DE20120225U1

DE20120225U1 - Fan

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Publication number: DE20120225U1
Application number: DE20120225U
Authority: DE
Original assignee: Verax Ventilatoren GmbH
Current assignee: Verax Ventilatoren GmbH
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2011-12-14

Description

LüfterFan

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft einen Lüfter mit einem Lüftergehäuse sowie einem darin drehbar gelagerten Lüfterrad und einer Halterung für das Lüftergehäuse an einem mit Kühlluft zu beaufschlagenden Bauteil, insbesondere an einem Prozessor-Kühlkörper.The invention relates to a fan with a fan housing and a fan wheel rotatably mounted therein and a holder for the fan housing on a component to be supplied with cooling air, in particular on a processor heat sink.

Lüfter dieser Art werden zur Kühlung elektrischer und elektronischer wärmeerzeugender Bauteile beispielsweise in Personalcomputern, Beamern, Audiogeräten, Meßgeräten und Kühlschränken eingesetzt. Bei CPU-Kühlsystemen, bei denen der Lüfter auf einem Prozessor-Kühlkörper aufsitzt, ist es bekannt, Schraubverbindungen als Lüfterhalterung durch die Bodenplatte des Lüftergehäuses hindurch in die Kühlkörperrippen einzubringen. Als nachteilig dabei hat sich herausgestellt, daß die starre Schraubverbindungen zur Übertragung von Körperschall führen, das Lüftergehäuse unter Umständen verspannen und dadurch die Lebensdauer des Lüfters reduzieren. Hinzu kommt, daß die Montage fehleranfällig wird, &ogr; weil eine bestimmte Andruckkraft zwischen Lüfter und Kühlkörper eingehalten werden muß, die aber nicht immer durch ein gleichbleibendes Anzugsmoment beim Anschrauben erzielt wird.Fans of this type are used to cool electrical and electronic heat-generating components, for example in personal computers, projectors, audio devices, measuring devices and refrigerators. In CPU cooling systems where the fan sits on a processor heat sink, it is common to use screw connections as fan mounts through the base plate of the fan housing into the heat sink fins. The disadvantage of this has been found to be that the rigid screw connections lead to the transmission of structure-borne noise, possibly warping the fan housing and thus reducing the service life of the fan. In addition, assembly is prone to errors because a certain pressure force must be maintained between the fan and the heat sink, which is not always achieved by a constant tightening torque when screwing on.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung für einen Lüfter anzugeben, mit der die genanntenBased on this, the invention is based on the object of specifying a connection arrangement for a fan with which the aforementioned

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Nachteile beseitigt und eine geringere Geräuschentwicklung sowie eine Montageerleichterung erreicht werden.Disadvantages are eliminated and less noise is generated as well as easier installation is achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Schutzanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. To solve this problem, the combination of features specified in claim 1 is proposed. Advantageous embodiments and further developments of the invention emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist die Halterung durch mehrere räumlich verteilt angeordnete, jeweils einen gummielastischen Verbindungsschaft aufweisende Elastomerelemente zur schwingungsdämpfenden Verbindung des Lüftergehäuses mit dem Bauteil gebildet. Damit wird eine lokale Aufhängung erreicht, die mit einer geringen Federkonstante und einer hohen inneren Dämpfung eine schwingungsdämpfende Kopplung zwischen Lüfter und Bauteil gewährleistet, wobei das Elastomermaterial die Schwingungsenergie in Wärme umwandelt, so daß eine hohe Geräuschdämpfung im störenden Frequenzbereich erzielt werden kann. Insbesondere kann eine Tonhaltigkeit im tiefen und mittleren Audiobereich wirkungsvoll unterdrückt werden.According to the invention, the holder is formed by several spatially distributed elastomer elements, each with a rubber-elastic connecting shaft, for the vibration-damping connection of the fan housing to the component. This achieves a local suspension that ensures a vibration-damping coupling between the fan and the component with a low spring constant and high internal damping, with the elastomer material converting the vibration energy into heat so that a high level of noise damping can be achieved in the disturbing frequency range. In particular, tonal content in the low and medium audio range can be effectively suppressed.

