WO2007060212A2 - Module for insertion in a rack and method for cooling said module - Google Patents

Module for insertion in a rack and method for cooling said module Download PDF

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WO2007060212A2
WO2007060212A2 PCT/EP2006/068858 EP2006068858W WO2007060212A2 WO 2007060212 A2 WO2007060212 A2 WO 2007060212A2 EP 2006068858 W EP2006068858 W EP 2006068858W WO 2007060212 A2 WO2007060212 A2 WO 2007060212A2
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WO
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thermal zone
assembly
motherboard
air flow
thermal
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PCT/EP2006/068858
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German (de)
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Inventor
Ernst Engst
Thomas Schmidt-Behounek
Martin Böhm
Original Assignee
OCé PRINTING SYSTEMS GMBH
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/206—Cooling means comprising thermal management

Definitions

  • the invention relates to an assembly for insertion into a rack having at least one motherboard having a substantially rectangular base, wherein at least on the front side of the main board components and / or units are arranged. At least one electrical connection element is arranged in a region of a first side edge of the main circuit board, wherein the connection element can be connected to a complementarily formed connection element of the subrack. Furthermore, the invention relates to a method for cooling components of an assembly for use in a rack and a rack with an assembly.
  • a plug-in assembly comprises a printed circuit board, i. Motherboard, which is connected at a first side edge with a connector and at the first side edge opposite the second side edge with a front panel or front panel.
  • plug-in modules are known which are mechanically enclosed. These enclosed assemblies will too referred to as cassettes.
  • the plug-in module may comprise further boards, which are preferably arranged at a distance from the motherboard. At least on the front of the motherboard components or assemblies are arranged, which are in particular electrically connected to the motherboard.
  • These components and assemblies are in particular integrated circuits, passive components and assemblies, such as hard disk storage, memory cards or memory modules.
  • some electronic circuits, such as CPUs serving as CPUs, and power semiconductors have a very high power dissipation.
  • a plug-in module with a CPU has a selective power loss of the CPU of up to 150 watts and about 100 watts total power loss of other components.
  • the object of the invention is an assembly for insertion into a rack and a method for cooling components in a rack specify inserted module in which the heat generated by the power loss of the components and modules of the assembly in a simple manner safely dissipated. Furthermore, a rack with such an assembly is specified.
  • a second aspect of the invention relates to a method for cooling components of an assembly inserted in a subrack, in which components and / or subassemblies to be cooled are arranged at least on the front side of a main board, which has a substantially rectangular base.
  • the subassembly is electrically connected to the subrack by means of at least one electrical connection element, wherein the connecting element is connected to a complementarily formed connecting element of the subrack and wherein the connecting element is arranged in a region of a first side edge of the main circuit board.
  • a first lateral edge parallel to the first thermal zone is a first air flow and in At least one second thermal zone arranged parallel to the first side edge causes a second air flow which is different from the first air flow.
  • the components arranged in the first thermal zone and in the second thermal zone can be cooled in accordance with their power loss, so that the large amount of heat generated by the high power loss is particularly high in components or assemblies with a high power loss can be safely dissipated and the components can thereby be operated in a temperature range by which a permissible temperature limit is not exceeded.
  • a third aspect of the invention relates to a rack with at least one module, which has at least one slot into which the module can be inserted.
  • the rack has at least one electrical connection element, which is connectable to a in a region of the first side edge of a motherboard of the assembly arranged complementary connection element of the assembly.
  • the main board of the assembly has a substantially rectangular base, wherein at least on the front of the motherboard components and / or units are arranged.
  • the subassembly and / or the subrack have means which effect a first air flow in a first thermal zone of the subassembly arranged parallel to the first side edge of the main board and the at least one second thermal zone of the subassembly arranged parallel to the first side edge cause a second flow different from the first flow.
  • Figure 1 is a schematic representation of the side view of an assembly according to the invention in the installed position;
  • Figure 2 is a schematic representation of the module according to
  • FIG. 3 shows a schematic representation of two similar assemblies arranged side by side in a view from below;
  • Figure 4 is a schematic perspective view of two juxtaposed modules, in addition fans of a rack are shown;
  • Figure 5 is a schematic sectional view of a rack with a center-plane center wall;
  • FIG. 6 is a side view of a CPU module according to the invention with schematically illustrated components and assemblies;
  • Figure 7 is a view of the CPU assembly of Figure 6 from below.
  • FIG. 1 shows a side view of a schematically represented assembly 10 according to the invention.
  • This module is also referred to as a printed circuit board and is intended for use in a rack.
  • the assembly 10 has a motherboard 12, on the front side edge of a designed as a front panel 14 cover plate is provided.
  • the front panel 14 is arranged substantially orthogonal to the motherboard 12.
  • three connectors 15, 16, 17 are arranged and at least electrically connected to the motherboard 12.
  • a strip-shaped region of each connector 15, 16, 17 projects beyond the side edge of the motherboard 12.
  • the plug connectors 15, 16, 17 are automatically connected to the complementary plug connector arrangements provided in the rack when the module 10 is inserted into a rack.
  • a simple subrack are inserted into the modules only from the front of the rack in this and preferably connected by a backplane arrangement with each other and with a power supply unit.
  • the subassemblies are inserted into the latter from the front side of the subrack as well as from the rear side thereof, and preferably connected to one another and to a power supply unit by means of a center-plane arrangement.
  • the backplane arrangement connects several subassembled in the rack assemblies together and thus forms the back wiring of the rack for signal exchange and power supply of the modules.
  • a center-tarp arrangement serves to connect the of the
  • the backplane arrangement and the center-plane arrangement comprise at least one common bus for data transmission between the assembly 10 and the other subassemblies used in the subrack and between the other subassemblies.
  • the motherboard 12 preferably comprises a single-layer or multilayer printed circuit board.
  • Subassembly 10 is subdivided into three thermal zones 18, 20, 22, which are arranged substantially in strip form next to one another parallel to the side edge on which plug connectors 15, 16, 17 are arranged and parallel to the side edge on which front panel 14 is arranged. arranged.
  • the main processor i. the CPU
  • the assembly 10 is arranged in the first zone 18.
  • a relatively large heat sink is arranged in the first zone 18.
  • components with a high power loss are generally arranged, from which a relatively large amount of heat must be dissipated.
  • a fan unit 24 with two axial fans is arranged in the first zone 18, which effect a relatively large air flow through the first zone 18.
  • a cover 26 is provided which limits the first zone 18 to three sides and essentially ensures that the at least amplified air flow through the fan unit 24 flows through the first zone 18 and not into other adjacent thermal zones
  • the cover 26 and the motherboard 12 the first thermal zone 18 is limited to four sides, whereby a flow channel is formed.
  • a heat-conducting connected to the processor heat sink is formed and arranged such that the heat sink extends with its cooling fins over the entire cross-sectional area of the cover 26 above the processor, whereby at least a significant portion of the generated or amplified by the fan unit 24 air flow to the Cooling fins and cooling surfaces of the heat sink flows past while dissipating a sufficient amount of heat to cool the processor.
  • the memory circuits are preferably memory modules comprising memory circuits arranged on small printed circuit boards. These memory modules are connected to the main board 12 via corresponding plug connectors. As a result, a flexible configuration of the memory, in particular of the working memory, of the module 10 is possible.
  • the memory modules may include volatile memory, such as memory. RAM, or non-volatile memory, such as memory. EEPROMs or EPROMs.
  • a hard disk 28 is arranged at a distance from the motherboard 12, which, due to its closed design, has a considerable size. represents flow resistance for an air flow, which flows through the assembly 10 from the lower side edge to the upper side edge.
  • the existing for this air flow air inlet surface of the second thermal zone is limited by a first air guide plate 30, is formed by the at least one gap between the front or the O- over side of the motherboard 12 and the air guide plate 30.
  • the air guide plate 30 causes a large part of the assembly 10 supplied cooling air is supplied below the baffle 30 of the second zone, whereby the cooling air flows past in the region of the front side of the motherboard 12 and arranged thereon components and assemblies and this flows around and thereby a good cooling effect generated.
  • the air guide plate 30 forms an additional flow resistance for the cooling air flowing into the second thermal zone 20.
  • a second air guide plate 32 is arranged at a distance from the motherboard 12, wherein the air guide plate 32 is arranged at a smaller distance from the motherboard 12 than the air guide plate 30.
  • the air guide plate 32 is arranged and dimensioned so that it together formed with the flow resistance formed by the hard disk 28 and the other arranged in the third zone 22 components a significantly larger flow resistance than the air guide plate 30 and arranged in the second thermal zone components and components.
  • the flow resistances formed by the components and / or components arranged in the second thermal zone 20 and in the third thermal zone 22 are respectively increased by the air baffles 30, 32.
  • a targeted division of the module 10 supplied from the rack cooling air to the individual thermal zones 18, 20, 22 done.
