DE20304201U1

DE20304201U1 - Modular housing for computer display has integrated heat sink not requiring forced convection air flow

Info

Publication number: DE20304201U1
Application number: DE20304201U
Authority: DE
Original assignee: Richard Woehr GmbH
Current assignee: Richard Woehr GmbH
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2013-03-18

Abstract

The housing [3] has a multi layer heat sink [5-7] produced of high conductivity metal ,eg aluminium, and held together by screws . Within the housing there is a mother board [10] on which there is a socket [11] for a processor chip [12]. This is in firm contact with a high thermal conductivity block [18].

Description

Richard Wöhr GmbHRichard Wöhr GmbH

Gräfenau 58 - 60Graefenau 58 - 60

75339 Höfen75339 Hofen

Modulares Gehäusesystem für lüfterlose Display-Computer mit direktem im GehäuseModular housing system for fanless display computers with direct in-housing

integriertem Mehrschichtenkühlsystemintegrated multi-layer cooling system

Die Erfindung betrifft ein modulares Gehausesystem für lüfterlose Display-Computer mit direktem im Gehäuse integriertem Mehrschichtenkühlsystem, das es ermöglicht, lüfterlose, und somit lautlose portable und/oder stationäre Computer mit einer geringen Einbautiefe herzustellen, wobei die im Prozessor der jüngsten Generation entstehende Wärme über das Gehäuse abgeführt wird und die Computergehäuse eine hohe Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz haben.The invention relates to a modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing, which makes it possible to produce fanless and thus silent portable and/or stationary computers with a low installation depth, wherein the heat generated in the processor of the latest generation is dissipated via the housing and the computer housings have a high degree of protection with regard to contact, foreign body and water protection.

Herkömmliche Computer benötigen zum Abführen der im Prozessor entstehenden Wärme Kühler und Lüfter, die am Prozessorsockel befestigt sind. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass zum einen die Gehäuse eine große Höhe benötigen und zum anderen die Lüfter störende Geräusche entwickeln. Außerdem können sich die Lüfter vom Sockel lösen bzw. ausfallen, was zur Zerstörung des Prozessors führen kann. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist, dass die Gehäuse zum Abführen der Wärme Zuluft von außen benötigen, was wiederum weitere Lüfter erfordert und den Geräuschpegel verstärkt. Des weiteren sind lüfterlose All-in-one Boards mit integrierten Kühlern bekannt. Bei diesen Boards wird die im Prozessor entstehende Wärme über Konvektion in die Luft im Gehäuse abgegeben. In vielen Fällen ist bei diesen Lösungen auch ein Lüfter zur Wärmeabfuhr im Gehäuse erforderlich, was wiederum den Geräuschpegel negativ beeinflusst.Conventional computers require coolers and fans attached to the processor socket to dissipate the heat generated in the processor. The disadvantages of these solutions are that the housings need to be very high and the fans can make annoying noises. The fans can also become detached from the socket or fail, which can destroy the processor. Another disadvantage of this solution is that the housings need air from outside to dissipate the heat, which in turn requires additional fans and increases the noise level. Fanless all-in-one boards with integrated coolers are also known. With these boards, the heat generated in the processor is dissipated into the air in the housing via convection. In many cases, these solutions also require a fan to dissipate the heat in the housing, which in turn has a negative impact on the noise level.

Ein Computer ähnlicher Art in Form eines Personalcomputers ist in DE 94 03 364 U1 als bekannt ausgewiesen. Hierbei sind in einem Gehäuse Baugruppen angeordnet, und es ist eine Wärmeabführeinrichtung vorgesehen, die aus einem sogenannten Computerblech besteht, das mit der zentralen Steuerungseinheit CPU in Verbindung steht. Das Computerblech wird durch das Computergehäuse nach außen geführt, um auf der Außenseite des Computergehäuses die Wärme an die Umgebung abzugeben, wofür Durchführungsstellen durch das Computergehäuse erforderlich sind, was zu Schwierigkeiten führt, wenn an das Gehäuse eine hohe Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz gefordert wird. Auch ergeben sich auf der Außenseite des Gehäuses ungünstige Strukturen in Bezug auf die Reinhaltung.A computer of a similar type in the form of a personal computer is disclosed in DE 94 03 364 U1. In this case, components are arranged in a housing and a heat dissipation device is provided, which consists of a so-called computer plate that is connected to the central control unit CPU. The computer plate is led out through the computer housing in order to release the heat to the environment on the outside of the computer housing, for which feed-through points through the computer housing are required, which leads to difficulties if a high degree of protection is required for the housing in terms of protection against contact, foreign bodies and water. There are also unfavorable structures on the outside of the housing in terms of keeping it clean.

