-
Die
Erfindung betrifft Verbesserungen bei oder in Bezug auf das Kühlen von
elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen und im Besonderen
von Computer-Einrichtungen. Die Erfindung betrifft besonders einen
Lüfter,
der in einem Computergehäuse
angeordnet ist, um Kühlluft
für elektrische und/oder
elektronische Bauteile anzusaugen, wobei der Lüfter aufweist: ein Gehäuse mit
mindestens einer Ansaugöffnung,
mindestens einer Auslassöffnung
und mindestens einem Rad, das zwischen der Ansaugöffnung und
der Auslassöffnung
zum Drehen auf einer Achse und zum Halten einer Anzahl von Blättern angeordnet
ist, wobei die Ansaugöffnung
in einer Grundplatte des Gehäuses
angeordnet ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse des
Laufrades ist, und wobei die Blätter
in dem Rad derart angeordnet und ausgeführt sind, dass der dadurch
erzeugte Kühlluftstrom
eine radiale oder zentrifugale Komponente hat. Ein solcher Lüfter ist
aus der
US-A-3 829 250 bekannt.
-
Infolge
der zunehmenden Miniaturisierung von elektrischen und elektronischen
Bauteilen und deren steigender Leistung wird von solchen Bauteilen
eine ständig
steigende Menge an Wärme
auf zunehmend kleinerem Raum erzeugt. Aus diesem Grund wird das
Kühlen
der Bauteile zunehmend ein Problem. Dieses wird noch weiter verstärkt durch
die Tatsache, dass der Oberflächenbereich,
der für
die Wärmeübertragung
zur Verfügung
steht, ebenfalls immer kleiner wird.
-
Um
diesem Problem vorzubeugen, werden zunehmend größere und stärkere Lüfter verwendet, wodurch mehr
Kühlluft
entlang den Bauteilen geführt werden
kann. Auch setzt man auf Kühlblöcke mit
größeren Abmessungen.
Dadurch geht der Gewinn an Raum, der aufgrund der Verkleinerung
der Bauteile ermöglicht
würde,
im Wesentlichen wieder verloren. Des Weiteren benötigen Lüfter mit
höherer
Leistung auch mehr Strom, und die größere Luftverdrängung führt zu Problemen
hinsichtlich Lärm
und Staub.
-
Lüfter zum
Kühlen
von Computer-Einrichtungen wurden bis jetzt lediglich als Radial-Lüfter ausgebildet,
wobei die Ansaugöffnung,
die Auslassöffnung und
das Laufrad koaxial in einem röhrenförmigen Gehäuse angeordnet
sind. Solch ein Axiallüfter
weist eine relativ niedrige Effizienz auf, wodurch ein relativ großer Lüfter verwendet
werden muss, um eine hohe Kühlleistung
zu erreichen, der ferner auch eine beträchtliche Drehgeschwindigkeit
entwickeln muss. Die Lärmerzeugung
von Axiallüftern
ist aus diesem Grund relativ hoch.
-
Das
oben genannte Dokument des Standes der Technik
US-A-3 829 250 offenbart
einen Lüfter zum
Kühlen
von Leiterplatten in einem Rechner. Dieser bekannte Lüfter weist
eine rotierende Scheibe auf, die in einem zylinderförmigen Gehäuse angeordnet
ist und eine Mehrzahl von Blättern
trägt.
Die freien Enden der Blätter
sind durch einen Ring miteinander verbunden. Dieser Lüfter weist
eine zentrale Ansaugöffnung
an einer ersten Seite des Gehäuses
auf. Kühlluft
wird zunächst
von dem Laufrad in radialer Richtung geblasen, jedoch anschließend von
der zylinderförmigen
Seitenwand des Lüftergehäuses abgelenkt,
und tritt schließlich
in axialer Richtung aus dem Lüfter
aus.
-
Ziel
der Erfindung ist es nun, Verbesserungen auf dem Gebiet der Kühlung von
elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen vorzuschlagen, wodurch
die oben beschriebenen Probleme nicht oder nur in einem geringeren
Ausmaß auftreten.