  • the flow resistance of the second thermal zone 20 and the third thermal zone 22 and of the fan unit 24 in the first thermal zone 18 is increased by the air guide plates 30, 32 caused amplification of the air flow of the first thermal zone 18, a sufficiently large proportion of the guided from the rack to the assembly 10 cooling air supplied. This ensures that sufficient cooling air flows past the heat sink of the processor and flows through the openings provided between the cooling fins in order to dissipate the heat loss of the processor conducted to the heat sink.
  • the fan unit 24 significantly reduces the flow resistance of the first thermal zone 18 or creates a negative flow resistance.
  • the air baffles 30, 32 and / or the provision of additional fans on the assembly 10 is in each of the thermal zones 18, 20, 22, for discharging the by the power loss of the arranged in the respective zone 18, 20, 22 components controlled amount of heat controlled.
  • the air baffles 30, 32 and / or the fan unit 24 also cause a mechanical stiffening of the motherboard 12. As a result, the torsional rigidity of the motherboard 12 is increased. In particular, with the force effects when inserting the module 10 in a subcarrier or when pulling out the assembly 10 from the Subracks are thereby damage to the motherboard 12 avoided.
  • the assembly 10 is shown schematically in a view from below, wherein the assembly is rotated in Figure 2 relative to the side view of the assembly 10 shown in Figure 1 by 90 °.
  • Like elements have the same reference numerals.
  • a larger free cross-sectional area remains between the air guide plate 30 of the second thermal zone 20 and the motherboard 12 than between the air guide plate 32 of the third thermal zone 22 and the motherboard 12.
  • the second thermal zone 20 thus has a lower flow resistance than the third thermal zone 22. As a result, through the second thermal zone 20 flows a larger amount of air supplied from the rack cooling air than through the third thermal zone 22.
  • the projecting beyond the air baffle 32 hard disk 28 prevents most of the cooling air supplied from the rack above the air baffle 32nd is discharged unused by the third thermal zone 22 and is not used to substantially cool the assembly 10 and for dissipating the heat generated by the components and units of the assembly 10.
  • the assembly 10 is shown together with a subassembly 10a that is substantially the same in the subrack next to the subassembly 10.
  • the elements of the assembly 10a which correspond to the elements of the assembly 10 are identified by the same reference numerals and additionally by the letter a.
  • the second thermal zone 20 is additionally delimited by the back wall of the motherboard 12a of the assembly 10a, so that a substantially closed flow channel is also formed around the second thermal zone 20.
  • the third thermal zone 22 is bounded by the back of the board 12a of the assembly 10a and by a rear wall of the subrack, not shown, so that by the boundaries escape of the cooling air from the thermal zones 20, 22 in particular through the back of the board 12a the adjacent assembly 10a is prevented.
  • a so-called dummy module or a blank plate is inserted into the rack instead of an adjacent circuit board, the back side of this blank plate having the same function for limiting the second and third thermal zones as the rear side the board 12a for the assembly 10a.
  • the assembly 10 is directly adjacent to a side wall of the rack adjacent.
  • the assemblies 10, 10a are arranged in the rack in arranged in the rack guide rails into which the modules 10, 10a are pushed in each case upon insertion of the module in the rack.
  • the distance between the motherboards 12 and 12a of adjacent assemblies 10 and 10a is predetermined.
  • the distance of the rails thus determines the width of a slot or a slot.
  • the width of an assembly 10, 10a may also include multiple slots, in which case guide rails need not be provided at each slot but only where a motherboard of the assembly 10, 10a is arranged.
  • the blanking plate which has substantially the same dimensions as the motherboard inserted in the same manner in the guide rails of a slot, like an assembly 10a.
  • the dummy module has at least one guide element, through which the dummy module in a connector assembly of Subrack mechanically guided and / or held.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the assemblies 10 and 10a according to their arrangement in a rack, wherein two fans 40, 42 provided in the rack are shown schematically.
  • the fans 40, 42 cause an air flow through the thermal zones 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a of the assemblies 10, 10a.
  • a filter mat is provided between the fans 40, 42 and the assemblies 10, 10a, through which a back pressure between the fans 40, 42 and the filter mat is generated.
  • the dynamic pressure causes a relatively uniform passage of air through the filter mat, whereby a relatively uniform air flow above the filter mat and thus in the region of the underside of the assemblies 10, 10a is generated.
  • the air flows through the individual assemblies 10, 10a are shown schematically by arrows.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional representation of a module carrier 50, on the front side 52 of which and on the rear side 54 of which a plurality of side-by-side slots are provided.
  • the rack 50 can be inserted into the slots on the back 54 of the rack both from the front 52 forth assemblies 10, 10a in the slots on the front 52 of the rack 50 and from its back 54 forth assemblies 10, 10a.
  • the connectors 15, 15a, 16, 16a, 17, 17a are automatically connected to provided on a centerplane assembly 56 connector assemblies, in the same way as a backplane assembly at a rack 50 in which the modules are inserted only from the front 5 2, an electrical connection between the individual Produce assemblies 10, 10a.
  • fans 41, 42, 45, 46 are arranged below the modules 10, 10a or below the slots, suck the cooling air from the environment of the rack 50 and one nen up to the modules 10, 10a executed air flow.
  • filter mats 57, 58 are provided which filter out dirt particles from the cooling air and generate a flow resistance.
  • the flow resistance of the filter mats 57, 58 causes that created by the fan 41, 42, 45, 46 air flow below the filter mat 57, 58 a dynamic pressure is built up, through which a loan over the entire surface of the filter mat 57, 58 uniformly Air flow through the filter mat 57, 58 passes.
  • a substantially uniform air flow as cooling air flow is provided on the lower sides of the assemblies 10, 10a.
  • an area above the assemblies 10, 10a further fans 43, 44, 47, 48 are provided which the air flow through the modules 10, 10a or through the zones 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a of the modules 10, 10a promote by creating a negative pressure above the arranged in the rack 50 modules 10, 10a.
  • a filter mat 59 and below the fan 47, 48, a filter mat 60 are arranged below the fan 43, 44.
  • a plurality of modules 10, 10a of the same type or different assemblies can be arranged side by side.
  • at least one fan 24 is arranged, which amplifies the air flow generated by the fan 50 provided in the rack 50 to 48 and passes a sufficient amount of air, in particular on a provided in the first thermal zone 18 heat sink, in particular for the dissipation of heat a processor is provided.
  • This air flow is guided within an air shaft or flow channel of the first thermal zone 18, which is formed in particular by the cover 26 or other suitable Abschottstoff.
  • a cover 26 for forming an air duct in particular, a sheet metal cover or a cover made of other materials may be used.
  • the cover is made of electrically non-conductive plastics.
  • the cover 26 By providing the cover 26, a relatively large amount of air conveyed through the first thermal zone 18 air flow is forced, despite the relatively high flow resistance caused by a heat sink disposed in the first thermal zone 18 to flow past the surface of the heat sink and heat from Pick up and dissipate heat sink.
  • the amount of air conducted through the first thermal zone 18 can be varied within wide limits depending on the momentarily occurring heat generation, without the air flow being greatly influenced by the other thermal zones 20, 22.
  • the instantaneous evolution of heat is heavily dependent on the instantaneous computing power of the processor.
  • the components arranged in the other zones 20, 22 have a lower fluctuation of the power loss and thus a smaller fluctuation of the amount of heat to be dissipated under different load, whereby a relatively uniform or constant cooling air flow is advantageous in these zones 20, 22.
  • the different flow resistances of the second thermal zone 20 and the third thermal zone 22 cause the amount of air passing through the third zone 22 flows, is less than the amount of air flowing through the second zone 20. This concerns at least the total amount of cooling air flowing through the respective zones 20, 22 and / or the flow velocity of the cooling air flowing through the respective zones 20, 22.
  • the thermal zones 18, 20, 22 have approximately the same width, so that their cross-sectional areas are substantially equal.
  • the different flow resistances of the individual zones bring about a different flow velocity of the cooling air flowing through this thermal zone 18, 20, 22, corresponding to the flow resistances.
  • the fan unit 24 or the fans contained in the fan unit 24 are arranged directly on the motherboard 12 at the lower and / or upper side edge of the assembly 10.
  • the preferably rectangular contour area of the cross-section of a heat sink for cooling a processor disposed in the first zone 18 fills at least an upper portion of the enclosed air duct formed by the cover 26, so that through the fan unit 24 in the first thermal Zone 18 caused air flow can not escape laterally from the heat sink and the first thermal zone 18.
  • the air stream entering the second thermal zone 20 is directed onto the components and assemblies arranged in this second thermal zone 20, for example the memory modules arranged in the second zone 20 and the memory circuits arranged on these memory modules.
  • a further air shaft is formed below the hard disk 28.