In der DE 44 08 805 A1 ist eine Kühleinrichtung für Computer angegeben, die Ventilatoren und Temperaturüberwachungseinrichtungen aufweist. Über die Ausbildung eines Gehäuses für die elektrischen und elektronischen Baugruppen sind keine näheren Angaben gemachtDE 44 08 805 A1 describes a cooling device for computers that has fans and temperature monitoring devices. No further details are given about the design of a housing for the electrical and electronic components.

Ein Rechner ähnlicher Art in Form eines Panel-Computers ist in der DE 197 31 033 beschrieben. Hierbei sind die elektrischen und elektronischen Baugruppen in einem wärmeableitenden Gehäuse aus einem wannenförmigen Unterteil und einem auf dessen umlaufenden Rand aufgesetzten Deckel integriert, wobei der Rechner eine Anzeigeeinheit und eine mindestens einen Ventilator aufweisende Kühleinrichtung aufweist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Geräte durch den Einsatz der Lüfter sehr laut sind und bedingt durch die Lüfter eine begrenzte Lebensdauer aufweisen. Außerdem wird das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Produktivität der tätigen Menschen durch den Einsatz der Lüfter negativ beeinflusst.A similar type of computer in the form of a panel computer is described in DE 197 31 033. The electrical and electronic components are integrated in a heat-dissipating housing consisting of a tub-shaped base and a cover placed on the surrounding edge, whereby the computer has a display unit and a cooling device with at least one fan. The disadvantage of this solution is that the devices are very loud due to the use of fans and have a limited lifespan due to the fans. In addition, the well-being, health and productivity of the people working are negatively affected by the use of fans.

Des weiteren sind Industriecomputer aus DE 100 58 739 A1 bekannt, die an einem kühlenden Frontrahmen ein speziell entwickeltes CPU-Board mit integriertem Netzteil befestigt haben, wobei das CPU-Board so gestaltet ist, dass mindestens ein Teil der wärmeerzeugenden CPU-Board-Bauteile mit dem Frontrahmen verbunden ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass zum einen keine Standardkomponenten wie Motherboard und/oder Netzteile o. ä. verwendet werden können, was zu einem sehr hohen Preis führt, da das speziell entwickelte CPU-Board nicht in so großen Stückzahlen produziert wird und zum anderen nicht die neuesten, leistungsstärksten Prozessoren zum Einsatz kommen. Außerdem wird durch die Verwendung des Frontrahmens als Kühlkörper nur ein geringer Teil des Gehäuses zur Wärmeabfuhr verwendet, was auch keine große Prozessorleistung zulässt.Furthermore, industrial computers are known from DE 100 58 739 A1 that have a specially developed CPU board with an integrated power supply attached to a cooling front frame, whereby the CPU board is designed in such a way that at least some of the heat-generating CPU board components are connected to the front frame. The disadvantage of this solution is that, on the one hand, no standard components such as motherboards and/or power supplies or similar can be used, which leads to a very high price, since the specially developed CPU board is not produced in such large quantities and, on the other hand, the latest, most powerful processors are not used. In addition, by using the front frame as a heat sink, only a small part of the housing is used for heat dissipation, which also does not allow for high processor performance.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Gehäusesystem für Display-Computer mit direktem im Gehäuse integriertem Mehrschichtenkühlsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, lüfterlose, und somit lautlose portable und/oder stationäre Computer geringer Bautiefe herzustellen, bei denen die im Prozessor der jüngsten Generation entstehende Wärme durch Wärmeleitung auf das Gehäuse übertragen wird und über Konvektion an die Umgebung abgegeben wird und dadurch Computer mit hoher Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz entstehen.The object of the invention is to create a modular housing system for display computers with a multi-layer cooling system of the type mentioned above directly integrated in the housing, which makes it possible to produce fanless and thus silent portable and/or stationary computers with a small installation depth, in which the heat generated in the processor of the latest generation is transferred to the housing by thermal conduction and released to the environment via convection, thus creating computers with a high degree of protection in terms of contact, foreign body and water protection.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist also vorgesehen, ein Gehäuse mit einem und/oder mehreren wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystemen auszustatten, wobei in dem Gehäuse die elektrischen und elektronischen Baugruppen und die Anzeigeeinheit integriert sind und falls erforderlich, im Gehäuse ein lüfterloses Netzteil so integriert ist, dass die wärmeerzeugenden Komponenten des Netzteils direkt auf einer Außenwand und/oder Mehrschichtenkühlsystem des Gehäuses befestigt sind und/oder wärmegekoppelt sind und dass die im Prozessor entstehende Wärme mittels eines und/oder mehreren passiven Kühlsystemen ohne Lüfter auf eine und/oder mehrere Mehrschichtenkühlwände übertragen wird, wobei das und/oder die passiven Kühlsysteme aus Kupfer und/oder deren Legierungen hergestellt sind und wobei das wärmeabgebende Mehrschichtenkühlerkörpersystem eine ausgezeichnete Wärmeaufnahme mittels Wärmeverteilerplatte sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch Konvektion aufweist und die Mehrschichtenkühlsystem aus einer metallplattenförmigen Grundplatte besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und zumindest auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen aufweist und dass bei Montage des Boards auf der metallplattenförmigen Grundplatte die Prozessoroberfläche in direktem Kontakt mit der Oberfläche des passiven Kühlsystems steht und somit die im Prozessor entstehende Wärme durch Wärmeleitung auf das Mehrschichtenkühlsystem übertragen wird, wobei zur besseren Wärmeübertragung zwischen den einzelnen Teilen Wärmeleitpaste und/oder Wärmeleitfolie integriert werden kann.This object is solved with the features of claim 1. In this case, it is therefore provided to equip a housing with one and/or more heat-dissipating multi-layer cooling systems, wherein the electrical and electronic components and the display unit are integrated in the housing and, if necessary, a fanless power supply is integrated in the housing in such a way that the heat-generating components of the power supply are attached directly to an outer wall and/or multi-layer cooling system of the housing and/or are thermally coupled and that the heat generated in the processor is transferred to one and/or more multi-layer cooling walls by means of one and/or more passive cooling systems without a fan, wherein the passive cooling system and/or systems are made of copper and/or alloys thereof and wherein the heat-dissipating multi-layer cooler body system has excellent heat absorption by means of a heat distribution plate and excellent heat dissipation by convection and the multi-layer cooling system consists of a metal plate-shaped base plate which has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and has a layer of aluminum or aluminum alloy with and/or without cooling fins and/or cooling fins on at least one side and that when mounting the board On the metal plate-shaped base plate, the processor surface is in direct contact with the surface of the passive cooling system and thus the heat generated in the processor is transferred to the multi-layer cooling system by thermal conduction, whereby thermal paste and/or thermal foil can be integrated between the individual parts for better heat transfer.