Gemäß der Erfindung
wird dies bei einem Kühler
des oben beschriebenen Typs dahingehend erreicht, dass das Gehäuse eine
innere Seitenwand aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der
Rotationsachse des Laufrades ausgerichtet ist und sich spiralförmig von
dem Laufrad in der Rotationsrichtung des Rades wegbewegt, wobei
die Auslassöffnung
in der Seitenwand ausgebildet ist, wodurch durch die Ansaugöffnung im
Wesentlichen in Richtung der Rotationsachse angesaugte Kühlluft im
Wesentlichen quer zu der Richtung der Achse hinaus geblasen wird.
-
Durch
Verwenden eines Zentrifugal-Lüfters oder
eines so genannten Halbaxialventilators kann somit ein großer Strom
von Kühlluft
erzeugt werden, während
der Energieverbrauch des Lüfters
und seine Lärmerzeugung
begrenzt bleiben. Die spiralförmige innere
Seitenwand führt
zu einer schrittweisen Vergrößerung des
Querschnitts des Auslass-Schachtes, was wiederum die Ausströmungs-Geschwindigkeit der
Kühlluft
und damit auch den durch den Lüfter
erzeugten Lärm
verringert.
-
Eine
strukturell einfache Ausführungsform dieses
Lüfters
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blätter durch längliche
Profilstäbe
gebildet sind, die verteilt auf einem drehbaren Ring angeordnet
sind und sich im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse des
Rings erstrecken. In diesem Fall kann die in der Grundplatte angeordnete
Ansaugöffnung
vorteilhafterweise in einem Bereich münden, der durch die Stäbe definiert
ist, und das Gehäuse
kann ferner eine obere Platte aufweisen, auf welcher ein das Laufrad
antreibender Motor montiert ist. Dieser Motor kann auch vorteilhafterweise
in einem durch die Stäbe
definierten Bereich angeordnet sein.
-
Wenn
die Grundplatte Mittel zum Befestigen des Lüfters zum Beispiel an einem
Anschlussstück oder
einem Kühlschlauch
aufweist, kann der Lüfter dazu
verwendet werden, Luft aus dem Computergehäuse zu entziehen nachdem diese
entlang den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen geströmt ist.
-
Andererseits
ist es ebenfalls vorstellbar, dass die Auslassöffnung mit einem zu kühlenden elektrischen
und/oder elektronischen Bauteil verbunden ist. In diesem Fall würde der
Lüfter
die Kühlluft
in das Computergehäuse
blasen.
-
Eine
kompakte und effiziente Ausführungsform
des Lüfters
wird erhalten, wenn die Abmessung des Laufrades in der axialen Richtung
im Wesentlichen gleich seinem Durchmesser ist.
-
Die
Erfindung betrifft ferner eine Kombination eines wie oben beschriebenen
Lüfters
und eines Anschlussstücks
zum Anschließen
einer Öffnung
des Lüfters
an ein elektrisches oder elektronisches Bauteil. Vorzugsweise weist
das Anschlussstück
dieser Kombination einen Rahmen mit Befestigungsmitteln für den Lüfter und
Mittel zum Anschließen
des Rahmens an das elektrische oder elektronische Bauteil auf. Eine
weitere Ausführungsform
der Kombination ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum
Anschließen
eine Schnellkupplung aufweisen. Hierdurch werden Montagevorgänge vereinfacht.
-
Diese
Schnellkupplung weist vorzugsweise mindestens zwei Hakenteile auf,
die um das elektrische oder elektronische Bauteil und die damit
verbundenen Spannbauteile herum eingreifen. Ein Kuppeln kann auf
schnelle und zuverlässige
Weise erfolgen, indem die Hakenteile hinter einem hervorstehenden
Abschnitt des zu kühlenden
Bauteils (der zu kühlenden
Bauteile) angeordnet werden und anschließend die Spannbauteile gespannt
werden. Durch Verwenden von zwei oder mehreren Hakenteilen und Spannbauteilen
wird ein Kühlblock,
der zwischen dem Anschlussstück
und dem zu kühlenden Bauteil
eingeschlossen ist, gleichmäßig auf
das Bauteil gedrückt.
Ein Spannbauteil, das leicht zu bedienen ist, weist einen federbelasteten
Hebel auf.
