DE10204866A1

DE10204866A1 - Wärmeableitmodul

Info

Publication number: DE10204866A1
Application number: DE10204866A
Authority: DE
Inventors: Wen-Shi Huang; Chao-Wu Wen; Te-Tsai Chuang; Ida Hsu
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2002-10-24
Also published as: US6663416B2; JP3084355U; US20020142646A1

Abstract

Kühlmodul, umfassend eine Kühlvorrichtung mit einem Anschluss auf einer Seite, welcher die Kühlvorrichtung haltert, fixiert und elektrisch anschließt. Beim Einschub der Kühlvorrichtung in den Rahmen des Systems wird der Anschluss in eine Buchse des Systems gesteckt, so dass das Kühlmodul mit dem System elektrisch verbunden ist. Das Kühlmodul kann so leicht in dem System ersetzt werden, ohne dass dieses abgeschalten werden muss und es besitzt eine hervorragende Kühlleistung bei geringem Platzbedarf, wobei es nicht zur Innenhöhe noch zur Dicke des Systems beträgt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul und insbesondere ein Kühlmodul, das bei laufendem Betrieb des Systems gewechselt werden kann (Hot-Swap-Austausch).

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Zur Abführung der Betriebswärme von elektronischen Vorrichtungen werden Kühlvorrichtungen wie Gebläse eingesetzt. Die Kühlung ist bei elektronischen Vor richtungen immer sehr wichtig. Ein gute Kühlung ist Voraussetzung für eine konstante Leistung der elektronischen Vorrichtung, denn muss die elektronische Vorrichtung unter abnormen Wärmeabfuhrbedingungen arbeiten, führt dies unvermeidlich zu wechselhaften Leistungen und zu einer kurzen Lebensdauer.

Gewöhnlich brauchen elektronische Vorrichtungen in der Regel nur ein Gebläse. Elektronische Hochleistungssysteme benötigen hingegen oft mehrere Gebläse zur wirksamen Abfuhr der gebildeten Wärme. Mehrere Gebläse erhöhen zudem die Stabilität des elektronischen Systems. Viele elektronische Hochleistungsanlagen enthalten aber derzeit Kühlvorrichtungen, die nicht bei laufendem Betrieb gewechselt werden können. So werden beispielsweise in den Servern von Computeranlagen tauschbare Kühlvor richtungen eingesetzt. Die Kühlvorrichtung ist so ausgelegt, dass sie während des Betriebs gewechselt werden kann. Sie wird auf Endsteckern befestigt, über die sie aus der Anlage den Strom und die Steuerungssignale erhält. Mit anderen Worten, tritt eine Fehlfunktion auf, kann die Kühlvorrichtung ohne ein Abschalten des Systems gewechselt werden.

Für diese sogenannte Hot-Swap-Funktion kann das Gebläsemodul verschieden ausgelegt sein. Fig. 1 zeigt eine Zeichnung eines herkömmlichen Gebläsemoduls 11. Es sind zwei Gebläse elektrisch über einen Endstecker 12 und eine Anzahl Leitungen 13 verbunden. Der Endstecker 12 ist elektrisch mit einer Aufnahme des Systems (nicht gezeigt) verbunden. Die beiden Gebläse 11 werden über Schrauben miteinander verbunden und in den Systemrahmen 14 eingesetzt. Sie erhalten dann von dort Strom und Steuersignale; siehe Fig. 1 B. In derartigen, elektronischen Hochleistungssystemen gelten die beiden Gebläse als ein Gebläsemodul. Es werden eine Anzahl Gebläse nebeneinander in den Systemraum eingesteckt, um so für eine erhöhte Stabilität des Systems zu sorgen.

Nachteilig daran ist jedoch, das dann sehr viele Zuleitungen verlegt werden müssen. Fällt zudem eines der Gebläsemodule im Betrieb aus, so kann es nur schwer ausgebaut und ersetzt werden. Auch gilt, wenn nur ein Gebläse im Gebläsemodul nicht funktioniert, dass man dann das gesamte Gebläsemodul ersetzen muss, was zu höheren Kosten führt.