Zur Einbauerleichterung insbesondere unter beengten Platzverhältnissen ist es von Vorteil, wenn die Elastomerelemente werkzeuglos an dem Lüftergehäuse und/oder dem Bauteil fixierbar sind. Zu diesem Zweck sieht eine bevorzugte Ausführung vor, daß die Elastomerelemente über 5 Rastorgane in hinterschnittenen Rastaufnahmen des Lüftergehäuses und/oder des Bauteils vorzugsweise lösbar verankerbar sind. Damit kannTo facilitate installation, particularly in confined spaces, it is advantageous if the elastomer elements can be fixed to the fan housing and/or the component without the need for tools. For this purpose, a preferred embodiment provides that the elastomer elements can be anchored, preferably detachably, via 5 locking elements in undercut locking receptacles in the fan housing and/or the component.

zugleich eine definierte Andruckkraft im Verbindungszustand sichergestellt werden.At the same time, a defined contact pressure must be ensured in the connection state.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird dadurch erzielt, daß die Elastomerelemente einen endseitig an dem Verbindungsschaft angeformten, vorzugsweise kugelförmigen Rastkopf zur Verankerung an dem Bauteil aufweisen. Entsprechend ist es von Vorteil, wenn der Prozessor-Kühlkörper einen durch seine Kühlrippen begrenzten, vorzugsweise in die Flanken der Kühlrippen eingeformten Aufnahmekanal zur formschlüssigen &iacgr;&ogr; Sicherung der Elastomerelemente aufweist.A further improvement in this respect is achieved in that the elastomer elements have a preferably spherical locking head formed on the end of the connecting shaft for anchoring to the component. Accordingly, it is advantageous if the processor heat sink has a receiving channel delimited by its cooling fins, preferably formed in the flanks of the cooling fins, for the positive locking of the elastomer elements.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß die Elastomerelemente jeweils zwei im axialen Abstand voneinander um den Verbindungsschaft umlaufende Rastkanten zum wahlweisen Einrasten an einer von dem Verbindungsschaft durchsetzten, vorzugsweise durch den Rand einer Bohrung in einer Lüftergehäusegrundplatte gebildeten Rastfläche des Lüftergehäuses aufweisen. Damit kann in einer Zwischenstufe der Montage die wirksame Schaftlänge variiert werden, um die Herstellung der Verbindung zu erleichtern. In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn &ogr; der Verbindungsschaft der Elastomerelemente einen zu einer dem bauteilseitigen Schaftende zugewandten Ringstufe hin sich erweiternden Schaftabschnitt zur Verankerung in dem Lüftergehäuse aufweist, und wenn an dem Verbindungsschaft der Elastomerelemente eine Ringlippe als Rastorgan im axialen Abstand zu der Ringstufe angeformt ist.A further advantageous embodiment provides that the elastomer elements each have two locking edges running around the connecting shaft at an axial distance from one another for selectively locking into a locking surface of the fan housing through which the connecting shaft passes, preferably formed by the edge of a hole in a fan housing base plate. In this way, the effective shaft length can be varied in an intermediate stage of assembly in order to make it easier to make the connection. In this context, it is advantageous if the connecting shaft of the elastomer elements has a shaft section that widens towards an annular step facing the shaft end on the component side for anchoring in the fan housing, and if an annular lip is formed on the connecting shaft of the elastomer elements as a locking element at an axial distance from the annular step.

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Um den gewünschten Abstand zwischen Bauteil und Lüftergehäuse zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Elastomerelemente einen Ringbund als Abstandshalter aufweisen.In order to ensure the desired distance between the component and the fan housing, it is advantageous if the elastomer elements have an annular collar as a spacer.

