen Luftkanalbereiche (A,B) auf den Eingangsseitenraum (2b) und den Ausgangsseitenraum (3b) verteilt angeordnet sind.
Mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub, dadurch gekennzeichnet, daß die redundanten Lüfter (11a,11b bis 13a,13b) im Eingangsseitenraum (2b) und/oder Ausgangsseitenraum (3b) mit ihren Drehachsen (d) parallel, senkrecht oder schräg zur kürzesten Richtung (R) zwischen der genannten Eingangsseite (2) und der genannten Ausgangsseite (3) angeordnet sind.
Mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub nach Anspruch 1 oder 2, daurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugenden Bauteile in an sich bekannter Weise auf Leiterkarten (5) angeordnet sind, die sich parallel zur Richtung zwischen der genannten Eingangsseite (2) und genannten Ausgangsseite (3) erstrecken.
Mit Lüftern ausgerüstetes Gehäuse oder ausgerüsteter Gehäuseeinschub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas Luft ist.