Es soll daher ein bei laufendem Betrieb austauschbares Kühlmodul bereitgestellt werden, das die vorgenannten Nachteile überwindet, bequem einzusetzen ist und das bei geringem Platzbedarf vom einfachen Aufbau für Verwender und Systemdesigner ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kühlmodul bereitzustellen, das in einem System bei laufendem Betrieb getauscht werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines bei laufendem Betrieb tauschbaren Kühlmoduls, welches eine bessere Kühleffizienz bei geringerem Platzbedarf hat, ohne dass es nachteilig die Innenhöhe oder die Dicke des Systems beeinflusst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines bei laufendem Betrieb tauschbaren Kühlmoduls, das im Fall einer Fehlfunktion leicht auseinander gebaut und ersetzt werden kann.

Erfindungsgemäß umfasst das Kühlmodul mindestens eine Kühlvorrichtung sowie einen Anschluss, der auf einer Seite der Kühlvorrichtung befestigt und fixiert ist und der mit der Kühlvorrichtung elektrisch verbunden ist. Beim Einsetzen des Kühl moduls in den Systemrahmen wird der Anschluss in eine Aufnahme des Systems derart gesteckt, dass das wärmeabführende Modul mit dem System elektrisch verbunden wird.

Die Kühlvorrichtung ist vorzugsweise ein Axialgebläse.

Der Anschluss ist durch Drähte, Lötungen, Kontakte oder Stifte mit der Kühlvorrichtung elektrisch verbunden. Der Anschluss umfasst zudem eine Anzahl Stifte, die in Löchern der Buchse einzuführen sind, so dass dann das Kühlmodul elektrisch mit dem System verbunden ist.

Das Kühlmodul umfasst zudem bevorzugt einen Sicherungsmechanismus, der auf einer Seite der Kühlvorrichtung angebracht ist und der den Stecker fixiert. Die Sicherungsvorrichtung wird durch Schrauben, Nieten, Klebstoff oder Eingriffsteile mit der Kühlvorrichtung verbunden. Die Sicherungsvorrichtung kann L-förmig sein. Die Sicherungsvorrichtung kann zudem Klemmen aufweisen, die von einer Seite nach außen ragen und auf denen der Stecker angebracht werden kann sowie eine Anzahl Elastik teile, die in Halterungslöcher in der Oberfläche derart befestigt sind, dass das Kühlmodul in den Systemrahmen eingesetzt werden kann. Über den Rahmen ist dann das Gehäuse des Systems. Die elastischen Teile liegen dann gegen das Gehäuse des Systems an und halten das Kühlmodul im Rahmen.

Das Kühlmodul wird bevorzugt mittels eines Schubs in den Systemrahmen eingebracht und dann elektrisch mit dem System verbunden. Der Schub kann durch Supports in mehrere Kompartimente unterteilt sein, beispielsweise so, dass eine An ordnung aus einer Anzahl wärmeabführender Module vorliegt. Das Schubfach kann zudem eine Anzahl Endstecker aufweisen, die dann auf den Supports derart befestigt sind, werden mehrere Kühlmodule in dem Schubfach eingeführt, dass der Stecker in einer Buchse aufgenommen wird und dann elektrisch das Kühlmodul mit dem System verbindet. Das Schubfach kann im Rahmen durch Schrauben, Nieten oder Eingriffsteile befestigt werden.