Vorteihafterweise besitzt der Verbindungsschaft einen zwischen den Verbindungsstellen an dem Lüftergehäuse und dem Bauteil sich erstreckenden Halteabschnitt, der gleichsam als Pendel eine gewisse Radialauslenkung mit niedriger Schwingungsfrequenz und -amplitude erlaubt. Hierbei ist es günstig, wenn der Halteabschnitt im vorgesehenen Verbindungszustand im wesentlichen spannungsfrei ist, und wenn der Halteabschnitt in einer Bohrung des Lüftergehäuses mit Radialspiel gelagert ist..The connecting shaft advantageously has a holding section extending between the connection points on the fan housing and the component, which acts as a pendulum and allows a certain radial deflection with a low oscillation frequency and amplitude. It is advantageous if the holding section is essentially stress-free in the intended connection state and if the holding section is mounted in a bore in the fan housing with radial play.

Eine weitere Montageerleichterung wird dadurch erreicht, daß der Verbindungsschaft mit einem freien Ende als Zugstück über die von dem Bauteil abgewandte Seite des Lüftergehäuses übersteht.A further simplification of assembly is achieved by the fact that the connecting shaft with a free end protrudes as a tension piece over the side of the fan housing facing away from the component.

Vorteilhafterweise ist in den Eckbereichen des Lüftergehäuses jeweils ein Elastomerelement angeordnet.Advantageously, an elastomer element is arranged in each corner area of the fan housing.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following, the invention is explained in more detail using an embodiment shown schematically in the drawing.

Fig. 1 ein Prozessor-Kühlsystem bestehend aus einem Kühlkörper und 5 einem daran über Elastomerelemente schwingungsdämpfendFig. 1 a processor cooling system consisting of a heat sink and a vibration-damping elastomer elements attached to it.

gehaltenen Lüfter in perspektivischer Ansicht; undheld fan in perspective view; and

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Fig. 2 ein Elastomerelement im Verbindungszustand in einem ausschnittsweisen Vertikalschnitt des Kühlsystems nach Fig. 1.Fig. 2 shows an elastomer element in the connected state in a partial vertical section of the cooling system according to Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Kühlsystem für den Prozessor (CPU 10) eines Personalcomputers besteht im wesentlichen aus einem gerippten Kühlkörper 12 und einem Lüfter 14, der über eine durch vier Elastomerelemente 16 gebildete Halterung auf den freien Enden der Kühlrippen 18 des Kühlkörpers 12 schwingungsdämpfend gehalten ist.The cooling system shown in the drawing for the processor (CPU 10) of a personal computer consists essentially of a ribbed heat sink 12 and a fan 14, which is held in a vibration-damping manner on the free ends of the cooling fins 18 of the heat sink 12 via a holder formed by four elastomer elements 16.

Der Lüfter 14 besteht aus einem Lüftergehäuse 20 und einem darin über einen Nabenmotor drehbar angetriebenen Lüfterrad 22. Das Lüftergehäuse 20 umfaßt eine dem Kühlkörper 12 zugewandte Grundplatte 24 und jeweils in den Eckbereichen der Grundplatte 24 abstehende Aufnahmehülsen 26 für die Elastomerelemente 16.The fan 14 consists of a fan housing 20 and a fan wheel 22 rotatably driven therein via a hub motor. The fan housing 20 comprises a base plate 24 facing the heat sink 12 and receiving sleeves 26 for the elastomer elements 16 protruding in the corner regions of the base plate 24.

Die Elastomerelemente 16 sind als einstückige Formteile, insbesondere Spritzguß- oder Preßteile aus einem Kautschukmaterial gebildet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weisen die Elastomerelemente 16 einen stiftförmigen Verbindungsschaft 28 auf, an welchem Rastorgane zur lösbaren Verankerung in hinterschnittenen Rastaufnahmen des Lüftergehäuses 14 und des Kühlkörpers 12 angeformt sind.The elastomer elements 16 are formed as one-piece molded parts, in particular injection molded or pressed parts made of a rubber material. As can be seen from Fig. 2, the elastomer elements 16 have a pin-shaped connecting shaft 28, on which locking elements are formed for releasable anchoring in undercut locking receptacles of the fan housing 14 and the cooling body 12.