Ein möglicher Aufbau des Computers weist ein modulares Gehäusesystem aus einem Displaygehäuse mit Displayabdeckung und dem Rackgehäuse aus, wobei im Displaygehäuse die Komponenten Display und evtl. Inverter untergebracht sind, und im Rackgehäuse mindestens die Komponenten All-in-one Board und/oder Motherboard und falls erforderlich CD-ROM, Festplatte, Erweiterungskarten und lüfterlose Netzteil untergebracht sind, und das Rackgehäuse mit einem und/oder mehreren wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystemen ausgestattet ist, wobei das Mehrschichtenkühlsystem mindestens aus einer metallplattenförmigen Grundplatte besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und zumindest auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung aufweist, wobei die Platte und die Schicht mechanisch über Schrauben und/oder Nieten miteinander verbunden sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste verwendet wird. Als Grundgehäuse dient eine Profilrahmenkonstruktion mit eingesetzten Wänden. In dem Gehäuse ist das lüfterlose Netzteil, falls erforderlich, so integriert, dass die wärmeerzeugenden Komponenten des Netzteils direkt auf einer Außenwand und/oder einem Mehrschichtenkühlsystem des Gehäuses befestigt sind und/oder wärmegekoppelt sind. Das Motherboard und/oder All-in-one Board ist so an dem Mehrschichtenkühlsystem befestigt, dass die Oberfläche des Prozessors direkten Kontakt mit der Oberfläche des passiven Kühlsystems aufweist, so dass die Prozessoroberfläche dicht und spaltfrei auf dem passivem Kühlsystem aufliegt und somit die im Prozessor entstehende Wärme ohne Lüfter auf das Mehrschichtenkühlsystem übertragen wird, wobei die passiven Kühlsysteme aus Kupfer und/oder deren Legierungen hergestellt sind und wobei das wärmeabgebende Mehrschichtenkühlsystem eine ausgezeichnete Wärmeaufnahme mittels Wärmeverteilerplatte sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch Konvektion aufweist. Das passive Kühlsystem ist mechanisch an einem wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystem befestigt. Das Motherboard ist dabei im Gehäuse so eingebaut, dass die Prozessoroberfläche dicht und spaltfrei auf dem passivem Kühlsystem aufliegt. Des weiteren ist mindestens ein Festplattenlaufwerk und ein CD-ROM im Gehäuse untergebracht.One possible structure of the computer has a modular housing system consisting of a display housing with display cover and the rack housing, whereby the display components and possibly inverter are housed in the display housing, and at least the all-in-one board and/or motherboard components and, if necessary, CD-ROM, hard disk, expansion cards and fanless power supply are housed in the rack housing, and the rack housing is equipped with one and/or more heat-dissipating multi-layer cooling systems, whereby the multi-layer cooling system consists of at least a metal plate-shaped base plate which has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and has a layer of aluminum or aluminum alloy on at least one side, whereby the plate and the layer are mechanically connected to one another via screws and/or rivets and a thermal paste is used for better heat transfer. A profile frame construction with inserted walls serves as the base housing. The fanless power supply is integrated in the housing, if necessary, in such a way that the heat-generating components of the power supply are attached directly to an outer wall and/or a multi-layer cooling system of the housing and/or are thermally coupled. The motherboard and/or all-in-one board is attached to the multi-layer cooling system in such a way that the surface of the processor is in direct contact with the surface of the passive cooling system, so that the processor surface rests tightly and without gaps on the passive cooling system and the heat generated in the processor is transferred to the multi-layer cooling system without a fan, whereby the passive cooling systems are made of copper and/or their alloys and whereby the heat-emitting multi-layer cooling system has excellent heat absorption by means of a heat distribution plate and excellent heat dissipation by convection. The passive cooling system is mechanically attached to a heat-dissipating multi-layer cooling system. The motherboard is installed in the housing in such a way that the processor surface rests tightly and without gaps on the passive cooling system. Furthermore, at least one hard disk drive and one CD-ROM are housed in the housing.