-
Wenn
die erfindungsgemäße Kombination einen
Kühlblock
aufweist, der mit dem elektrischen oder elektronischen Bauteil verbunden
ist, wobei der Kühlblock
eine Basis zum Anschließen
an das elektrische oder elektronische Bauteil sowie eine Anzahl von
im Wesentlichen parallelen Kühlrippen
aufweist, die aus diesem herausragen, ist der Rahmen vorzugsweise
derart bemessen, dass er auf eng anliegende Weise um zumindest einen
Teil des Kühlblocks
herum angeordnet werden kann. Dies gewährleistet einen luftdichten
Anschluss.
-
Der
Kühlblock
weist mindestens eine Wand auf, die im Wesentlichen quer zu den
Kühlrippen
verläuft,
um dadurch den Strom abzulenken. Dieses Ablenken des Stroms gewährleistet,
dass die Kühlluft
einen längeren
Weg durch den Kühlblock
hindurch abdecken muss, wodurch mehr Zeit für die Wärmeübertragung zwischen den Kühlrippen
und der dort entlang streichenden Luft zur Verfügung steht, und dadurch folglich
eine bessere Kühlung
erreicht wird.
-
Eine
strukturell einfache Ausführungsform wird
erreicht, wenn die Ablenkungswand in einem abgeschnittenen Abschnitt
aufgenommen ist, der durch daneben liegende Kühlrippen verläuft. Um
die Anzahl von verschiedenen Teilen einzuschränken, bildet die Ablenkungswand
vorteilhafterweise einen Teil eines Anschlussstücks. Verschiedene Funktionen
können somit
in ein Bauteil integriert werden.
-
Die
Erfindung wird nun auf der Grundlage einer Anzahl von Ausführungsformen
erläutert,
wobei Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen genommen wird, in welchen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht eines Gehäuses für elektrische und/oder elektronische Bauteile,
im Besonderen einer Computer-Einrichtung zeigt,
-
2 eine
Detail-Ansicht entlang dem Pfeil II in 1 darstellt,
in welcher ein lösbarer
Filter in der herausgezogenen Position dargestellt ist,
-
3 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Anzahl von Bauteilen
des Gehäuses aus 1 zeigt,
-
4 eine
teilweise Querschnitts-Vorderansicht entlang dem Pfeil IV in 3 darstellt,
in welcher eine Anzahl von Speichereinheiten und ein zugehöriger Kühllüfter gemäß der Erfindung
dargestellt sind,
-
5 eine
perspektivische Ansicht mit explodierten Teilen des oberen Teils
des Gehäuses
der 1 darstellt,
-
6A eine
perspektivische Detail-Ansicht entlang dem Pfeil VI in 3 einer
ersten Ausführungsform
eines Kühlblocks
und eines Anschlussstücks
zur Verwendung mit einem bestimmten Prozessor darstellt,
-
6B eine
Vorderansicht des Kühlblocks und
des Anschlussstücks
der 6A darstellt,
-
7 eine
der 6B entsprechende Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Kühlblocks
und eines Anschlussstücks
zur Verwendung mit einem anderen Prozessor darstellt,
-
8 eine
Schnittzeichnungs-Rückansicht des
Gehäuses
gemäß dem Pfeil
VIII in 3 darstellt,
-
9 eine
perspektivische Schnittzeichnungsansicht des Kühllüfters der Erfindung darstellt,
-
10 eine
Draufsicht auf die Wände
des Gehäuses
in herausgefalteter Position darstellt, und
-
11 einen
Längsschnitt
durch eine alternative Ausführungsform
des Kühllüfters der
Erfindung darstellt, der angepasst ist, um Kühlluft durch das Gehäuse zu blasen.
-
Ein
Gehäuse 1 für elektrische
und/oder elektronische Bauteile, wie zum Beispiel Hauptplatinen mit
Prozessoren 2 (3), Grafikkarten, ein Netzanschluss 3 und
Speichereinheiten, zum Beispiel eine Anzahl von Festplattenstationen 4 und
CD-ROM- und/oder DVD-Abspielgeräte
und/oder -Brenner 5, weist einen Rahmen 6, eine
Vorderwand 7, zwei Seitenwände 8, eine Rückwand 9,
eine obere Wand 10 und einen Boden 11 auf (1).
-
Wände 7 bis 10 schließen den
Rahmen 6 praktisch auf allen Seiten ein und bilden ein
im Wesentlichen luftdichtes Gehäuse.