  • the hard disk 28 forms a large flow resistance in the third thermal zone 22, through which a relatively high flow velocity of the cooling air is generated below the hard disk 28. This results in a relatively good cooling effect of the components and assemblies arranged there, which have a relatively low power loss, whereby only a relatively small amount of heat from the third thermal zone 22 is dissipate.
  • the air baffles 30, 32 are not directly connected to the motherboard 12. Alternatively, the air baffles 30, 32 are connected with fasteners to the motherboard 12, which have only a low air resistance, in order not to hinder the cooling air flowing into these thermal zones 20, 22 further.
  • the assembly 10 is shown in side view similar to the side view of Figure 1.
  • the contours of various components, heatsink, components and contact surfaces for SMD components are provided in the main board 12 holes for the passage of
  • FIG. 7 shows a representation of the assembly 10 according to FIG.
  • each memory module 19 has approximately a maximum power loss of 10 watts, which is delivered as heat. Furthermore, maximum power losses of other components are given by way of example in the figures. Furthermore, connectors, display elements and actuating elements on the connectors 15, 16, 17 opposite edge side of the assembly 10 are shown, which protrude through provided in the front panel 14 openings to the outside or at least visible through these openings and / or can be connected to complementary connector assemblies.
  • centrifugal fans or roller fans or radial fans and horizontal air fans can also be used on the module 10, 10a, 70 itself and / or in the module carrier 50.
  • only two thermal zones 18, 20 or 20, 22 are provided, wherein only in one of the zones 20 for limiting the amount of cooling air flowing through this zone an additional means, in particular an air guide plate 30, and in the other thermal zone 18 , 20 no additional means is provided for restricting the cooling air flowing through this zone 18, 22.
  • no additional air filters 24 are then provided on the assembly 10, 10a, 70 itself.
  • the flow resistance of both thermal zones can be adjusted by a targeted arrangement of the components such that a desired different air flow is achieved in the two thermal zones.
  • the main boards 12, 12a of the assemblies 10, 10a can be arranged horizontally in a suitable subrack, with the aid of air vents an air flow along or parallel to the subassembly. surface of the printed circuit boards 12, 12a is generated.
  • the fans are not arranged at the bottom and / or top in the rack as in the rack 50, but in a right and / or left side area of the subrack, ie on at least one side of the subrack.
  • at least one filter mat between the assembly and the fan / fans provided, which cause a relatively uniform distribution of the air flow generated by the fan on the slots in which the modules are plugged or plugged.

Abstract

The invention relates to a module for insertion in a rack having at least one main board with a substantially rectangular surface area, components and/or modular units being disposed on at least the front of said main board. The module has at least one electrical connecting element which is disposed in an area of a first lateral edge of the main board. The module has additional means producing a first flow of air in a first zone parallel to the first lateral edge and producing a second flow of air, different from the first flow of air, in at least one second zone parallel to the first lateral edge. The invention also relates to a method for cooling the components arranged on a module and to a rack comprising a module.

Description

Beschreibungdescription
Baugruppe zum Einstecken in einen Baugruppenträger sowie Verfahren zum Kühlen einer solchen BaugruppeAssembly for insertion in a rack and method for cooling such a module
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zum Einstecken in einen Baugruppenträger, die zumindest eine Hauptplatine hat, die eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweist, wobei zumindest auf der Vorderseite der Hauptplati- ne Bauelemente und/oder Baueinheiten angeordnet sind. Mindestes ein elektrisches Verbindungselement ist in einem Bereich eines ersten Seitenrandes der Hauptplatine angeordnet, wobei das Verbindungselement mit einem komplementär ausgebildeten Verbindungselement des Baugruppenträgers verbindbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kühlen von Bauelementen einer Baugruppe zur Verwendung in einem Baugruppenträger sowie einen Baugruppenträger mit einer Baugruppe.The invention relates to an assembly for insertion into a rack having at least one motherboard having a substantially rectangular base, wherein at least on the front side of the main board components and / or units are arranged. At least one electrical connection element is arranged in a region of a first side edge of the main circuit board, wherein the connection element can be connected to a complementarily formed connection element of the subrack. Furthermore, the invention relates to a method for cooling components of an assembly for use in a rack and a rack with an assembly.
Es sind Baugruppenträger bekannt, die eine Vielzahl von Steckplätzen, so genannten Slots, haben, in die jeweils eine Steckbaugruppe eingesteckt werden kann. Die Steckbaugruppen sind im eingesteckten Zustand über Steckverbinder mit einer so genannten Backplane-Anordnung miteinander und mit einer Stromversorgungseinheit verbunden. Eine solche Backplane-Anordnung wird auch als Rückwandplatine oder Rückverdrahtung bezeichnet. Die Baugruppenträger haben beispielsweise eine Nennbreite von 19 Zoll gemäß der Norm IEC60297-3-101. Eine Steckbaugruppe umfasst eine Leiter- platte, d.h. Hauptplatine, die an einem ersten Seitenrand mit einem Steckverbinder und am dem ersten Seitenrand gegenüberliegenden zweiten Seitenrand mit einer Frontplatte bzw. Frontblende verbunden ist.There are subracks known that have a variety of slots, so-called slots, in each of which a plug-in module can be inserted. The plug-in modules are connected in the inserted state via connectors with a so-called backplane arrangement with each other and with a power supply unit. Such a backplane assembly is also referred to as a backplane or backplane. For example, the racks have a nominal width of 19 inches in accordance with standard IEC60297-3-101. A plug-in assembly comprises a printed circuit board, i. Motherboard, which is connected at a first side edge with a connector and at the first side edge opposite the second side edge with a front panel or front panel.
Ferner sind Steckbaugruppen bekannt, die mechanisch umschlossen sind. Diese umschlossenen Baugruppen werden auch als Kassetten bezeichnet. Die Steckbaugruppe kann weitere Platinen umfassen, die vorzugsweise in einem Abstand zur Hauptplatine angeordnet sind. Zumindest auf der Vorderseite der Hauptplatine sind Bauelemente oder Baugruppen ange- ordnet, die insbesondere elektrisch mit der Hauptplatine verbunden sind. Diese Bauelemente und Baugruppen sind insbesondere integrierte Schaltkreise, passive Bauelemente sowie Baueinheiten, wie z.B. Festplattenspeicher, Speicherkarten oder Speichermodule. Insbesondere einige elekt- ronische Schaltkreise, wie z.B. als CPU dienende Prozessoren, und Leistungshalbleiter haben eine sehr hohe Verlustleistung. Dadurch können in Desktop-Computersystemen aktuell verwendete Prozessoren der Hersteller Intel und AMD sowie die Powerprozessoren der Firmen Motorola und IBM bei der Verwendung auf Steckbaugruppen nicht mit voller Leistung betrieben werden, da die durch die auftretende Verlustleistung erzeugte Wärmemenge nicht abgeführt werden kann. Beim Stand der Technik werden deshalb oft nur so genannte Mobile-Prozessoren mit geringerer Verlustleistung eingesetzt. Allgemein ist es erforderlich auf Prozessoren relativ große Kühlkörper zum Abführen der Verlustleistung anzuordnen. Solche Kühlkörper sind jedoch ein erheblicher Strömungswiderstand, der die Luftströmung im Bereich des Kühlkörpers reduziert.Furthermore, plug-in modules are known which are mechanically enclosed. These enclosed assemblies will too referred to as cassettes. The plug-in module may comprise further boards, which are preferably arranged at a distance from the motherboard. At least on the front of the motherboard components or assemblies are arranged, which are in particular electrically connected to the motherboard. These components and assemblies are in particular integrated circuits, passive components and assemblies, such as hard disk storage, memory cards or memory modules. In particular, some electronic circuits, such as CPUs serving as CPUs, and power semiconductors have a very high power dissipation. As a result, currently used in desktop computer systems processors from Intel and AMD and the power processors from Motorola and IBM when used on plug-in modules can not be operated at full power, since the heat generated by the power loss can not be dissipated. Therefore, in the prior art often only so-called mobile processors are used with less power loss. Generally, it is necessary to place relatively large heatsinks on dissipators to dissipate power dissipation. However, such heat sinks are a considerable flow resistance, which reduces the air flow in the region of the heat sink.
Andere Lösungsmöglichkeiten, wie beispielsweise das Abführen der Verlustleistung mit Hilfe eines Wasserkühlkreislaufs, werden derzeit bei Steckbaugruppen aufgrund verschiedener Probleme nicht eingesetzt. Eine Steckbaugruppe mit einer CPU hat eine punktuelle Verlustleistung der CPU von bis zu 150 Watt und etwa 100 Watt Gesamtverlustleistung weiterer Bauelemente.Other possible solutions, such as the dissipation of power loss using a water cooling circuit, are currently not used in plug-in modules due to various problems. A plug-in module with a CPU has a selective power loss of the CPU of up to 150 watts and about 100 watts total power loss of other components.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Baugruppe zum Einste- cken in einen Baugruppenträger sowie ein Verfahren zum Kühlen von Bauelementen einer in einen Baugruppenträger eingesteckten Baugruppe anzugeben, bei denen die durch die Verlustleistung der Bauelemente und Baueinheiten der Baugruppe erzeugte Wärme auf einfache Art und Weise sicher abgeführt wird. Ferner ist ein Baugruppenträger mit einer solchen Baugruppe anzugeben.The object of the invention is an assembly for insertion into a rack and a method for cooling components in a rack specify inserted module in which the heat generated by the power loss of the components and modules of the assembly in a simple manner safely dissipated. Furthermore, a rack with such an assembly is specified.
Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe zum Einstecken in einen Baugruppenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by an assembly for insertion into a rack with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Bei einer Baugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird in jeder der thermischen Zonen eine unterschiedliche Luftströmung erzeugt, wodurch in jeder dieser thermi- sehen Zonen die durch die Verlustleistung der dort angeordneten Bauelemente erzeugte Wärmemenge sicher abgeführt wird. Dadurch können insbesondere als CPU dienende Prozessoren auch bei einer hohen Belastung dieser Prozessoren sicher gekühlt werden, so dass diese Prozessoren auch dau- erhaft bei voller Verlustleistung und/oder voller Rechenleistung betrieben werden können.In an assembly with the features of claim 1, a different air flow is generated in each of the thermal zones, whereby in each of these thermal zones see the heat generated by the power loss of the components arranged there is safely dissipated. As a result, in particular processors serving as CPUs can be safely cooled even with a high load on these processors, so that these processors can also be operated permanently at full power loss and / or full computing power.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Bauelementen einer in einem Baugruppenträ- ger eingesteckten Baugruppe, bei dem zu kühlende Bauelemente und/oder Baueinheiten zumindest auf der Vorderseite einer Hauptplatine angeordnet werden, die eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweist. Die Baugruppe wird mit Hilfe mindestens eines elektrischen Verbindungs- elementes elektrisch mit dem Baugruppenträger verbunden, wobei das Verbindungselement mit einem komplementär ausgebildeten Verbindungselement des Baugruppenträgers verbunden wird und wobei das Verbindungselement in einem Bereich eines ersten Seitenrandes der Hauptplatine angeordnet ist. In einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten ersten thermischen Zone wird eine erste Luftströmung und in mindestens einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten zweiten thermischen Zone wird eine von der ersten Luftströmung verschiedene zweite Luftströmung bewirkt.A second aspect of the invention relates to a method for cooling components of an assembly inserted in a subrack, in which components and / or subassemblies to be cooled are arranged at least on the front side of a main board, which has a substantially rectangular base. The subassembly is electrically connected to the subrack by means of at least one electrical connection element, wherein the connecting element is connected to a complementarily formed connecting element of the subrack and wherein the connecting element is arranged in a region of a first side edge of the main circuit board. In a first lateral edge parallel to the first thermal zone is a first air flow and in At least one second thermal zone arranged parallel to the first side edge causes a second air flow which is different from the first air flow.
Durch ein solches Verfahren wird erreicht, dass die in der ersten thermischen Zone und in der zweiten thermischen Zone angeordneten Bauelemente entsprechend ihrer Verlustleistung gekühlt werden können, so dass insbesondere bei Bauelementen oder Baueinheiten mit einer hohen Verlust- leistung die durch die hohe Verlustleistung erzeugte große Wärmemenge sicher abgeführt werden kann und die Bauelemente dadurch in einem Temperaturbereich betrieben werden können, durch den ein zulässiger Temperaturgrenzwert nicht überschritten wird. Dadurch wird insbesondere verhindert, dass die Bauelemente zerstört werden oder Schutzschaltungen der Bauelemente aktiviert werden, durch die zumindest die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Bauelementes oder der jeweiligen Baugruppe temporär herabgesetzt ist.By means of such a method it is achieved that the components arranged in the first thermal zone and in the second thermal zone can be cooled in accordance with their power loss, so that the large amount of heat generated by the high power loss is particularly high in components or assemblies with a high power loss can be safely dissipated and the components can thereby be operated in a temperature range by which a permissible temperature limit is not exceeded. This prevents in particular that the components are destroyed or protective circuits of the components are activated, by which at least the performance of the respective component or the respective assembly is temporarily reduced.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Baugruppenträger mit mindestens einer Baugruppe, der mindestens einen Steckplatz hat, in den die Baugruppe einsteckbar ist. Der Baugruppenträger hat mindestens ein elektrisches Verbindungselement, das mit einem in einem Bereich des ersten Seitenrandes einer Hauptplatine der Baugruppe angeordneten komplementären Verbindungselement der Baugruppe verbindbar ist. Die Hauptplatine der Baugruppe hat eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche, wobei zumindest auf der Vorderseite der Hauptplatine Bauelemente und/oder Bau- einheiten angeordnet sind. Die Baugruppe und/oder der Baugruppenträger weisen Mittel auf, die in einer zum ersten Seitenrand der Hauptplatine parallel angeordneten ersten thermischen Zone der Baugruppe eine erste Luftströmung bewirken und die mindestens einer zum ersten Seitenrand pa- rallel angeordneten zweiten thermischen Zone der Baugruppe eine von der ersten Strömung verschiedene zweite Strömung bewirken .A third aspect of the invention relates to a rack with at least one module, which has at least one slot into which the module can be inserted. The rack has at least one electrical connection element, which is connectable to a in a region of the first side edge of a motherboard of the assembly arranged complementary connection element of the assembly. The main board of the assembly has a substantially rectangular base, wherein at least on the front of the motherboard components and / or units are arranged. The subassembly and / or the subrack have means which effect a first air flow in a first thermal zone of the subassembly arranged parallel to the first side edge of the main board and the at least one second thermal zone of the subassembly arranged parallel to the first side edge cause a second flow different from the first flow.
Durch einen solchen Baugruppenträger mit mindestens einer Baugruppe wird erreicht, dass allen Bauelementen und/oder Baueinheiten der Baugruppe eine ausreichende Menge Kühlluft zugeführt wird, durch die die durch ihre jeweilige Verlustleistung erzeugte Wärmemenge sicher abgeführt wird, so dass auch Bauelemente mit einer relativ hohen Verlust- leistung ausreichend gekühlt werden.By such a rack with at least one assembly is achieved that all components and / or units of the assembly, a sufficient amount of cooling air is supplied through which the amount of heat generated by their respective power loss is safely dissipated, so that even components with a relatively high loss be adequately cooled.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die an Hand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und den Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, nämlich:For a better understanding of the present invention, reference will now be made to the preferred embodiments illustrated in the drawings, which are described by reference to specific terminology. It should be understood, however, that the scope of the invention should not be so limited since such changes and other modifications to the apparatus and methods shown, as well as such other uses of the invention as set forth herein, are to be considered as current or future knowledge of the art competent expert. The figures show embodiments of the invention, namely:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe in Einbaulage; Figur 2 eine schematische Darstellung der Baugruppe nachFigure 1 is a schematic representation of the side view of an assembly according to the invention in the installed position; Figure 2 is a schematic representation of the module according to
Figur 1 in einer Ansicht von unten;Figure 1 in a view from below;
Figur 3 eine schematische Darstellung von zwei gleichar- tigen nebeneinander angeordneten Baugruppen in einer Ansicht von unten; Figur 4 eine schematische perspektivische Darstellung von zwei nebeneinander angeordneten Baugruppen, wobei zusätzlich Lüfter eines Baugruppenträgers dargestellt sind; Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Baugruppenträgers mit einer Center-Plane- Mittelwand;FIG. 3 shows a schematic representation of two similar assemblies arranged side by side in a view from below; Figure 4 is a schematic perspective view of two juxtaposed modules, in addition fans of a rack are shown; Figure 5 is a schematic sectional view of a rack with a center-plane center wall;
Figur 6 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen CPU- Baugruppe mit schematisch dargestellten Bauteilen und Baueinheiten; undFigure 6 is a side view of a CPU module according to the invention with schematically illustrated components and assemblies; and
Figur 7 eine Ansicht der CPU-Baugruppe nach Figur 6 von unten .Figure 7 is a view of the CPU assembly of Figure 6 from below.