Als günstige Verbesserung der Wärmeübertragung erweist sich das Anbringen von Kühlrippen und/oder Kühllamellen auf einem und/oder mehreren wärmeableitenden Mehrschichtenkühlsystemen.The attachment of cooling fins and/or cooling lamellas on one and/or more heat-dissipating multi-layer cooling systems proves to be a beneficial improvement in heat transfer.

Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch eine metallische Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und der Aluminiumplatte mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen durch eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren erreicht.A significant improvement in heat transfer is achieved by a metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the aluminum plate with and/or without cooling fins and/or cooling fins by one of the following processes: brazing, soft soldering, diffused bonding, welding, casting, pouring or roll cladding.

Günstig für die Wärmeübertragung vom passivem Kühlsystem auf die metallplattenförmige Grundplatte wirkt sich eine metallische Verbindung zwischen dem Adaptersystem und der Grundplatte durch eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren aus.A metallic connection between the adapter system and the base plate by one of the following processes: brazing, soft soldering, diffused bonding, welding, casting, pouring or roll cladding has a favorable effect on the heat transfer from the passive cooling system to the metal plate-shaped base plate.

Eine andere Variante der Anbringung des Mehrschichtenkühlsystem ist bei einem Aluminiumgussgehäuse möglich. Dabei ist das eigentliche Gussgehäuse mit den wärmeabgebenden Komponenten des Netzteiles wärmegekoppelt, und weist in einer Wand eine Aussparung für das passive Kühlsystem aus. Auf der Außenseite des Gehäuses wird der Mehrschichtenkühler mittels Schrauben o. ä. befestigt. Hierbei ist eine Aufteilung der Wärmeabgabe erreicht.Another option for attaching the multi-layer cooling system is to use a cast aluminum housing. The actual cast housing is thermally coupled with the heat-emitting components of the power supply and has a recess in one wall for the passive cooling system. The multi-layer cooler is attached to the outside of the housing using screws or similar. This distributes the heat dissipation.

Zur besseren Wärmeübertragung des Kühlkörpers an die Umgebung wirkt sich der Einsatz von Hochleistungskühlkörper mit eingepressten Rippen aus.The use of high-performance heat sinks with pressed-in fins improves heat transfer from the heat sink to the environment.