In der dargestellten Ausführungsform
ist der Rahmen 6 aus Metall hergestellt, während die
vordere Wand 7, die obere Wand 10, die Rückwand 9 und
die Seitenwände 8 integral (10)
aus Kunststoff gebildet sind, welcher optional auf der Innenseite
mit einer Schicht aus schalldämpfendem
Material, zum Beispiel Filz gebildet ist.
-
Diese
Wände 7 bis 10 sind
durch Falzlinien 17 miteinander verbunden und weisen auf
der Innenseite vorspringende Leisten 18 auf, die im Zusammenbau-Zustand
des Gehäuses 1 in
Profile 19 des Rahmens 6 eingreifen (8).
Des Weiteren weisen die vordere Wand 7 und die Seitenwände 8 entlang ihrem
unteren Rand Spannleisten 20, 21 auf, die um einen
unteren Rand 22 des Rahmens 6 eingerastet sind,
um die Wände 7 bis 10 am
Rahmen 6 zu fixieren.
-
Der
Boden 11 ist offen gelassen und bildet so eine Ansaugöffnung 12,
während
eine Anzahl von Auslassöffnungen 13 in
der oberen Wand 10 des Gehäuses 1 ausgebildet
ist. Durch diese Öffnungen 12, 13 wird
Kühlluft
in das Gehäuse 1 angesaugt
(Pfeile S) und aus diesem wieder heraus geblasen (Pfeile B). Zu
diesem Zweck werden Lüfter 14 verwendet,
in der dargestellten Ausführungsform
vier an der Zahl, die zwischen den Ansaugöffnungen 12 und den
Auslassöffnungen 13 angeordnet
sind. In der dargestellten Ausführungsform
sind die Lüfter 14 nah
bei den Auslassöffnungen 13 angeordnet.
Die Lüfter 14 saugen
dadurch die Kühlluft
durch das Gehäuse 1 hindurch,
anstatt es hindurch zu blasen. Die Auslassöffnungen 13 sind hier
in der oberen Wand 10 angeordnet. Infolge dieser Anordnung
wird ein Luftstrom von unten nach oben durch das Gehäuse 1 erzeugt,
der die natürliche
Tendenz von warmer Luft steigert, nach oben zu steigen.
-
Das
Gehäuse 1 gemäß der Erfindung
soll eine deutlich höhere
Kühlleistung
als konventionelle Computergehäuse
erzeugen, unter anderem durch Erhöhen der Menge von Kühlluft,
die durch das Gehäuse 1 strömt. Um zu
verhindern, dass hier große Mengen
von Staub in dem Gehäuse
angesammelt werden, wodurch der Betrieb der ungeschützten elektronischen
Bauteile beeinträchtigt
würde,
ist der Boden 11, der die Ansaugöffnung 12 definiert,
mit Filtermaterial 15 bedeckt. Dieses Filtermaterial 15 ist
in der Form einer Matte, die lösbar
in einem Schubfach 16 untergebracht ist, welches wiederum
gleitend in einer Öffnung 23 nahe
bei dem unteren Rand der vorderen Wand 7 untergebracht
ist, so dass das Filtermaterial 15 leicht ersetzt oder
gereinigt werden kann.
-
Ferner
sind in der vorderen Wand 7 Öffnungen 24 ausgebildet,
durch die Zugang zu DVD-Abspielgeräten 5 erlangt wird.
Wenn diese Öffnungen 24 nicht
verwendet werden, zum Beispiel weil weniger als die maximale Anzahl
von Bauteilen in dem Gehäuse 1 untergebracht
ist, werden sie auf luftdichte Weise mit (nicht dargestellten) Schnappdeckeln verschlossen.
Dichtungsmaterial, zum Beispiel Filz, ist ferner um die Öffnungen 24 angeordnet,
um so weit wie möglich
zu verhindern, dass Luft durch die Öffnungen 24 angesaugt
wird. Ähnliches
Dichtungsmaterial kann auch entlang der Öffnung 23 für das Filter-Schubfach 16 angeordnet
sein.
-
In
der Rückwand 9 ist
eine relativ große Öffnung 25 ausgebildet,
durch die die erforderliche Verkabelung auf einfache Weise an Hauptplatinen 2, Graphikkarte(n)
und Netzanschluss 3 angeschlossen sein kann. Diese sind
insbesondere Stromversorgungskabel und Anschlusskabel an Peripheriegeräte, wie
zum Beispiel einen Monitor, eine Tastatur, einen Drucker und dergleichen.