Es wird nun die Erfindung durch die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Gebläsemoduls;

Fig. 1 B eine Anzahl herkömmlicher Gebläsemodule, wie sie in dem Systemrahmen zusammengebaut sind;

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Kühlmoduls gemäß der Erfindung;

Fig. 2B eine perspektivische Darstellung des Kühlmoduls von Fig. 2A aus einem anderen Winkel;

Fig. 3A den Zusammenbau einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des Kühlmoduls gemäß der Erfindung, und

Fig. 3B den Zusammenbau des Kühlmoduls von Fig. 3A nach Einschub in den Systemrahmen.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird nun im Einzelnen mit Bezug auf die nachstehenden Ausführungsformen beschrieben. Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungs formen dient aber nur der Darstellung der Erfindung und nicht zu deren Eingrenzung. Die Erfindung wird nicht auf die beschriebene Ausführungsform be schränkt.

Die Erfindung stellt bereit ein Kühlmodul, das bei laufendem Betrieb im System getauscht werden kann. Das Kühlmodul umfasst eine Kühlvorrichtung sowie einen Stecker auf der Kühlvorrichtung, der die Kühlvorrichtung elektrisch anschließt. Bei der Einführung des Kühlmoduls in den Systemraum wird der Stecker direkt in eine Auf nahme, welche sich im Systemrahmen befindet, eingeführt und er verbindet so das Kühlmodul mit dem System. Das Design und die Ausführung der Erfindung lässt sich auf eine Kombination von zwei oder mehreren Kühlvorrichtungen anwenden. Der Einfachheit halber sind nur zwei Kühlgebläse dargestellt und an ihnen die Merkmale der Erfindung. Der Schutzumfang der Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt.

Siehe Fig. 2A: sie zeigt eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmoduls 2. In dieser Ausführungsform sind zwei Gebläse 211, 212 über eine Sicherungsvorrichtung 22 zusammengebaut. Die Sicherungsvorrichtung 22 ist L-förmig und besteht aus zwei unabhängigen Platten. Sie kann auch als Stiel geformt sein. Die Sicherungsvorrichtung 22 kann ferner aus Metall sein oder aus einem isolierenden Material wie Kunststoff. Die Sicherungsvorrichtung 22 ist befestigt und verbunden auf einer Seite mit den zwei zusammengebauten Gebläsen 211, 212, und zwar über Schrauben, Nieten, Klebstoffe, Verschweißungen oder Eingriffs teile. Der Stecker 23 kann daneben befestigt und fixiert sein auf einer Klammer 221, die außen aus der Sicherungsvorrichtung 22 vorsteht und die elektrisch verbunden ist mit den zwei Gebläsen 211, 212 über Drähte, Kontakte, Stifte oder Lötungen. Die Klammer 221 kann geformt sein durch nach außen falten eines ausgeschnitten Teils aus der Sicherungsvorrichtung 22.

Siehe Fig. 2B: sie zeigt eine perspektivische Darstellung des Gebläsemoduls nach Fig. 2A aus einem anderen Winkel. Es ist zu sehen, dass der Stecker 23 eine Anzahl Stifte 231 umfasst. Wird das Kühlmodul in den Systemraum eingeschoben, so werden die Stifte des Steckers 23 direkt in Löcher der einen Aufnahme im System (nicht gezeigt) eingeführt, und das Kühlmodul wird so elektrisch mit dem System 23 verbunden.

In einer besonderen Ausführungsform besitzt die Sicherungsvorrichtung eine Klammer, welche aus einer Seite hiervon nach außen vorsteht und die den Stecker 23 hierauf besitzt. Er umfasst eine Anzahl elastischer Teile 24, die auf einer Anzahl Halterungslöcher, welche auf der Oberfläche der anderen Seite hiervon ausgebildet sind (das heißt, auf der Seite, die in Fig. 2A nach oben zeigt). Wird das Kühlmodul 2 direkt in den Systemrahmen ohne Befestigung eingeschoben, liegen die elastischen Teile 24 gegen das Außengehäuse des Systems an, wird das Gehäuse über den Systemraum gestülpt, so dass das Kühlmodul 2 im Systemrahmen befestigt ist. Bei Betrieb des Gebläses werden so Vibrationen vermieden.