Eine Korrosion der Kühlkörper, insbesondere eine elektrolytische Korrosionsreaktion zwischen dem metallplattenförmigen Grundplatte und der Aluminiumschicht wird durch eine Beschichtung mittels eines Isolierharzes und/oder Isolierlackes verhindert.Corrosion of the heat sink, in particular an electrolytic corrosion reaction between the metal plate-shaped base plate and the aluminum layer, is prevented by a coating using an insulating resin and/or insulating varnish.

Optimal für die Produktion und für die Wärmeabgabe wirkt sich ein Rackgehäuse in Blechbiegeteilausführung aus, wobei als Grundmaterial für die Ausführung ein Werkstoff mit einem höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium verwendet wird und Teile dieses Grundgehäuses als metallplattenförmige Grundplatte dient und auf dieses Grundgehäuse auf einer und/oder mehreren Wänden eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen aufgebracht wird.A rack housing in bent sheet metal design is optimal for production and for heat dissipation, whereby a material with a higher thermal conductivity coefficient than aluminum is used as the base material for the design and parts of this basic housing serve as a metal plate-shaped base plate and a layer of aluminum or aluminum alloy with and/or without cooling fins and/or cooling fins is applied to this basic housing on one and/or several walls.

Eine äußert gute Gestaltung des Gehäuses ermöglicht die Montage des lüfterlosen Standardnetzteiles so an einer Außenwand des Gehäuses, dass die wärmeaufnehmende Wand des Netzteils und/oder Kühler des Netzteils direkt mit der Rückwand und/oder Deckel wärmegekoppelt ist und die entstehende Wärme direkt an das Gehäuse abgibt.An extremely good design of the case allows the fanless standard power supply to be mounted on an outer wall of the case in such a way that the heat-absorbing wall of the power supply and/or cooler of the power supply is directly thermally coupled with the rear wall and/or cover and transfers the resulting heat directly to the case.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using an embodiment shown in the drawings.

Fig. 1: Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und passivem Kühlsystem
Fig. 2: Schnitt durch das Rackgehäuse mit Board und passivem Kühlsystem
Fig. 3: Schnitt durch das Gehäusesystem mit angeflanschter DisplayeinheitFig. 1: Section through the housing system with multi-layer cooling system and passive cooling system
Fig. 2: Section through the rack housing with board and passive cooling system
Fig. 3: Section through the housing system with flanged display unit

Fig. 4 einen Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und passivem Kühlsystem und Rackgehäuse als BlechbiegeteilkonstruktionFig. 4 a section through the housing system with multi-layer cooling system and passive cooling system and rack housing as a bent sheet metal construction

Fig. 5 metallische Grundplatte mit passivem KühlsystemFig. 5 metallic base plate with passive cooling system

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugsquellen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.In the figures, unless otherwise stated, like sources of supply refer to like parts with like meaning.

In Figur 1 ist ein Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und passivem Kühlsystem dargestellt. Dabei weist das Rackgehäuse 1 eine Wand 3 als wärmeableitendes Mehrschichtenkühlsystem 4 aus, wobei das Mehrschichtenkühlsystem 4 aus einer metallplattenförmigen Grundplatte 5 besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Kühlrippen 6 aufweist, wobei die Platte 5 und die Schicht 6 mechanisch über Schrauben 7 miteinander verbunden sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste 8 verwendet wird. In dem Gehäuse sind die elektrischen und elektronischen Baugruppen wie Motherboard 9 als Grundplatine 10 mit Prozessorsockel 11 und Prozessor 12, Festplatte 13, CD-ROM 14 u. ä. Baugruppen integriert, sowie ein lüfterloses Netzteil 15, wobei die wärmeerzeugenden Komponenten 16 des Netzteils direkt mit einer Außenwand 17 des Gehäuses 1 wärmegekoppelt sind. Die im Prozessor 12 entstehende Wärme wird mittels eines passiven Kühlsystems 18 ohne Lüfter auf die Mehrschichtenkühlwand 4 übertragen, wobei das Motherboard 9 mit Prozessor 12 so an der metallplattenförmigen Grundplatte 5Figure 1 shows a section through the housing system with multi-layer cooling system and passive cooling system. The rack housing 1 has a wall 3 as a heat-dissipating multi-layer cooling system 4, wherein the multi-layer cooling system 4 consists of a metal plate-shaped base plate 5 which has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and has a layer of aluminum or aluminum alloy with cooling fins 6 on one side, wherein the plate 5 and the layer 6 are mechanically connected to one another via screws 7 and a thermal paste 8 is used for better heat transfer. The electrical and electronic components such as motherboard 9 as base board 10 with processor socket 11 and processor 12, hard disk 13, CD-ROM 14 and similar components are integrated in the housing, as well as a fanless power supply unit 15, wherein the heat-generating components 16 of the power supply unit are directly thermally coupled to an outer wall 17 of the housing 1. The heat generated in the processor 12 is transferred to the multi-layer cooling wall 4 by means of a passive cooling system 18 without a fan, whereby the motherboard 9 with processor 12 is thus fixed to the metal plate-shaped base plate 5