Um so weit wie möglich
zu verhindern, dass Luft durch diese Öffnung 25 angesaugt
wird, wird sie mittels einer Muffe 26, die sich in Richtung
nach außen
verjüngt,
abgedichtet, die mittels Klettband an dem Umfangsrand 27 der Öffnung 25 befestigt
ist, und die eine relativ enge Öffnung 28 aufweist,
die gleichermaßen
mittels Klettband auf eng anliegende Weise um die dadurch gespeisten
Kabel geschlossen wird.
-
Die
oben beschriebene Kombination von Maßnahmen gewährleistet, dass Kühlluft nur
durch die speziell für
diesen Zweck gebildete Ansaug- und Auslassöffnung 12, 13 in
das Gehäuse 1 gelangen kann
und aus diesem wieder herausströmen
kann. Dadurch wird ein geführter
Kühlluftstrom
durch das Gehäuse 1 erreicht.
-
Das
Führen
der Kühlluftströme durch
das Gehäuse 1 wird
ferner in der dargestellten Ausführungsform
dahingehend optimiert, dass die verschiedenen zu kühlenden
Bauteile 2 bis 5 mit ihren zugehörigen bzw.
mit ihrem zugehörigen
Lüfter 14 über Kühlschläuche 29 und/oder
Schächte 30 verbunden sind.
Das verhindert, dass von den Bauteilen 2 bis 5 kommende
warme Luft frei durch das Gehäuse 1 zirkulieren
kann. Des Weiteren sind die Lüfter 14 jeweils in
ihrem eigenen geschlossenen Fach 31 auf der oberen Seite
des Gehäuses 1 untergebracht.
Die Trennwände 32 zwischen
den Fächern 31 können hier
auch mit einer Schicht von absorbierendem Material, wie zum Beispiel
Filz abgedeckt sein, damit die Lärmerzeugung
so weit wie möglich
eingeschränkt wird.
In der dargestellten Ausführungsform
ist eine weitere Schicht von schalldämpfendem Material 33 ferner über den
Fächern 31 angeordnet,
um so weit wie möglich
das Austreten von Schall aus dem Gehäuse 1 in den Umgebungsraum
zu begrenzen. Anstelle einer schalldämpfenden Matte könnte zum
Beispiel auch von einem Labyrinth Gebrauch gemacht werden, durch
welches die Kühlluft
das Gehäuse 1 verlassen
müsste.
-
Für die bestmögliche luftdichte
Verbindung zwischen den Bauteilen 2 und den daran anzuschließenden Kühlschläuchen 29 wird
ein Anschlussstück 34 verwendet.
In der dargestellten Ausführungsform ist
das Anschlussstück 34 derart
bemessen, dass es eng anliegend an einen Kühlblock 35 anschließt, der mit
dem Bauteil 2 (6, 7)
verbunden ist, um die dadurch erzeugte Wärme so effizient wie möglich auf
die vorbei strömende
Kühlluft
zu übertragen.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
weist der Kühlblock 35 einen
Boden 36 auf, der mit dem zu kühlenden Bauteil verbunden ist,
hier aus diesem Grund mit der Hauptplatine mit dem Prozessor 2,
sowie eine Anzahl von parallelen Kühlrippen 37, die aus dem
Boden 36 herausragen. Der Boden und die Kühlrippen
sind hier integral aus einem Material gebildet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit
aufweist, zum Beispiel aus Kupfer oder einer Legierung davon. Um
den Kontakt zwischen der vorbei strömenden Kühlluft und den Kühlrippen 37 zu
intensivieren, sind zwei Ablenkungswände 38 quer zu den
Kühlrippen 37 gebildet,
wobei die Wände
sich von den freien Rändern
der Kühlrippen 37 über einen
Teil der Höhe der
Kühlrippen 37 in
der Richtung des Bodens 36 erstrecken. Die Kühlluft ist
dadurch gezwungen, einem gewundenen Pfad (Pfeile C) zwischen den
Kühlrippen 37 zu
folgen, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit
verringert und die Kontaktzeit erhöht wird. Ablenkungswände 38 sind
in abgeschnittenen Abschnitten 39, die in Kühlrippen 37 ausgebildet
sind, aufgenommen.
