DE20101154U1 - Kühlung - Google Patents

Description

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Gehäuse
Inova Computers GmbH,	Kaufbeuren

Beschreibung Kühlung

Die Erfindung betrifft eine Kühlung für ein elektronisches Steuergerät gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruch 1.

Bei derartigen elektronischen Steuergeräten kann es sich beispielsweise um Computer, elektronische Meß- und Steuergeräte handeln. Diese können beispielsweise ein Netzgerät, Speichermedien, eine CPU und Platinen zur Ansteuerung von Peripheriegeräten, beispielsweise von Info-Terminals beinhalten.

Üblicherweise werden derartige elektronische Steuergeräte mittels eines Kühlgebläses gekühlt, über das ein Kühlmittelstrom auf die thermisch beanspruchten Bauelemente oder deren Wärmeaustauschflächen gerichtet ist.

Bei den bekannten Lösungen stellt sich besonders dann ein Problem ein, wenn sehr kompakt aufgebaute elektronische Steuergeräte mit einer Vielzahl von thermisch hochbelasteten elektronischen Baugruppen nicht als allein stehendes Gerät sondern als Einbaugerät in einer Konsole verwendet werden, da bei derartigen Lösungen durch Überlegung mit den benachbarten elektronischen Bauelementen die Wärmeabfuhr nur äußerst schwierig zu optimieren ist.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kühlung für ein elektronisches Steuergerät zu schaffen, bei dem auch bei Einbaugeräten eine hinreichende Kühlung gewärleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Kühlung für ein elektronisches Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß erfolgt die Kühlung mittels eines im Kreislauf oder im Umlauf geführten Kühlmittelstroms, der seinerseits durch einen Frischluftstrom gekühlt wird. Der Vorteil einer derartigen Strömungsführung liegt darin, daß eine Verschmutzung durch mit der Kühlluft angesaugte Verunreinigungen

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praktisch ausgeschlossen ist, wobei die geometrische Ausgestaltung des Strömungsraums so gewählt ist, daß das Kühlmittel, gezielt an den thermisch hoch beanspruchten Bereichen der elektronischen Baugruppen vorbeigeführt ist.

Erfindungsgemäß wird ein Kühlluftkreislauf mit einer Eingangskammer,

einer stromabwärts davon gelegenen Kühlkammer und einer die Kühlkammer mit der Eingangskammer verbindenden Sammelraum ausgebildet, so daß sich im Inneren eines Gehäuses des Steuergerätes eine Kreislauf- oder

&iacgr;&ogr; Umluftströmung ausbildet, wobei der Anteil an Frischluft minimal ist.

Die Kühlung der einzelnen Bauelemente ist besonders effektiv, wenn die Kühlkammer eine Vielzahl von Teilkammern hat, in denen jeweils eine der elektronischen Baugruppen angeordnet ist. Diese Teilkammern können miteinander verbunden sein.

Die Sammelkammer wird vorzugsweise hinter den elektronischen Baugruppen angeordnet, so daß die Umluft die elektronischen Baugruppen in der einen Richtung durchströmt und entlang der Sammelkammer in der &ogr; anderen Richtung zur Eingangskammer zurückgeführt wird.

Um die Effektivität der Kühlung zu erhöhen, ist bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ein zusätzliches Frischluftgebläse vorgesehen, über das Frischluft aus der Umgebung angesaugt und zur Kühlung der vorbeschriebenen Kreislauf- oder Umluft verwendet wird. Dabei wird es bevorzugt, wenn die Frischluft und die Kreislauf-/Umluft im Gegenstrom zueinander geführt sind, so daß die Temperatur der Kreislauf-/Umluft auf einem im wesentlichen konstanten, niedrigen Niveau gehalten werden kann.

0 Das Ansaugen der Frischluft erfolgt dabei vorzugsweise über einen

Ansaugraum, der benachbart zum Sammelraum des Kühlkreislaufs angeordnet ist.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der 5 weiteren Ansprüche.

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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf ein elektronisches Steuergerät und
Figur 2 eine Draufsicht auf das Steuergerät aus Figur 1.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine schematische Schnittdarstellung eines

Compact PCI wie es beispielsweise zur Steuerung von Info-Terminals in Bussen oder Zügen eingesetzt wird. Ein derartiges PCI enthält in der Regel ein Neztgerät, einen Speicher, eine CPU und Multi-Mediasysteme, die auf Platinen

&iacgr;&ogr; 2a, 2b angeordnet sind.