befestigt ist, dass die glatte Unterseite des passiven Kühlsystems 18 auf die Oberfläche des Prozessors 12 dicht und spaltfrei gepresst wird. Das passive Kühlsystem 18 ist aus einem Werkstoff mit einem höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium. Um eine gute Wärmeübertragung vom Prozessor 12 auf das passive Kühlsystem 18 zu erhalten, wird eine Wärmeleitpaste 19 zwischen Platte und Prozessor integriert. Ebenso wird eine Schicht aus Wärmeleitpaste 19 zwischen dem passiven Kühlsystem 18 und der metallplattenförmigen Grundplatte 5 des Mehrschichtenkühlsystems 4 integriert.is fastened so that the smooth underside of the passive cooling system 18 is pressed tightly and without gaps onto the surface of the processor 12. The passive cooling system 18 is made of a material with a higher thermal conductivity coefficient than aluminum. In order to obtain good heat transfer from the processor 12 to the passive cooling system 18, a thermal paste 19 is integrated between the plate and the processor. Likewise, a layer of thermal paste 19 is integrated between the passive cooling system 18 and the metal plate-shaped base plate 5 of the multi-layer cooling system 4.

Figur 2 zeigt einen Schnitt Schnitt durch das Rackgehäuse mit Board und passivem Kühlsystem. Im Bereich des Prozessors 3 des All-in-one Boards 2 ist das passive Kühlsystem 18 an der metallplattenförmigen Grundplatte 5 angebracht, wobei das passive Kühlsystem 18 einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und mechanisch mittels Schrauben 20 mit der metallplattenförmigen Grundplatte 5 des Mehrschichtenkühlsystems 4 des Rackgehäuses 1 verbunden ist. Die Höhe des passiven Kühlsystems 18 ist so gestaltet ist, dass die Oberfläche des passiven Kühlsystems 18 bei festmontiertem All-in-one Board 2 auf dem Mehrschichtenkühlsystem 4, das die Rückwand des Rackgehäuses 5 bildet, direkten Kontakt mit der Prozessoroberfläche 11 hat und somit dicht und spaltfrei auf den Prozessor 12 gepresst wird und somit die im Prozessor entstehende Wärme durch Wärmeleitung direkt auf das Mehrschichtenkühlsystem 4 geleitet wird. Zur besseren Wärmeübertragung wird Wärmeleitpaste 19 zwischen Prozessoroberfläche und passives Kühlsystem 18 und passives Kühlsystem 18 und metallplattenförmige Grundplatte 5 integriert.Figure 2 shows a cross-section through the rack housing with board and passive cooling system. In the area of the processor 3 of the all-in-one board 2, the passive cooling system 18 is attached to the metal plate-shaped base plate 5, wherein the passive cooling system 18 has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and is mechanically connected by means of screws 20 to the metal plate-shaped base plate 5 of the multi-layer cooling system 4 of the rack housing 1. The height of the passive cooling system 18 is designed such that the surface of the passive cooling system 18, when the all-in-one board 2 is firmly mounted on the multi-layer cooling system 4, which forms the rear wall of the rack housing 5, has direct contact with the processor surface 11 and is thus pressed tightly and gap-free onto the processor 12 and thus the heat generated in the processor is conducted directly to the multi-layer cooling system 4 by thermal conduction. For better heat transfer, thermal paste 19 is integrated between the processor surface and the passive cooling system 18 and the passive cooling system 18 and the metal plate-shaped base plate 5.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch das Gehäusesystem mit angeflanschter Displayeinheit. Dabei wird an das Rackgehäuse 1 ein Displaygehäuse 21 mit Displaygehäuseabdeckung 22 befestigt, wobei innerhalb des Displaygehäuses 21 das Display 23 untergebracht ist, bei Bedarf auch der Inverter 24. Im Rackgehäuse 1, das entsprechend der Figur 2 ausgeführt ist, sind zusätzlich noch die Komponenten Festplatte 13 und CD-ROM 14 untergebracht. Dadurch lassen sich sehr kompakte lüfterlose Computer herstellen, die außerdem eine hohe Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz haben.Figure 3 shows a section through the housing system with a flanged display unit. A display housing 21 with a display housing cover 22 is attached to the rack housing 1, with the display 23 and, if required, the inverter 24 being housed inside the display housing 21. The hard disk 13 and CD-ROM 14 components are also housed in the rack housing 1, which is designed as shown in Figure 2. This makes it possible to produce very compact, fanless computers that also have a high degree of protection against contact, foreign bodies and water.