-
Zusätzlich zu
den Halbhöhen-Ablenkungswänden 38 weist
der Kühlblock 35 auch
zwei Ablenkungswände 75 auf,
die sich von dem Boden 36 über die gesamte Höhe der Kühlrippen 37 erstrecken.
Diese Wände 75 dienen
dazu, zu verhindern, dass die Kühlluftströme 35,
die sich von beiden Seiten des Kühlblocks 35 entwickeln,
in der Mitte des Blocks zusammentreffen. Das würde zu großen Wirbeln und damit verbundenen
Druckverlusten führen.
Wände 75 lenken
diese Kühlluftströme auf kontrollierte
Weise ab, so dass sie beinahe quer zu dem Boden 36 wegströmen, und,
nachdem sie den Kühlblock 35 verlassen
haben, ein gleichmäßiges Strömungsmuster
bereitstellen. Zwischen den Wänden 75 ist
ein Raum 76 definiert, durch den Kühlluft ebenfalls angesaugt
werden kann. Falls erforderlich, können ferner sekundäre Kühlrippen 77,
die quer zu den Kühlrippen 37 verlaufen,
in diesem Raum 76 angeordnet sein. Eine einzelne zentrale
Ablenkungswand 75 könnte ebenfalls
anstelle von zwei Wänden 75 mit
einem Zwischenraum 76 verwendet werden.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
sind die Ablenkungswände 38 aus
zwei parallelen Seitenwandstücken 40 des
Rahmens 41 des Anschlussstücks 34 gebildet. Dieser
Rahmen 41 weist ferner zwei querlaufende Wände 42,
wobei der Abstand zwischen diesen der gleiche ist, wie die Breite
des Kühlblocks 35,
sowie eine obere Platte 43 auf. In der oberen Platte 43 ist
eine Öffnung 44 zum
Ansaugen von Kühlluft
zu dem Kühlschlauch 29 oder
direkt zu dem Lüfter 14 ausgebildet.
Die obere Platte 43 weist auch Mittel 78 zum Befestigen
von entweder eines Mündungsstücks 45 eines
Kühlschlauchs 29 (8) oder
einer Bodenplatte 46 des Lüfters 14 (9)
daran auf. Diese Befestigungsmittel 78 haben hier die Form
von vier Löchern
zum Aufnehmen von Schrauben oder Bolzen.
-
Des
Weiteren weist das Anschlussstück 34 Mittel 47 zum
Anschließen
des Rahmens 41 an dem zu kühlenden Bauteil 2 bis 5 oder
an dem Kühlblock 35,
der optional darauf montiert ist, auf. Damit diese Verbindung auf
schnelle und einfache Weise durchgeführt werden kann, haben die
Anschlussmittel 47 hier die Form einer Schnellkupplung.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
ist diese Schnellkupplung aus zwei Hakenteilen 48 und Spannbauteilen 49 gebildet,
die mit jedem der Hakenteile 48 verbunden sind. Jedes Hakenteil 48 besteht
aus einer Platte oder einer Leiste mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Öffnungen 50,
die um vorspringende Teile 51 des zu kühlenden Bauteils gedrückt sein
können.
Jedes der Hakenteile 48 ist mit dem Rahmen 41 über ein Spannbauteil 49 verbunden.
Dieses Spannbauteil 49 weist einen Hebel 52 auf,
der an einem auf dem Rahmen 41 montierten Schaft schwenkbar
ist. Der Hebel 52 weist einen Querträger 53 auf, an welchem äußere Rohre 73 von zwei
ausziehbaren Abschnitten befestigt sind. Die entsprechenden inneren
Rohre 74 sind an dem entsprechenden Hakenteil 48 befestigt.
Die ausziehbaren Abschnitte werden von Druckfedern 55 zu
ihrer verlängerten
Position gedrängt.
Jeder Hebel 52 ist gemäß dem Pfeil
P zwischen der rechts in 6B gezeigten
Position, in welcher Federn 55 nicht unter Druck sind,
und einer um ungefähr
180° gedrehten Position,
die links in 6B dargestellt ist, in welcher der
Hebel 53 gegen den Rahmen 41 anliegt und die Federn 55 gespannt
sind und das Anschlussstück 34 gespannt
gegen den Kühlblock 35 ziehen,
drehbar.