Siehe Fig. 3A: sie zeigt den Zusammenbau der bevorzugten Ausführungsform des wärmeabführenden Moduls, wobei hier eine Anzahl Gebläsemodule - identisch zu dem vorgenannten Kühlmodul 2 - in einem Gebläseschub 31 zusammengebaut sind. Der gesamte Gebläseschub 31 umfasst die im Systemrahmen eingeschobenen Lüfter gebläsemodule. Der Gebläseschub 31 ist in eine Anzahl Kompartimente unterteilt, und zwar über eine Anzahl Supports 32, auf denen die Gebläsemodule angeordnet sind. Zudem ist eine Steckeraufnahme 34 auf jedem Support 32 derart befestigt, werden die einzelnen Gebläsemodule in den Gebläseschub 31 eingeführt, dass die Stifte 231 des Steckers 23 vom Gebläsemodul direkt in die Löcher der Steckeraufnahme 34 eingeführt werden können. Enthält der gesamte Gebläseschub 31 eine Anzahl Gebläsemodule angeordnet und sind diese in dem Systemrahmen (nicht gezeigt) zusammengebaut, so ist jedes Gebläsemodul durch einen entsprechenden Stecker mit dem System elektrisch verbunden für eine Übertragung von Strom oder Signalen zwischen System und Gebläsemodul. Der Gebläseschub 31 wird im Systemrahmen 41 über Schrauben, Nieten oder Eingriffsteile, siehe Fig. 3B, befestigt.

Die Erfindung stellt insgesamt ein bei laufendem Betrieb austauschbares Wärmeabführmodul bereit, so dass es wirksam und erheblich die Kühlleistung in einem räumlich begrenzten System erhöht, ohne dass es hierbei die Innenhöhe oder die Dicke des Systems nachteilig beeinflusst ist. Ist beispielsweise die Höhe des wärmeabführen den System 85 Millimeter, so kann das wärmeabführende Gebläse 80 Millimeter betragen. Der Stecker ist so ausgelegt, dass er auf der Seite des wärmeabführenden Gebläses liegt und man ein Gebläsemodul erhält. In einem Aspekt der Erfindung kann der Stecker auch vorne, hinten rechts oder links des Kühlgebläses befestigt sein. Die An wendung des Kühlgebläses ist nicht abhängig von der Innenhöhe oder der Dicke des Systems. Wird das Gebläsemodul in einen Systemrahmen eingeschoben, werden die Stifte des Steckers 23 direkt von der Aufnahme des Systems aufgenommen. Das Gebläsemodul wird dann elektrisch mit dem System über den Stecker zur Übertragung von Strom und Signalen von System und Gebläsemodul verbunden. Man muss erfin dungsgemäß nicht unnötig Zeit für eine Verlegung von zahlreichen Leitungen wie im Stand der Technik verschwenden. Im Fall einer Fehlfunktion, im Testfall oder zur Wartung kann ein Gebläseschub oder ein einzelnes Gebläsemodul leicht auseinander genommen und ersetzt werden, ohne dass man das System abzustellen braucht.

Die Erfindung wurde hier beschrieben mit Begriffen, wie sie in der Praxis und in den bevorzugten Ausführungsformen vorkommen. Die Erfindung ist nicht auf die offen barten Ausführungsformen beschränkt. Sie umfasst vielmehr Ausgestaltungen und Abweichungen hiervon innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche.

Claims

1. Wärmeabführendes Modul zum Einsatz in einem System, umfassend:
eine Kühlvorrichtung;
einen Stecker, befestigt und fixiert auf einer Seite der Kühlvorrichtung und elektrisch verbunden mit der Kühlvorrichtung,
wobei das Kühlmodul eingeschoben werden kann in einen Systemrahmen, über den der Stecker von einer Buchse im System aufgenommen wird, und zwar derart, dass das Kühlmodul elektrisch mit dem System verbunden ist.

2. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung ein Axialgebläse ist.

3. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 1, wobei der Stecker elektrisch verbunden ist mit der Kühlvorrichtung durch ein Mittel, ausgewählt aus Drähten, Schweißungen, Kontakten und Stiften.

4. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 1, wobei der Stecker eine Anzahl Stifte aufweist, die in Buchsenlöcher gesteckt sind und elektrisch das Kühlm odul mit dem System verbinden.

5. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Sicherungsmechanismus auf einer Seite der Kühlvorrichtung, die den Stecker sichert.

6. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 5, wobei die Sicherungsvorrichtung mit der Kühlvorrichtung durch ein Mittel verbunden ist, ausgewählt aus Schrauben, Nieten, Klebstoffen und Eingriffsteilen.

7. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 5, wobei die Sicherungsvorrichtung L-förmig ist.

8. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 5, wobei die Sicherungsvorrichtung eine Klammer umfasst, die außen aus einer Seite vorsteht und hierauf angeordnet den Anschluss besitzt.

9. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 5, wobei die Sicherungsvorrichtung eine Anzahl elastischer Teile besitzt, die befestigt sind jeweils in einer Anzahl Halterungslöcher, die auf einer Oberfläche hiervon derart ausgebildet sind, wird das Kühlmodul in den Rahmen des Systems gesteckt, dass das Gehäuse des Systems den Rahmen umgibt und die Anzahl elastischer Teile gegen das Gehäuse des Systems anliegen und so das Kühlmodul im Rahmen fixieren.

10. Wärmeabführendes Modul zur Verwendung in einem System, umfassend:
eine Anzahl Kühlvorrichtungen;
eine Sicherungsvorrichtung, befestigt auf einer Seite der Anzahl Kühlvorrichtungen zum Zusammenbau der Anzahl Kühlvorrichtungen mit einander, und
einen Anschluss, montiert und fixiert auf der Sicherungsvorrichtung und elektrisch verbunden mit den jeweiligen Kühlvorrichtungen, wobei, wird das Kühlmodul in den Rahmen des Systems gesteckt, das Kühlmodul über den An schluss elektrisch mit dem System verbunden ist.

11. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 10, wobei der Anschluss elektrisch verbunden ist mit einer Anzahl Kühlvorrichtungen durch Mittel, ausgewählt aus Drähten, Schweißungen, Kontakten und Stiften.

12. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 10, wobei die Sicherungsvorrichtung L-förmig ist.

13. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 10, wobei die Sicherungsvorrichtung zusammengebaut ist mit einer Anzahl Kühlvorrichtungen mit Hilfe eines Mittels, ausgewählt aus Schrauben, Nieten, Klebstoffen und Eingriffsteilen.

14 Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 10, wobei die Sicherungsvorrichtung zudem eine Anzahl elastischer Teile besitzt, jeweils montiert auf einer Anzahl Halterungslöcher, ausgebildet auf einer Oberfläche hiervon, derart, wird das Kühlmodul in den Rahmen des Systems eingeschoben und umgibt ein Gehäuse des Systems den Rahmen, dass die Anzahl elastischer Teile gegen das Gehäuse des Systems anliegen und das Kühlmodul im Rahmen fixieren.

15. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 10, wobei das Kühlmodul in den Rahmen des Systems eingeschoben ist über einen Schub, der elektrisch mit dem System verbunden ist.

16. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 15, wobei der Schub unterteilt ist in eine Anzahl Kompartimente, in denen jeweils ein Kühlmodul angeordnet ist.

17. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 16, wobei der Schub zudem eine Anzahl Anschlussaufnahmen besitzt, die auf einer Anzahl Supports befestigt sind, derart, wird die Anzahl Kühlmodule in den Schub eingeführt, dass die Anschlüsse aufgenommen sind in den Anschluss für eine elektrische Verbindung des wärmeabführenden Moduls mit dem System.

18. Wärmeabführendes Modul nach Anspruch 10, wobei der Schub befestigt ist an dem Rahmen auf eine Weise, ausgewählt aus der Gruppe Schrauben, Nieten und Eingriffsteilen.