Figur 4 zeigt einen Schnitt durch das Gehäusesystem mit Mehrschichtenkühlsystem und passivem Kühlsystem, wobei das Rackgehäuse als Blechbiegeteilkonstruktion ausgeführt ist und als Grundmaterial ein Werkstoff verwendet wird, der einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist. Das Grundgehäuse ist in diesem Falle die metallplattenförmige Grundplatte 26, die als Basis für die Mehrschichtenkühlsystem dient. Eine Wand des Gehäuses 27 wird als Mehrschichtenkühlsystem 28 ausgebildet, indem auf der äußeren Seite 29 eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Kühlrippen 6 aufgebracht wird, wobei die Platte 26 und die Schicht 6 mechanisch über Schrauben 7 miteinander verbunden sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste 8 verwendet wird.Figure 4 shows a section through the housing system with multi-layer cooling system and passive cooling system, whereby the rack housing is designed as a bent sheet metal part construction and a material is used as the base material that has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum. The base housing in this case is the metal plate-shaped base plate 26, which serves as the basis for the multi-layer cooling system. One wall of the housing 27 is designed as a multi-layer cooling system 28 by applying a layer of aluminum or aluminum alloy with cooling fins 6 to the outer side 29, whereby the plate 26 and the layer 6 are mechanically connected to one another via screws 7 and a thermal paste 8 is used for better heat transfer.

Figur 5 zeigt einen Schnitt durch eine Mehrschichtenkühlsystem mit metallischer Grundplatte mit angegossener Schicht aus Aluminium und mit Kühlrippen und dem passiven Kühlsystem. Dabei ist die Mehrschichtenkühlsystem 31 so gestaltet, dass sie als wannenförmiges Teilgehäuse 32 ausgeführt ist und zur Aufnahme der Bauteile 33 dient und als Aluminiumgussteil mit eingelegter metallplattenförmiger Grundplatte 34 hergestellt ist. Durch das Eingießen der metallplattenförmigen Grundplatte 34 ergibt sich ein sehr guter Wärmeübergang von der Grundplatte 34 auf die Aluminiumschicht des Mehrschichtenkühlsystems 31. Das passive Kühlsystem 18 ist metallisch mit der metallplattenförmigen Grundplatte 5 verbunden und ist so gestaltet, dass die Oberfläche des passiven Kühlsystems 18 bei festmontiertem All-in-one Board 2 auf dem Mehrschichtenkühlsystem 4, das die Rückwand des Rackgehäuses 1 bildet, direkten Kontakt mit der Prozessoroberfläche 12 hat und somit dicht und spaltfrei auf den Prozessor gepresst wird und somit die im Prozessor entstehende Wärme durch Wärmeleitung direkt auf das Mehrschichtenkühlsystem 4 geleitet wirdFigure 5 shows a section through a multi-layer cooling system with a metallic base plate with a cast-on layer of aluminum and with cooling fins and the passive cooling system. The multi-layer cooling system 31 is designed in such a way that it is designed as a trough-shaped partial housing 32 and serves to accommodate the components 33 and is manufactured as an aluminum casting with an inserted metal plate-shaped base plate 34. By casting the metal plate-shaped base plate 34, there is a very good heat transfer from the base plate 34 to the aluminum layer of the multi-layer cooling system 31. The passive cooling system 18 is metallically connected to the metal plate-shaped base plate 5 and is designed in such a way that the surface of the passive cooling system 18 has direct contact with the processor surface 12 when the all-in-one board 2 is firmly mounted on the multi-layer cooling system 4, which forms the rear wall of the rack housing 1, and is thus pressed tightly and without gaps onto the processor and thus the heat generated in the processor is conducted directly to the multi-layer cooling system 4 by thermal conduction.