-
In
einer alternativen Ausführungsform
des Anschlussstücks 34,
die für
einen anderen Typ von Hauptplatine mit einem anderen Prozessor 2 angewendet
werden kann, weisen die Hakenteile 48 jeweils zwei Vorsprünge 50 auf,
und die Hauptplatine weist Öffnungen 51 auf.
In dieser Ausführungsform ist
der Querträger 53 von
jedem Hebel 52 ferner mit einem Hakenteil 48 mittels
zweier Zugfedern 55 verbunden.
-
Um
die von den Speichereinheiten 4, 5 kommende Luft
zu führen,
wird in der dargestellten Ausführungsform
nicht von einem Kühlschlauch 29 und einem
Anschlussstück 34,
sondern von einem Schacht 30 Gebrauch gemacht, der sich
als eine Art "Kamin" entlang den Speichereinheiten 4, 5 erstreckt (3).
Dieser Schacht 30 ist hier durch einen unteren Teil 56 gebildet,
der entlang Festplattenstationen 4 und einem daran anschließenden oberen
Teil 57 verläuft,
der entlang den CD-ROM-
oder DVD-Stationen 5 verläuft. Öffnungen 58 sind in
dem Schacht 30 an der Stelle von Punkten angeordnet, wo
Speichereinheiten 4, 5 daran angeschlossen sein
können (4).
Wenn es keine Speichereinheit 4, 5 zum Kühlen an
der entsprechenden Stelle gibt, können diese Öffnungen 58 durch Abdeckungen 59 auf
luftdichte Weise verschlossen sein, so dass die Kühlluft lediglich
entlang den Speichereinheiten 4, 5 gesaugt wird,
die tatsächlich
im Gehäuse 1 installiert
sind.
-
Wie
angegeben, sind vier Lüfter 14 in
dem Gehäuse 1 in
der dargestellten Ausführungsform
untergebracht, von denen einer zum Kühlen der Speichereinheiten 4, 5,
einer zum Kühlen
des Netzanschlusses 3 und jeweils einer zum Kühlen der
beiden Hauptplatinen 2 vorgesehen ist. Wenn lediglich eine Hauptplatine 2 in
dem Gehäuse 1 angeordnet
ist, kann eine Gesamtanzahl von drei Lüftern 14 ausreichen.
Der Netzanschluss 3 wird andernfalls direkt angeschlossen,
ohne dass so ein Kühlschlauch 29 oder ein
Schacht 30 zu dem zugehörigen
Lüfter 14 zwischengeschaltet
ist.
-
Die
Lüfter 14 sind
gemäß der Erfindung
angepasst, um einen Strom mit einer radialen oder zentrifugalen
Komponente zu erzeugen. In der dargestellten Ausführungsform
weist jeder Lüfter 14 zu
diesem Zweck ein Gehäuse 60 mit
einer Ansaugöffnung 61,
einer Auslassöffnung 62 und
einem dazwischen angeordneten Rad 63 auf, das auf einer
Achse 64 rotiert werden kann, und das eine Anzahl von Blättern 65 trägt (9).
Das Gehäuse 60 ist
aus einer Grundplatte 46, in der die Ansaugöffnung 61 angeordnet
ist, einer spiralförmigen
Seitenwand 66, die eine Auslassöffnung 62 aufweist,
und einer oberen Platte 67 gebildet. Die Grundplatte 46 weist
Mittel 68 zum Befestigen des Lüfters 14 an einem
Anschlussstück 34,
einem Endstück 69 eines
Kühlschlauchs 29 oder
einem Boden 70 eines Fachs 31 auf. Die Anschlussmittel 68 haben
hier die Form einer Anzahl von Löchern
zum Aufnehmen von Schrauben, Bolzen oder anderen Befestigungselementen.
-
Die
Blätter 65 erstrecken
sich parallel zu der Rotationsachse 64 des Rades 63 und
sind durch längliche
Profilstäbe
gebildet, die verteilt zwischen zwei drehbaren Ringen 71 angeordnet
sind. Die Stäbe 65 liegen
außerhalb
der Ansaugöffnung 61.
Die Rotationsachse 64 ist in der oberen Platte 67 angebracht
und das Laufrad 63 wird durch einen Motor 72, zum
Beispiel einen Elektromotor, der um die Achse 64 auf der
oberen Platte 67 angebracht ist, angetrieben.