In Figur 1 ist eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Baugruppe 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Baugruppe wird auch als Flachbaugruppe bezeichnet und ist zum Einsatz in einem Baugruppenträger vorgesehen. Die Baugruppe 10 hat eine Hauptplatine 12, an deren vorde- ren Seitenrand ein als Frontblende 14 ausgebildetes Abdeckblech vorgesehen ist. Die Frontblende 14 ist im Wesentlichen orthogonal zur Hauptplatine 12 angeordnet. An dem der Frontblende 14 gegenüberliegenden Seitenrand der Hauptplatine 12 sind drei Steckverbinder 15, 16, 17 ange- ordnet und zumindest elektrisch mit der Hauptplatine 12 verbunden. Ein streifenförmiger Bereich jedes Steckverbinders 15, 16, 17 steht über den Seitenrand der Hauptplatine 12 über. Die Steckverbinder 15, 16, 17 werden beim Einschieben der Baugruppe 10 in einen Baugruppenträger auto- matisch mit den im Baugruppenträger vorgesehenen komplementären Steckverbinderanordnungen verbunden. In einem einfachen Baugruppenträger werden in die Baugruppen nur von der Vorderseite des Baugruppenträgers in diesen eingesetzt und vorzugsweise durch eine Backplane-Anordnung mit- einander und mit einer Stromversorgungseinheit verbunden. Bei doppelten Baugruppenträgern werden die Baugruppen sowohl von der Vorderseite des Baugruppenträgers als auch von dessen Rückseite in diesen eingesetzt und vorzugsweise durch eine Center-Plane-Anordnung miteinander und mit ei- ner Stromversorugngseinheit verbunden. Die Backplane-Anordnung verbindet mehrere in den Baugruppenträger gesteckte Baugruppen miteinander und bildet somit die Rückverdrahtung des Baugruppenträgers zum Signalaustausch und zur Spannungsversorgung der Baugruppen. Eine Center-Plane-Anordnung dient zum Verbinden der von derFIG. 1 shows a side view of a schematically represented assembly 10 according to the invention. This module is also referred to as a printed circuit board and is intended for use in a rack. The assembly 10 has a motherboard 12, on the front side edge of a designed as a front panel 14 cover plate is provided. The front panel 14 is arranged substantially orthogonal to the motherboard 12. At the opposite side of the front panel 14 of the motherboard 12, three connectors 15, 16, 17 are arranged and at least electrically connected to the motherboard 12. A strip-shaped region of each connector 15, 16, 17 projects beyond the side edge of the motherboard 12. The plug connectors 15, 16, 17 are automatically connected to the complementary plug connector arrangements provided in the rack when the module 10 is inserted into a rack. In a simple subrack are inserted into the modules only from the front of the rack in this and preferably connected by a backplane arrangement with each other and with a power supply unit. In the case of double subracks, the subassemblies are inserted into the latter from the front side of the subrack as well as from the rear side thereof, and preferably connected to one another and to a power supply unit by means of a center-plane arrangement. The backplane arrangement connects several subassembled in the rack assemblies together and thus forms the back wiring of the rack for signal exchange and power supply of the modules. A center-tarp arrangement serves to connect the of the
Vorderseite und der Rückseite in den Baugruppenträger eingesetzten Baugruppen. Insbesondere umfassen die Backplane- Anordnung und die Center-Plane-Anordnung mindestens einen gemeinsamen Bus zur Datenübertragung zwischen der Baugrup- pe 10 und den weiteren in den Baugruppenträger eingesetzten Baugruppen sowie zwischen den weiteren Baugruppen untereinander. Die Hauptplatine 12 umfasst vorzugsweise eine Einlayer- oder Multilayer-Leiterplatte .Front and back of the module used in the rack. In particular, the backplane arrangement and the center-plane arrangement comprise at least one common bus for data transmission between the assembly 10 and the other subassemblies used in the subrack and between the other subassemblies. The motherboard 12 preferably comprises a single-layer or multilayer printed circuit board.
Die Baugruppe 10 ist in drei thermische Zonen 18, 20, 22 unterteilt, die im Wesentlichen streifenförmig nebeneinander parallel zu dem Seitenrand, an dem die Steckverbinder 15, 16, 17 angeordnet sind und parallel zu dem Seitenrand, an dem die Frontblende 14 angeordnet ist, angeordnet. In der ersten Zone 18 ist der Hauptprozessor, d.h. die CPU, der Baugruppe 10 angeordnet. Auf der Oberseite der CPU ist ein relativ großer Kühlkörper angeordnet. In der ersten Zone 18 sind allgemein Bauelemente mit einer hohen Verlustleistung angeordnet, von denen eine relativ große Wär- memenge abgeführt werden muss. Am unteren Seitenrand der Hauptplatine 12 ist in der ersten Zone 18 eine Lüftereinheit 24 mit zwei Axiallüftern angeordnet, die eine relativ große Luftströmung durch die erste Zone 18 hindurch bewirken .Subassembly 10 is subdivided into three thermal zones 18, 20, 22, which are arranged substantially in strip form next to one another parallel to the side edge on which plug connectors 15, 16, 17 are arranged and parallel to the side edge on which front panel 14 is arranged. arranged. In the first zone 18, the main processor, i. the CPU, the assembly 10 is arranged. On the top of the CPU, a relatively large heat sink is arranged. In the first zone 18, components with a high power loss are generally arranged, from which a relatively large amount of heat must be dissipated. At the lower side edge of the motherboard 12, a fan unit 24 with two axial fans is arranged in the first zone 18, which effect a relatively large air flow through the first zone 18.
Ferner ist eine Abdeckung 26 vorgesehen, die die erste Zone 18 nach drei Seiten hin begrenzt und im Wesentlichen dafür sorgt, dass der durch die Lüftereinheit 24 zumindest verstärkte Luftstrom durch die erste Zone 18 hindurch strömt und nicht in andere benachbarte thermische ZonenFurther, a cover 26 is provided which limits the first zone 18 to three sides and essentially ensures that the at least amplified air flow through the fan unit 24 flows through the first zone 18 and not into other adjacent thermal zones
20, 22 entweicht. Dadurch wird erreicht, dass eine ausrei- chende Menge Kühlluft an den zu kühlenden Bauelementen, Kühlkörpern und Baueinheiten, die in der ersten thermische Zone 18 vorbeigeleitet wird, um eine zur Kühlung ausreichende Wärmemenge abzuführen. Somit wird durch die Abde- ckung 26 und die Hauptplatine 12 die erste thermische Zone 18 nach vier Seiten hin begrenzt, wodurch ein Strömungskanal gebildet wird. Vorzugsweise ist ein mit dem Prozessor wärmeleitend verbundener Kühlkörper derart ausgebildet und angeordnet, dass sich der Kühlkörper mit seinen Kühlrippen über die gesamte Querschnittsfläche der Abdeckung 26 oberhalb des Prozessors erstreckt, wodurch zumindest ein erheblicher Teil des durch die Lüftereinheit 24 erzeugten bzw. verstärkten Luftstroms an den Kühlrippen und Kühlflächen des Kühlkörpers vorbeiströmt und dabei eine ausrei- chende Wärmemenge abführt, um den Prozessor zu kühlen.20, 22 escapes. This ensures that a sufficient chende amount of cooling air to the components to be cooled, heatsinks and assemblies that is passed in the first thermal zone 18 to dissipate an amount of heat sufficient for cooling. Thus, by the cover 26 and the motherboard 12, the first thermal zone 18 is limited to four sides, whereby a flow channel is formed. Preferably, a heat-conducting connected to the processor heat sink is formed and arranged such that the heat sink extends with its cooling fins over the entire cross-sectional area of the cover 26 above the processor, whereby at least a significant portion of the generated or amplified by the fan unit 24 air flow to the Cooling fins and cooling surfaces of the heat sink flows past while dissipating a sufficient amount of heat to cool the processor.
In der zweiten thermischen Zone 20 sind Bauelemente mit einer mittleren Verlustleistung angeordnet, insbesondere Speicherschaltkreise und Teile eines Schaltnetzteils zur Erzeugung von auf der Baugruppe 10 erforderlichen Versorgungsspannungen. Die Speicherschaltkreise sind vorzugsweise Speichermodule, die auf kleinen Leiterplatten angeordnete Speicherschaltkreise umfassen. Diese Speichermodule sind über entsprechende Steckverbinder mit der Hauptplati- ne 12 verbunden. Dadurch ist eine flexible Konfiguration des Speichers, insbesondere des Arbeitsspeichers, der Baugruppe 10 möglich. Die Speichermodule können flüchtige Speicher, wie z.B. RAM, oder nicht-flüchtige Speicher, wie z.B. EEPROMs oder EPROMs, umfassen.In the second thermal zone 20, components with an average power loss are arranged, in particular memory circuits and parts of a switched-mode power supply for generating supply voltages required on the module 10. The memory circuits are preferably memory modules comprising memory circuits arranged on small printed circuit boards. These memory modules are connected to the main board 12 via corresponding plug connectors. As a result, a flexible configuration of the memory, in particular of the working memory, of the module 10 is possible. The memory modules may include volatile memory, such as memory. RAM, or non-volatile memory, such as memory. EEPROMs or EPROMs.