Claims

1. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing for accommodating the display unit and the electrical and electronic assemblies and/or components, characterized in that the one- and/or multi-part housing has one and/or several multi-layer cooling systems, wherein the multi-layer cooling system consists of a metal plate-shaped base plate which has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum and has a layer of aluminum or aluminum alloy with and/or without cooling fins and/or cooling lamellas on at least one side, wherein the plate and the layer are mechanically and/or metallically connected to one another and the metal plate-shaped base plate is larger and/or smaller and/or the same size as the layer and wherein the housing basic construction and/or the partial housings are designed as a bent part construction and/or as a profile frame construction and/or as a cast construction made of metal and/or plastic and/or as a combination of one of the above-mentioned designs and the electrical and electronic assemblies are integrated in the rack housing and, if necessary, the fanless power supply is arranged in the housing in such a way that the wall of the Power supply unit on which the heat-emitting components are attached is directly thermally coupled to an outer wall of the housing and/or to a multi-layer cooling system and/or that the heat-emitting components are attached directly thereto and that the heat generated in the processor is transferred by means of one and/or more passive cooling systems to one and/or more metal plate-shaped base plates of the and/or the multi-layer cooling system, wherein the motherboard and/or the all-in-one board and/or the slot CPU is attached to the metal plate-shaped base plate in such a way that the processor surface is pressed tightly and without gaps onto the heat-absorbing passive cooling system and the passive cooling system is attached directly to the and/or the metal plate-shaped base plates, wherein mechanical and/or metallic connections are possible here.

2. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to claim 1, characterized in that the housing system consists of the sub-housings display housing and rack housing.

3. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to claim 1, characterized in that the display unit, preferably as a TFT display, is integrated in the display housing, as well as the inverter and/or loudspeaker and/or other additional required components.

4. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to claim 1, characterized in that additional components such as hard disk and/or CD-ROM and/or power supply and/or additional cards are accommodated in the rack housing.

5. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical connection between the metal plate-shaped base plate and the layer of aluminum or its alloy with and/or without cooling fins and/or cooling blades is made by means of screws and/or rivets and similar components.

6. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that a thermally conductive paste and/or thermally conductive foil is integrated between the metal plate-shaped base plate and the layer of aluminum or its alloy with and/or without cooling fins and/or cooling fins.

7. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the layer of aluminum or its alloy with and/or without cooling fins and/or cooling lamellae is achieved by one of the methods brazing, soft soldering, diffused bonding, welding, casting, pouring or roll cladding.

8. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the metal plate-shaped base plate is made of copper.

9. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that when using a bent sheet metal housing as a rack housing, the housing is made of copper sheet and/or copper sheet alloys and parts and/or one and/or more walls of the housing serve as a metal plate-shaped base plate for the multi-layer cooling system.

10. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that in a rack housing as a cast housing, the metal plate-shaped base plate is arranged on the inside and the outer wall simultaneously has the cooling fins and/or cooling lamellas integrated.

11. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a bent part housing and a cast housing made of metal and/or plastic, one and/or more multi-layer heat sink walls are attached to the outside on one and/or more outer walls, wherein one and/or more outer walls have one and/or more recesses for attaching the passive cooling systems to the metal plate-shaped base plate.

12. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the passive cooling system is made of a material which has a higher thermal conductivity coefficient than aluminum.

13. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the passive cooling system is made of copper.

14. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the passive cooling system and/or systems are soldered onto the metal plate-shaped base plate.

15. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the passive cooling system, the passive cooling system and/or the passive cooling systems are mechanically and/or metallically connected to the metal plate-shaped base plate.

16. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the passive cooling system and the mechanical connection are made by means of screws and/or rivets and/or threaded bushings and/or studs and similar components.

17. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the passive cooling system, that the metallic connection is achieved by one of the methods brazing, soft soldering, diffused bonding, welding, potting, casting or roll cladding.

18. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the passive cooling system is designed such that the processor surface is pressed tightly and without gaps onto the surface of the passive cooling system.

19. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that a thermally conductive paste is applied between the processor surface and the passive cooling system for better heat transfer and/or a thermally conductive film is integrated.

20. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that a thermally conductive paste is applied between the passive cooling system and the metal plate-shaped base plate for better heat transfer and/or a thermally conductive film is integrated.

21. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the housing system consists of the partial housings display housing and rack housing.

22. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the display housing is pivotally attached to the rack housing.

23. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the display housing and the rack housing are firmly connected to one another.

24. Modular housing system for fanless display computers with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that the external shape of the rack housing is cuboid and/or cylindrical and/or another possible cubic shape.

25. Modular housing system for fanless display computers with heat pipe and with a multi-layer cooling system directly integrated in the housing according to one of the preceding claims, characterized in that a filter glass pane is used to protect the display.