Zu diesem Zweck sind in den Flanken 30 der Kühlrippen 18 Aufnahmekanäle 32 eingeformt, welche parallel zur wärmeaufnehmenden Bodenfläche des Kühlkörpers 12 verlaufen. Entsprechend sind die ElastomerelementeFor this purpose, receiving channels 32 are formed in the flanks 30 of the cooling fins 18, which run parallel to the heat-absorbing bottom surface of the heat sink 12. Accordingly, the elastomer elements

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16 endseitig mit einem Rastkopf 34 versehen, welcher in dem Aufnahmekanal 32 formschlüssig gesichert ist. Der daran anschließende Halteabschnitt 36 des Verbindungsschafts 28 durchsetzt eine zugeordnete Querbohrung 38 der Grundplatte 24 unter Einhaltung eines vorgegebenen Radialspiels. Der Begrenzungsrand 40 der Bohrung 38 dient als Rastfläche zum wahlweisen Einrasten von zwei im axialen Abstand voneinander an dem Verbindungsschaft ringförmig umlaufenden Rastkanten 42, 44. Die dem Rastkopf 34 näher liegende Rastkante 42 wird durch eine Ringlippe 46 der Elastomerelemente 16 gebildet, während die zweite Ringkante 44 &iacgr;&ogr; einen konisch sich erweiternden Schaftabschnitt 48 des Verbindungsschafts 28 begrenzt.16 is provided at the end with a locking head 34 which is positively secured in the receiving channel 32. The adjoining holding section 36 of the connecting shaft 28 passes through an associated transverse bore 38 of the base plate 24 while maintaining a predetermined radial play. The limiting edge 40 of the bore 38 serves as a locking surface for the optional locking of two locking edges 42, 44 which run annularly around the connecting shaft at an axial distance from one another. The locking edge 42 which is closer to the locking head 34 is formed by an annular lip 46 of the elastomer elements 16, while the second annular edge 44 delimits a conically widening shaft section 48 of the connecting shaft 28.

Um im Verbindungszustand einen gewünschten Abstand zwischen der Grundplatte 24 und den freien Enden der Kühlrippen 28 zu gewährleisten, weisen die Elastomerelemente 16 einen an dem Halteabschnitt 36 radial abstehenden Ringbund 50 auf.In order to ensure a desired distance between the base plate 24 and the free ends of the cooling fins 28 in the connected state, the elastomer elements 16 have an annular collar 50 projecting radially from the holding section 36.

Das über die Aufnahmehülsen 26 überstehende Schaftende der Elastomerelemente 16 dient als Zugstück 52 zur werkzeuglosen manuellen 0 Montage.The shaft end of the elastomer elements 16 protruding beyond the receiving sleeves 26 serves as a pulling piece 52 for tool-free manual assembly.

In einem ersten Montageschritt werden zunächst die Elastomerelemente 16 mit ihrem Zugstück 52 über die Bohrung 38 der Grundplatte 24 in die Aufnahmehülse 26 eingeführt und schließlich in die Rastposition der obe-5 ren Rastkante 44 gebracht, während die Rastlippe 46 in der Bohrung 38 anliegt. Auf diese Weise wird ein Bereich zwischen der Grundplatte 24In a first assembly step, the elastomer elements 16 with their tension piece 52 are first introduced into the receiving sleeve 26 via the bore 38 of the base plate 24 and finally brought into the locking position of the upper locking edge 44, while the locking lip 46 rests in the bore 38. In this way, an area between the base plate 24

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und dem überstehenden Ringbund 50 freigehalten, um die Beweglichkeit des Rastkopfs 34 zu erhöhen. Dieser kann dann in einem nächsten Montageschritt seitlich an dem Kühlkörper 12 in die Mündung des zugehörigen Aufnahmekanals 32 eingeführt werden. Anschließend wird im letzten Montageschritt durch Ziehen am Zugstück 52 die Rastlippe 42 in die in Fig. 2 gezeigte Rastposition gebracht. Dabei ist die Schaftlänge zu dem Ringbund 50 so bemessen, daß der Halteabschnitt 36 des Verbindungsschafts 28 im wesentlichen spannungsfrei bleibt. Damit wird eine geringere Federkonstante zur Dämpfung von Schwingungen des Lüftergehäuses 20 erreicht.and the protruding collar 50 are kept free in order to increase the mobility of the locking head 34. This can then be inserted into the mouth of the associated receiving channel 32 on the side of the heat sink 12 in a next assembly step. Then, in the last assembly step, the locking lip 42 is brought into the locking position shown in Fig. 2 by pulling on the pulling piece 52. The shaft length to the collar 50 is dimensioned such that the holding section 36 of the connecting shaft 28 remains essentially stress-free. This achieves a lower spring constant for damping vibrations of the fan housing 20.