In der dritten thermischen Zone 22 sind Bauelemente mit einer relativ geringen Verlustleistung angeordnet, bei denen nur eine relativ geringe Wärmemenge abgeführt werden muss. In der dritten thermischen Zone 22 ist in einem Ab- stand zur Hauptplatine 12 eine Festplatte 28 angeordnet, die aufgrund ihrer geschlossenen Bauweise einen erhebli- chen Strömungswiderstand für einen Luftstrom darstellt, der die Baugruppe 10 vom unteren Seitenrand zum oberen Seitenrand hin durchströmt. Die für diesen Luftstrom vorhandene Lufteintrittsfläche der zweiten thermischen Zone ist durch ein erstes Luftleitblech 30 begrenzt, durch das zumindest ein Spalt zwischen der Vorderseite bzw. der O- berseite der Hauptplatine 12 und dem Luftleitblech 30 gebildet wird. Auf der Vorderseite der Hauptplatine 12 sind Bauelemente und Baueinheiten der Baugruppe 10 angeordnet.In the third thermal zone 22 components are arranged with a relatively low power loss, in which only a relatively small amount of heat must be dissipated. In the third thermal zone 22, a hard disk 28 is arranged at a distance from the motherboard 12, which, due to its closed design, has a considerable size. represents flow resistance for an air flow, which flows through the assembly 10 from the lower side edge to the upper side edge. The existing for this air flow air inlet surface of the second thermal zone is limited by a first air guide plate 30, is formed by the at least one gap between the front or the O- over side of the motherboard 12 and the air guide plate 30. On the front of the motherboard 12, components and assemblies of the assembly 10 are arranged.
Das Luftleitblech 30 bewirkt, dass ein Großteil der der Baugruppe 10 zugeführten Kühlluft unterhalb des Luftleitblechs 30 der zweiten Zone zugeführt wird, wodurch die Kühlluft im Bereich der Vorderseite der Hauptplatine 12 und der auf dieser angeordneten Bauelemente und Baueinheiten vorbeiströmt bzw. diese umströmt und dadurch eine gute Kühlwirkung erzeugt. Das Luftleitblech 30 bildet einen zusätzlichen Strömungswiderstand für die in die zweite thermische Zone 20 einströmende Kühlluft.The air guide plate 30 causes a large part of the assembly 10 supplied cooling air is supplied below the baffle 30 of the second zone, whereby the cooling air flows past in the region of the front side of the motherboard 12 and arranged thereon components and assemblies and this flows around and thereby a good cooling effect generated. The air guide plate 30 forms an additional flow resistance for the cooling air flowing into the second thermal zone 20.
Im Lufteinlassbereich der dritten thermischen Zone 22 ist ein zweites Luftleitblech 32 in einem Abstand zur Hauptplatine 12 angeordnet, wobei das Luftleitblech 32 in einem geringeren Abstand zur Hauptplatine 12 angeordnet ist als das Luftleitblech 30. Das Luftleitblech 32 ist derart angeordnet und dimensioniert, dass es zusammen mit dem durch die Festplatte 28 gebildeten Strömungswiderstand und den weiteren in der dritten Zone 22 angeordneten Bauelementen einen erheblich größeren Strömungswiderstand bildet als das Luftleitblech 30 und die in der zweiten thermischen Zone angeordneten Bauteile und Bauelemente.In the air inlet region of the third thermal zone 22, a second air guide plate 32 is arranged at a distance from the motherboard 12, wherein the air guide plate 32 is arranged at a smaller distance from the motherboard 12 than the air guide plate 30. The air guide plate 32 is arranged and dimensioned so that it together formed with the flow resistance formed by the hard disk 28 and the other arranged in the third zone 22 components a significantly larger flow resistance than the air guide plate 30 and arranged in the second thermal zone components and components.
Die durch die in der zweiten thermischen Zone 20 und in der dritten thermischen Zone 22 angeordneten Bauteilen und/oder Bauelementen gebildeten Strömungswiderstände werden durch die Luftleitbleche 30, 32 jeweils vergrößert. Dadurch kann eine gezielte Aufteilung der der Baugruppe 10 vom Baugruppenträger zugeführten Kühlluft auf die einzelnen thermischen Zonen 18, 20, 22 erfolgen. Insbesondere wird durch die Luftleitbleche 30, 32 erreicht, dass ein größerer Teil der der Baugruppe 10 vom Baugruppenträger zugeführte Kühlluft der ersten Zone 18 zugeführt wird. Trotz des insbesondere durch den Prozessorkühlkörper gebildeten relativ großen Strömungswiderstandes der ersten thermischen Zone 18 wird durch die durch die Luftleitble- che 30, 32 vergrößerten Strömungswiderstände der zweiten thermischen Zone 20 und der dritten thermischen Zone 22 sowie durch die Lüftereinheit 24 in der ersten thermischen Zone 18 bewirkte Verstärkung des Luftstroms der ersten thermischen Zone 18 ein ausreichend großer Anteil der vom Baugruppenträger zur Baugruppe 10 geführten Kühlluft zugeführt. Dadurch wird sichergestellt, dass am Kühlkörper des Prozessors ausreichend Kühlluft vorbeiströmt und durch die zwischen den Kühlrippen vorgesehenen Öffnungen hindurchströmt, um die zum Kühlkörper geleitete Verlustwärme des Prozessors abzuführen.The flow resistances formed by the components and / or components arranged in the second thermal zone 20 and in the third thermal zone 22 are respectively increased by the air baffles 30, 32. As a result, a targeted division of the module 10 supplied from the rack cooling air to the individual thermal zones 18, 20, 22 done. In particular, it is achieved by the air baffles 30, 32 that a greater part of the module 10 supplied from the rack cooling air of the first zone 18 is supplied. Despite the relatively large flow resistance of the first thermal zone 18 formed in particular by the processor heat sink, the flow resistance of the second thermal zone 20 and the third thermal zone 22 and of the fan unit 24 in the first thermal zone 18 is increased by the air guide plates 30, 32 caused amplification of the air flow of the first thermal zone 18, a sufficiently large proportion of the guided from the rack to the assembly 10 cooling air supplied. This ensures that sufficient cooling air flows past the heat sink of the processor and flows through the openings provided between the cooling fins in order to dissipate the heat loss of the processor conducted to the heat sink.
Die Lüftereinheit 24 verringert den Strömungswiderstand der ersten thermischen Zone 18 erheblich oder erzeugt einen negativen Strömungswiderstand. Durch das Vorsehen der Luftleitbleche 30, 32 und/oder das Vorsehen zusätzlicher Lüfter auf der Baugruppe 10 wird in jeder der thermischen Zonen 18, 20, 22, die zum Abführen der durch die Verlustleistung der in der jeweiligen Zone 18, 20, 22 angeordneten Bauelemente erzeugten Wärmemenge gezielt gesteuert. Die Luftleitbleche 30, 32 und/oder die Lüftereinheit 24 bewirken ferner eine mechanische Versteifung der Hauptplatine 12. Dadurch wird die Verwindungssteifigkeit der Hauptplatine 12 erhöht. Insbesondere bei den Krafteinwirkungen beim Einschieben der Baugruppe 10 in einen Baugrup- penträger oder beim Herausziehen der Baugruppe 10 aus dem Baugruppenträger werden dadurch Schäden an der Hauptplatine 12 vermieden.The fan unit 24 significantly reduces the flow resistance of the first thermal zone 18 or creates a negative flow resistance. By providing the air baffles 30, 32 and / or the provision of additional fans on the assembly 10 is in each of the thermal zones 18, 20, 22, for discharging the by the power loss of the arranged in the respective zone 18, 20, 22 components controlled amount of heat controlled. The air baffles 30, 32 and / or the fan unit 24 also cause a mechanical stiffening of the motherboard 12. As a result, the torsional rigidity of the motherboard 12 is increased. In particular, with the force effects when inserting the module 10 in a subcarrier or when pulling out the assembly 10 from the Subracks are thereby damage to the motherboard 12 avoided.