-
Wenn
das Laufrad 63 von dem Motor 72 in Richtung des
Pfeils R zum Drehen gebracht wird, wird Kühlluft durch die Öffnung 61 in
der Grundplatte 46 angesaugt und ungefähr quer zu der Richtung der Achse 64 in
das Gehäuse 60 hinaus
geblasen. Der Raum zwischen dem Laufrad 63 und der spiralförmigen Seitenwand 66 des
Gehäuses
wird allmählich größer, wie
in der Rotationsrichtung gesehen, wodurch der Kühlluftstrom allmählich verlangsamt
wird und die Luft den Lüfter 14 durch
die Auslassöffnung 62 bei
relativ niedriger Geschwindigkeit verlässt. Die Lärmerzeugung wird dadurch verringert.
Infolge der Form und der Anordnung des Laufrades 65 kann
eine beträchtliche
Luftmenge bereits bei relativ niedrigen Drehgeschwindigkeiten verdrängt werden,
wodurch die Kühlleistung
relativ hoch ist. Der Lüfter 14 könnte zum
Beispiel eine Drehgeschwindigkeit von ungefähr 3500 rpm aufweisen, wobei
im Fall von Axiallüftern im
Allgemeinen Rotationsgeschwindigkeiten im Bereich von 7000 rpm angewendet
werden.
-
Obwohl
der oben dargestellte und beschriebene Lüfter 14 in einer Anordnung
ist, in welcher er Luft ansaugt, kann er auch dazu verwendet werden, Kühlluft zu
blasen, während
dennoch die Vorteile, die sich aus seiner Konfiguration ergeben,
beibehalten werden. Zu diesem Zweck ist die Ansaugöffnung 61 mit
der Ansaugöffnung 12 im
Gehäuse 1 verbunden, während die
Auslassöffnung 62 an
dem Anschlussstück 34 über eine
Kupplung 79 (11) befestigt ist. Dieses Anschlussstück 34 wiederum
ist in der bekannten Weise an einem zu kühlenden Bauteil und dem darauf
angebrachten Kühlblock 35 befestigt.
Um den Strom in einer gleichmäßigen Verteilung
von der Auslassöffnung 62 zu
dem Anschlussstück 34 zu
führen,
sind zwei Ablenkplatten 80 ebenfalls in der Kupplung 79 angeordnet.
-
Die
Erfindung stellt somit ein Gehäuse
bereit, in dem elektrische und/oder elektronische Bauteile mit relativ
einfachen Mitteln optimal gekühlt
werden können.
Dies ermöglicht
es, eine große
Anzahl von Hochleistungs-Bauteilen, wie sie zum Beispiel in einem
Server zu finden sind, in einem Gehäuse mit kompakten Abmessungen
unterzubringen. Messungen an einem Prototypen haben gezeigt, dass
selbst bei einer sehr hohen Prozessorauslastung die Temperatur einer
Hauptplatine 2 in dem Gehäuse 1 gemäß der Erfindung
auf nicht mehr als ungefähr
25°C ansteigt,
während
die Temperatur des Prozessors selbst zwischen 40 und 55°C schwankt.
Eine identische Hauptplatine in einem Gehäuse mit den gleichen Abmessungen
und dem gleichen Aufbau, jedoch ohne die verbesserte Kühlung gemäß der Erfindung,
erreicht bei der gleichen Auslastung eine Temperatur von ungefähr 55 bis
60°C. Die
Temperatur des Prozessors steigt hier auf beinahe 85°C.
-
Obwohl
die Erfindung oben auf der Grundlage einer Anzahl von Ausführungsformen
erläutert wurde,
ist es ersichtlich, dass sie nicht auf diese beschränkt ist,
sondern auf viele Arten variiert werden kann, ohne den Schutzbereich
der Ansprüche
zu verlassen. Des Weiteren wird es ersichtlich, dass die verschiedenen
Teile des Gehäuses,
wie zum Beispiel der Lüfter,
das Anschlussstück
und der Kühlblock auch
in anderen Kombinationen angewendet werden können, wobei dennoch die damit
verbundenen Vorteile beibehalten werden.
-
Der
Umfang der Erfindung wird deshalb einzig und allein durch die folgenden
Ansprüche
definiert.