Claims

1. Fan with a fan housing ( 20 ) and a fan wheel ( 22 ) rotatably mounted therein and a holder ( 16 ) for the fan housing ( 20 ) on a component ( 12 ) to be supplied with cooling air, in particular on a processor heat sink, characterized in that the holder is formed by a plurality of spatially distributed elastomer elements ( 16 ), each having a rubber-elastic connecting shaft ( 28 ), for the vibration-damping connection of the fan housing ( 20 ) to the component ( 12 ).

2. Fan according to claim 1, characterized in that the elastomer elements ( 16 ) can be fixed to the fan housing ( 20 ) and/or the component ( 12 ) without tools.

3. Fan according to claim 1 or 2, characterized in that the elastomer elements ( 16 ) can be anchored, preferably releasably, via locking members ( 34 ; 46 , 48 ) in undercut locking receptacles ( 32 ; 38 ) of the fan housing ( 20 ) and/or of the component ( 12 ).

4. Fan according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastomer elements ( 16 ) have a preferably spherical locking head ( 34 ) formed on the end of the connecting shaft ( 28 ) for anchoring to the component ( 12 ).

5. Fan according to one of claims 1 to 4, characterized in that the processor heat sink ( 12 ) has a receiving channel ( 32 ) delimited by its cooling fins ( 18 ), preferably formed in the flanks ( 30 ) of the cooling fins ( 18 ), for the positive securing of the elastomer elements ( 16 ).

6. Fan according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastomer elements ( 16 ) each have two locking edges ( 42 , 44 ) which extend axially from one another around the connecting shaft ( 28 ) for selectively locking into place on a locking surface ( 40 ) of the fan housing ( 20 ) which is penetrated by the connecting shaft ( 28 ) and is preferably formed by the edge of a bore ( 38 ) in a fan housing base plate ( 24 ).

7. Fan according to one of claims 1 to 6, characterized in that the connecting shaft ( 28 ) of the elastomer elements ( 16 ) has a shaft section ( 48 ) widening towards an annular step ( 44 ) facing the component-side shaft end for anchoring in the fan housing ( 20 ).

8. Fan according to claim 7, characterized in that an annular lip ( 46 ) is formed on the connecting shaft ( 28 ) of the elastomer elements ( 16 ) as a locking member at an axial distance from the annular step ( 44 ).

9. Fan according to one of claims 1 to 8, characterized in that the elastomer elements ( 16 ) have an annular collar ( 50 ) as a spacer between the fan housing ( 20 ) and the component ( 12 ).

10. Fan according to one of claims 1 to 9, characterized in that the connecting shaft ( 28 ) has a holding section ( 36 ) extending between the connection points on the fan housing ( 20 ) and the component ( 12 ).

11. Fan according to claim 10, characterized in that the holding section ( 36 ) is essentially stress-free in the intended connection state.

12. Fan according to claim 10 or 11, characterized in that the holding section ( 36 ) is mounted in a bore ( 38 ) of the fan housing ( 20 ) with radial play.

13. Fan according to one of claims 1 to 12, characterized in that the connecting shaft ( 28 ) projects with a free end as a tension piece ( 52 ) beyond the side of the fan housing ( 20 ) facing away from the component ( 12 ).

14. Fan according to one of claims 1 to 13, characterized in that an elastomer element ( 16 ) is arranged in each of the corner regions of the fan housing ( 20 ).

15. Cooling system for a processor ( 10 ) of a computer comprising a heat sink ( 12 ) and a fan ( 14 ), characterized by elastomer elements ( 16 ) as a fan holder according to one of the preceding claims.