Diese insbesondere in Figur 2 sichtbaren Platinen 2a, 2b... sind in ein

Rack 4 eingesetzt, das von einem Gehäuse 6 des Steuergeräts 1 umschlossen ist. An den in Figur 2 sichtbaren Seitenflächen der Platinen 2 sind Steckverbinder 8 angeordnet, über die die anzusteuernden Komponenten

anschließbar sind.

Das zum Einbau vorgesehende Gehäuse 6 hat gemäß der Draufsicht in Figur 1 eine seitlich von den Platinen 2 angeordnete Eingangskammer 10, die sich gemäß Figur 2 praktisch über die gesamte Höhe der Platinen 2 erstreckt. Benachbart zu dieser Eingangskammer 10 befindet sich ein Kühlraum 12, in dem die Platinen 2 angeordnet sind. Dieser Kühlraum 12 ist entweder durch in

die Platinen 2a, 2b als solche oder durch Zwischenwandungen 14 in eine

Vielzahl von Teilkammern 16a, 16b 16i unterteilt, in denen jeweils eine der

25 Platinen 2a angeordnet ist.

In der Eingangskammer 10 ist ein Umluftgebläse 18 angeordnet, über das eine Umluftströmung ausgebildet wird, die durch die Pfeile A in den Figuren 1 und 2 gekennzeichnet ist. Durch die Gebläsewirkung wird die Umluft von der Eingangskammer 10 in einen Raum 20 oberhalb (Figur 2) der Platinen 2a,

2b gefördert, dann über die Teilkammern 16a, 16b umgelenkt, so daß die

Kühlluft entlang der Platinen 2a.... nach unten (Figur 2) strömt. Die einzelnen

Teilströme A1, A2 A10 vereinigen sich in einem unteren Verbindungsraum

(22), in dem die Kühlluft wiederum umgelenkt und einem seitlich von den Platinen 2a, .... angeordneten Sammelraum 24 zugeführt wird.

HF

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Gemäß Figur 1 hat der Sammelraum 24 einen hinter (Figur 1) den Platinen 2a.... gelegenen Rückführungsraum 26, dessen in Figur 1 linker Endabschnitt in der Eingangskammer 10 mündet.

D. h., die durch das Umluftgebläse 18 ausgebildete Umluftströmung

verläuft von der Eingangskammer 10 nach oben in den oberhalb der Platinen 2 gelegenen Raum 20, von dort entlang den Teilkammern 16a.... nach unten bis zum Verbindungsraum 22 und von dort dann in den Sammelraum 24 hinein. Aus diesem wird die Umluft dann entlang des Rückführungsraums 26 zum &igr; &ogr; Eingangsraum 10 geführt - der Umluftkreislauf ist geschlossen.

Trotz dieser Umluftführung kann es bei hohen thermischen Beanspruchungen vorkommen, daß die Bauelemente in einem kritischen Temperaturbereich gelangen. Um derartige Temperaturerhöhungen zu verhindern, wird erfindungsgemäß ein Frischluftgebläse 28 vorgesehen, über das Frischluft in Pfeilrichtung B aus der Umgebung in eine zur Sammelkammer benachbarte Frischluftkammer 30 ansaugt. Diese Frischluft wird mittels des Frischluftgebläse 28 in einen Wärmeaustauschraum 32 und von dort zu einem Frischluftausgang 34 gefördert. Der Wärmeaustauschraum 32 verläuft im wesentlichen parallel zum Verbindungsraum 22 unterhalb (Figur 2) der Platinen. Durch die erfindungsgemäße Kühlmittel- oder Luftführung wird ein Gegenstrom zwischen der Umluftströmung im Verbindungsraum 22 und der Frischluftströmung im Wärmeaustauschraum 32 erzeugt, die zu einer effektiven Kühlung der Umluft führt, so daß auch bei hohen Temperaturbelastungen eine hinreichende Kühlung der Platinen 2a... gewährleistet ist.

D. h., erfindungsgemäß wird ein überwiegend als Umluft geführter Kühlmittelkreislauf durch eine Frischluftströmung gekühlt. Der Wärmeaustauschraum 32 kann gemäß dem in Figur 2 dargestellten 0 Ausführungsbeispiel über eine Außenwandung 36 realisiert werden, die am Gehäuse im Abstand zur unteren Standfläche 38 des Gehäuses 6 ausgebildet ist, so daß eine Art als Wärmetauscher wirkende Doppelwandung entsteht.