In Figur 2 ist die Baugruppe 10 in einer Ansicht von unten schematisch dargestellt, wobei die Baugruppe in Figur 2 gegenüber der in Figur 1 dargestellten Seitenansicht der Baugruppe 10 um 90° gedreht ist. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Zwischen dem Luftleitblech 30 der zweiten thermischen Zone 20 und der Hauptplatine 12 ver- bleibt eine größere freie Querschnittsfläche als zwischen dem Luftleitblech 32 der dritten thermischen Zone 22 und der Hauptplatine 12. Die zweite thermische Zone 20 hat dadurch einen geringeren Strömungswiderstand als die dritte thermische Zone 22. Dadurch strömt durch die zweite ther- mische Zone 20 eine größere Luftmenge der vom Baugruppenträger zugeführten Kühlluft als durch die dritte thermische Zone 22. Die über das Luftleitblech 32 ragende Festplatte 28 verhindert, dass ein Großteil der vom Baugruppenträger zugeführten Kühlluft oberhalb des Luftleitblechs 32 ungenutzt durch die dritte thermische Zone 22 abgeführt wird und im Wesentlichen nicht zur Kühlung der Baugruppe 10 bzw. zum Abführen der von den Bauelementen und Baueinheiten der Baugruppe 10 erzeugten Wärmemenge genutzt wird.In Figure 2, the assembly 10 is shown schematically in a view from below, wherein the assembly is rotated in Figure 2 relative to the side view of the assembly 10 shown in Figure 1 by 90 °. Like elements have the same reference numerals. A larger free cross-sectional area remains between the air guide plate 30 of the second thermal zone 20 and the motherboard 12 than between the air guide plate 32 of the third thermal zone 22 and the motherboard 12. The second thermal zone 20 thus has a lower flow resistance than the third thermal zone 22. As a result, through the second thermal zone 20 flows a larger amount of air supplied from the rack cooling air than through the third thermal zone 22. The projecting beyond the air baffle 32 hard disk 28 prevents most of the cooling air supplied from the rack above the air baffle 32nd is discharged unused by the third thermal zone 22 and is not used to substantially cool the assembly 10 and for dissipating the heat generated by the components and units of the assembly 10.
In Figur 3 ist die Baugruppe 10 zusammen mit einer im Baugruppenträger neben der Baugruppe 10 im Wesentlichen gleich aufgebauten Baugruppe 10a dargestellt. Die mit den Elementen der Baugruppe 10 übereinstimmenden Elemente der Baugruppe 10a sind mit der gleichen Bezugszeichenziffer und zusätzlich mit dem Buchstaben a gekennzeichnet.In FIG. 3, the assembly 10 is shown together with a subassembly 10a that is substantially the same in the subrack next to the subassembly 10. The elements of the assembly 10a which correspond to the elements of the assembly 10 are identified by the same reference numerals and additionally by the letter a.
Durch das Anordnen der Baugruppe 10a neben der Baugruppe 10 ist die zweite thermische Zone 20 zusätzlich durch die Rückwand der Hauptplatine 12a der Baugruppe 10a begrenzt, so dass auch um die zweite thermische Zone 20 ein im Wesentlichen geschlossener Strömungskanal gebildet ist. In gleicher Weise ist die dritte thermische Zone 22 durch die Rückseite der Platine 12a der Baugruppe 10a sowie durch eine nicht dargestellte Rückwand des Baugruppenträgers begrenzt, so dass durch die Begrenzungen ein Entweichen der Kühlluft aus den thermischen Zonen 20, 22 insbesondere durch die Rückseite der Platine 12a der benachbarten Baugruppe 10a verhindert wird. Ist neben der Baugruppe 10a keine weitere Baugruppe vorgesehen, wird ein so genanntes Blindmodul oder eine Blindplatte anstatt einer benachbar- ten Platine in den Baugruppenträger eingesetzt, wobei die Rückseite dieser Blindplatte die gleiche Funktion zur Begrenzung der zweiten und dritten thermischen Zone hat, wie die Rückseite der Platine 12a für die Baugruppe 10a. Alternativ ist die Baugruppe 10 unmittelbar an eine Seiten- wand des Baugruppenträgers angrenzend angeordnet.By arranging the assembly 10a next to the assembly 10, the second thermal zone 20 is additionally delimited by the back wall of the motherboard 12a of the assembly 10a, so that a substantially closed flow channel is also formed around the second thermal zone 20. In Similarly, the third thermal zone 22 is bounded by the back of the board 12a of the assembly 10a and by a rear wall of the subrack, not shown, so that by the boundaries escape of the cooling air from the thermal zones 20, 22 in particular through the back of the board 12a the adjacent assembly 10a is prevented. If there is no further module in addition to the module 10a, a so-called dummy module or a blank plate is inserted into the rack instead of an adjacent circuit board, the back side of this blank plate having the same function for limiting the second and third thermal zones as the rear side the board 12a for the assembly 10a. Alternatively, the assembly 10 is directly adjacent to a side wall of the rack adjacent.
Die Baugruppen 10, 10a sind im Baugruppenträger in im Baugruppenträger angeordneten Führungsschienen angeordnet, in die die Baugruppen 10, 10a jeweils beim Einsetzen der Bau- gruppe in den Baugruppenträger hinein geschoben werden.The assemblies 10, 10a are arranged in the rack in arranged in the rack guide rails into which the modules 10, 10a are pushed in each case upon insertion of the module in the rack.
Durch diese Schienen ist der Abstand der Hauptplatinen 12 und 12a benachbarter Baugruppen 10 und 10a vorgegeben. Der Abstand der Schienen legt somit die Breite eines Steckplatzes bzw. eines Slots fest. Die breite einer Baugruppe 10, 10a kann auch mehrere Steckplätze umfassen, wobei dann nicht an jedem Steckplatz Führungsschienen vorgesehen werden müssen sondern nur dort, wo eine Hauptplatine der Baugruppe 10, 10a angeordnet ist. Wird anstatt einer Baugruppe 10 bzw. 10a eine Blinplatte oder ein aus einer Blind- platte und zumindest einer Frontblende bestehendes Blindmodul eingesetzt, wird die Blindplatte, die im Wesentlichen die gleichen Abmessungen hat, wie die Hauptplatine in gleicher Weise in die Führungsschienen eines Steckplatzes eingeschoben, wie eine Baugruppe 10a. Vorzugsweise weist das Blindmodul zumindest ein Führungselement auf, durch das das Blindmodul in einer Steckverbinderanordnung des Baugruppenträgers mechanisch geführt und/oder gehalten wird.Through these rails, the distance between the motherboards 12 and 12a of adjacent assemblies 10 and 10a is predetermined. The distance of the rails thus determines the width of a slot or a slot. The width of an assembly 10, 10a may also include multiple slots, in which case guide rails need not be provided at each slot but only where a motherboard of the assembly 10, 10a is arranged. If instead of an assembly 10 or 10a a Blinplatte or one of a blanking plate and at least one front panel existing dummy module used, the blanking plate, which has substantially the same dimensions as the motherboard inserted in the same manner in the guide rails of a slot, like an assembly 10a. Preferably, the dummy module has at least one guide element, through which the dummy module in a connector assembly of Subrack mechanically guided and / or held.
In Figur 4 ist eine schematische Darstellung der Baugrup- pen 10 und 10a entsprechend ihrer Anordnung in einem Baugruppenträger dargestellt, wobei zwei im Baugruppenträger vorgesehene Lüfter 40, 42 schematisch dargestellt sind. Die Lüfter 40, 42 bewirken einen Luftstrom durch die thermischen Zonen 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a der Baugruppen 10, 10a. Vorzugsweise ist zwischen den Lüftern 40, 42 und den Baugruppen 10, 10a eine nicht dargestellte Filtermatte vorgesehen, durch die ein Staudruck zwischen den Lüftern 40, 42 und der Filtermatte erzeugt wird. Der Staudruck bewirkt einen relativ gleichmäßigen Luftdurchtritt durch die Filtermatte, wodurch ein relativ gleichmäßiger Luftstrom oberhalb der Filtermatte und somit im Bereich der Unterseite der Baugruppen 10, 10a erzeugt wird. Die Luftströme durch die einzelnen Baugruppen 10, 10a sind jeweils durch Pfeile schematisch dargestellt.FIG. 4 shows a schematic representation of the assemblies 10 and 10a according to their arrangement in a rack, wherein two fans 40, 42 provided in the rack are shown schematically. The fans 40, 42 cause an air flow through the thermal zones 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a of the assemblies 10, 10a. Preferably, a filter mat, not shown, is provided between the fans 40, 42 and the assemblies 10, 10a, through which a back pressure between the fans 40, 42 and the filter mat is generated. The dynamic pressure causes a relatively uniform passage of air through the filter mat, whereby a relatively uniform air flow above the filter mat and thus in the region of the underside of the assemblies 10, 10a is generated. The air flows through the individual assemblies 10, 10a are shown schematically by arrows.