Durch die erfindungsgemäße Strömungsführung ist selbst bei ungünstigen Einbaulagen eine effektive Kühlung der elektronischen Baugruppen gewährleistet.

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Selbstverständlich kann die Strömungsführung auch in anderer, als der vorbeschriebenen Weise erfolgen. Ein wesentlicher Aspekt ist, daß ein im wesentlichen im Umluftbetrieb geführter Kühlkreislauf durch einen weiteren Frischluftkreislauf thermostatisiert wird,. Ein weiterer wesentlicher Aspekt wird auch in der Ausgestaltung der Umluftführung gemäß Anspruch 2 gesehen. Die Anmelderin behält sich vor, auf diese Variante einen unabhängigen Anspruch zu richten.

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Inova Computers GmbH,	Kaufbeuren

Gehäuse

1	Steuergerät
2a,2b...	Platine
4	Rack
6	Gehäuse
8	Steckverbinder
10	Eingangskammer
12	Kühlraum
14	Zwischenwandungen
16a, 16b...	Teilkammern
18	Umluftgebläse
20	Raum
22	Verbindungsraum
24	Sammelraum
26	Rückführungsraum
28	Frischluftgebläse
30	Frischluftkammer
32	Wärmeaustauschraum
34	Frischluftausgang
36	Aussenwandung
38	Untere Standfläche

Claims (13)

1. Kühlung für ein elektronisches Steuergerät (1), mit einem Kühlgebläse (18, 28) über das Kühlluft zur Kühlung einer in einem Gehäuse (6) aufgenommenen elektronischen Baugruppe förderbar ist, gekennzeichnet durch einen ersten Kühlluftkreislauf, dessen Kühlluft die elektronischen Baugruppen umströmt und einen zweiten, vom ersten Kühlluftkreislauf getrennt geführten Frischluftkreislauf, über den die Kühlluft des Kühlluftkreislaufes gekühlt ist.

2. Kühlung gemäß Anspruch 1, mit einer Eingangskammer (10) und einem stromabwärts davon gelegenen Kühlraum, in dem die Baugruppen (2a, 2b) angeordnet sind und mit einem stromabwärts des Kühlraums (12) gelegenen Sammelraum (24), der mit der Eingangskammer (10) verbunden ist und entlang denen die Kreislauf- oder Umluft geführt ist.

3. Kühlung nach Anspruch 2, wobei der Kühlraum (12) in eine Vielzahl von Teilkammern (16a, 16b . . .) unterteilt ist, die jeweils eine der Baugruppen (12a, 12b . . .) aufnehmen.

4. Kühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlluft im Umluftbetrieb geführt ist.

5. Kühlung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kühlluftführung so gewählt ist, daß diese in eine Vielzahl von Teilströmen unterteilt ist, die jeweils entlang einer der Teilkammern (16a, 16b . . .) die jeweilige Baugruppe (2a, 2b . . .) umströmen.

6. Kühlung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei sich der Sammelraum (24) in der Einbaulage hinter den Baugruppen (2a, 2b . . .) erstreckt.

7. Kühlung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, mit einem Verbindungsraum (22), der den Kühlraum (12) mit dem Sammelraum (24) verbindet.

8. Kühlung nach Anspruch 7, wobei der Verbindungsraum (22) in der Einbaulage unterhalb der Baugruppen (2a, 2b) angeordnet ist.

9. Kühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Frischluftgebläse (28), über das Frischluft angesaugt und entlang einem zu den Baugruppen benachbarten Wärmeaustauschraum (32) zu einem Frischluftausgang (34) geführt ist.

10. Kühlung nach Anspruch 9 und 7, wobei der Wärmeaustauschraum (32) benachbart zum Verbindungsraum (22) angeordnet ist.

11. Kühlung nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Frischluftkammer (30) des Frischluftgebläses (28) benachbart zum Sammelraum (24) angeordnet ist.

12. Kühlung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Wärmeaustauschraum (32) in der Einbaulage unterhalb der Baugruppen (2a, 2b . . .) angeordnet ist.

13. Kühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baugruppen Platinen (2a, 2b . . .) sind.