In Figur 5 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Baugruppenträgers 50 dargestellt, auf dessen Vorderseite 52 und auf dessen Rückseite 54 mehrere nebeneinander ange- ordnte Steckplätze vorhanden sind. In den Baugruppenträger 50 können sowohl von dessen Vorderseite 52 her Baugruppen 10, 10a in die Steckplätze auf der Vorderseite 52 des Baugruppenträgers 50 und von seiner Rückseite 54 her Baugruppen 10, 10a in die Steckplätze auf der Rückseite 54 des Baugruppenträgers eingeschoben werden. Durch das Einschie- ben der Baugruppen 10, 10a in den Baugruppenträger 50 sind die Steckverbinder 15, 15a, 16, 16a, 17, 17a automatisch mit an einer Centerplane-Anordnung 56 vorgesehenen Steckverbinderanordnungen verbunden, die in gleicher Weise wie eine Backplane-Anordnung bei einem Baugruppenträger 50 bei dem die Baugruppen nur von der Vorderseite 5 2 einführbar sind, eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Baugruppen 10, 10a herstellen. Im Baugruppenträger 50 sind Lüfter 41, 42, 45, 46 unterhalb der Baugruppen 10, 10a bzw. unterhalb der Steckplätze angeordnet, die Kühlluft aus der Umgebung des Baugruppenträgers 50 ansaugen und ei- nen nach oben zu den Baugruppen 10, 10a hingerichteten Luftstrom erzeugen.FIG. 5 shows a schematic sectional representation of a module carrier 50, on the front side 52 of which and on the rear side 54 of which a plurality of side-by-side slots are provided. In the rack 50 can be inserted into the slots on the back 54 of the rack both from the front 52 forth assemblies 10, 10a in the slots on the front 52 of the rack 50 and from its back 54 forth assemblies 10, 10a. By inserting the assemblies 10, 10a in the rack 50, the connectors 15, 15a, 16, 16a, 17, 17a are automatically connected to provided on a centerplane assembly 56 connector assemblies, in the same way as a backplane assembly at a rack 50 in which the modules are inserted only from the front 5 2, an electrical connection between the individual Produce assemblies 10, 10a. In the rack 50 fans 41, 42, 45, 46 are arranged below the modules 10, 10a or below the slots, suck the cooling air from the environment of the rack 50 and one nen up to the modules 10, 10a executed air flow.
Zwischen den Baugruppen 10, 10a und den Lüftern 41, 42, 45, 46 sind Filtermatten 57, 58 vorgesehen, die Schmutz- partikel aus der Kühlluft herausfiltern und einen Strömungswiderstand erzeugen. Der Strömungswiderstand der Filtermatten 57, 58 bewirkt, dass durch die Lüfter 41, 42, 45, 46 erzeugten Luftstrom unterhalb der Filtermatte 57, 58 ein Staudruck aufgebaut wird, durch den ein im Wesent- liehen über die gesamten Fläche der Filtermatte 57, 58 gleichmäßiger Luftstrom durch die Filtermatte 57, 58 hindurch tritt. Dadurch wird an den Unterseiten der Baugruppen 10, 10a ein im Wesentlichen gleichmäßiger Luftstrom als Kühlluftstrom zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe der Luftleitbleche 30, 32 sowie mit Hilfe der Lüfteranordnung 24, 24a wird dieser im Wesentlichen gleichmäßig durch die Filter 57, 58 tretende Luftstrom entsprechend der aufgrund der in den einzelnen thermischen Zonen 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a auftretenden abzuführenden Wärmemenge aufgeteilt.Between the assemblies 10, 10a and the fans 41, 42, 45, 46 filter mats 57, 58 are provided which filter out dirt particles from the cooling air and generate a flow resistance. The flow resistance of the filter mats 57, 58 causes that created by the fan 41, 42, 45, 46 air flow below the filter mat 57, 58 a dynamic pressure is built up, through which a loan over the entire surface of the filter mat 57, 58 uniformly Air flow through the filter mat 57, 58 passes. As a result, a substantially uniform air flow as cooling air flow is provided on the lower sides of the assemblies 10, 10a. With the aid of the air baffles 30, 32 as well as with the aid of the fan arrangement 24, 24a, this air flow passing essentially uniformly through the filters 57, 58 is discharged according to the temperature occurring in the individual thermal zones 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a Heat is split.
Alternativ oder zusätzlich sind einem Bereich oberhalb der Baugruppen 10, 10a weitere Lüfter 43, 44, 47, 48 vorgesehen, die den Luftstrom durch die Baugruppen 10, 10a bzw. durch die Zonen 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a der Baugruppen 10, 10a fördern, indem sie einen Unterdruck oberhalb der im Baugruppenträger 50 angeordneten Baugruppen 10, 10a erzeugen. Zur gleichmäßigen Verteilung des Unterdrucks sind unterhalb der Lüfter 43, 44 eine Filtermatte 59 und unterhalb der Lüfter 47, 48 eine Filtermatte 60 angeordnet. Durch das Vorsehen der drei thermischen Zonen 18, 20, 22 können auch Baugruppen 10, 10a, die elektronische Bauteile mit sehr unterschiedlicher Wärmeabgabe haben, optimal gekühlt werden. Die Baugruppen 10, 10a sind in den Baugrup- penträger 50 steckbar und aus diesem wieder entnehmbar. In einem solchen Baugruppenträger 50 können mehrere Baugruppen 10, 10a gleichen Typs oder verschiedenartige Baugruppen nebeneinander angeordnet werden. In der ersten thermischen Zone 18 ist mindestens ein Lüfter 24 angeordnet, der den durch im Baugruppenträger 50 vorgesehenen Lüfter 40 bis 48 erzeugten Luftstrom verstärkt und eine ausreichende Luftmenge insbesondere an einem in der ersten thermischen Zone 18 vorgesehenen Kühlkörper vorbeiführt, der insbesondere zur Ableitung der Wärme eines Prozessors vorgesehen ist. Dieser Luftstrom wird innerhalb eines Luftschachtes bzw. Strömungskanals der ersten thermischen Zone 18 geführt, der insbesondere durch die Abdeckung 26 oder andere geeignete Abschottmittel gebildet ist. Als Abdeckung 26 zum Bilden eines Luftschachtes kann insbesondere eine Blechabdeckung oder eine aus anderen Materialien hergestellte Abdeckung verwendet werden. Vorzugsweise ist die Abdeckung aus elektrisch nicht-leitenden Kunststoffen hergestellt .Alternatively or additionally, an area above the assemblies 10, 10a further fans 43, 44, 47, 48 are provided which the air flow through the modules 10, 10a or through the zones 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a of the modules 10, 10a promote by creating a negative pressure above the arranged in the rack 50 modules 10, 10a. For uniform distribution of the negative pressure, a filter mat 59 and below the fan 47, 48, a filter mat 60 are arranged below the fan 43, 44. By providing the three thermal zones 18, 20, 22, it is also possible to optimally cool assemblies 10, 10a which have electronic components with very different heat outputs. The modules 10, 10a can be plugged into the module carrier 50 and removed therefrom. In such a rack 50 a plurality of modules 10, 10a of the same type or different assemblies can be arranged side by side. In the first thermal zone 18, at least one fan 24 is arranged, which amplifies the air flow generated by the fan 50 provided in the rack 50 to 48 and passes a sufficient amount of air, in particular on a provided in the first thermal zone 18 heat sink, in particular for the dissipation of heat a processor is provided. This air flow is guided within an air shaft or flow channel of the first thermal zone 18, which is formed in particular by the cover 26 or other suitable Abschottmittel. As a cover 26 for forming an air duct, in particular, a sheet metal cover or a cover made of other materials may be used. Preferably, the cover is made of electrically non-conductive plastics.
Durch das Vorsehen der Abdeckung 26 wird eine relativ große Luftmenge der durch die erste thermische Zone 18 geförderten Luftströmung gezwungen, trotz des durch einen in der ersten thermischen Zone 18 angeordneten Kühlkörper bewirkten relativ hohen Strömungswiderstandes, an der Ober- fläche des Kühlkörpers vorbeizuströmen und Wärme vom Kühlkörper aufzunehmen und abzuführen. Durch eine geeignete Ansteuerung der Lüfter der Lüftereinheit 24 kann die durch die erste thermische Zone 18 geleitete Luftmenge je nach momentan auftretender Wärmeentwicklung in weiten Grenzen variiert werden, ohne dass die Luftströmung durch die anderen thermischen Zonen 20, 22 stark beeinflusst wird. Insbesondere bei einem in der ersten thermischen Zone 18 angeordneten als CPU dienenden Prozessor ist die momentane Wärmeentwicklung stark von der momentanen Rechenleistung des Prozessors abhängig. Die in den anderen Zonen 20, 22 angeordneten Bauelemente haben eine geringere Schwankung der Verlustleistung und somit eine geringere Schwankung der abzuführenden Wärmemenge bei unterschiedlicher Belastung, wodurch in diesen Zonen 20, 22 ein relativ gleichmäßiger bzw. konstanter Kühlluftstrom vorteilhaft ist.By providing the cover 26, a relatively large amount of air conveyed through the first thermal zone 18 air flow is forced, despite the relatively high flow resistance caused by a heat sink disposed in the first thermal zone 18 to flow past the surface of the heat sink and heat from Pick up and dissipate heat sink. By a suitable control of the fans of the fan unit 24, the amount of air conducted through the first thermal zone 18 can be varied within wide limits depending on the momentarily occurring heat generation, without the air flow being greatly influenced by the other thermal zones 20, 22. Particularly in the case of a processor arranged in the first thermal zone 18 as a CPU, the instantaneous evolution of heat is heavily dependent on the instantaneous computing power of the processor. The components arranged in the other zones 20, 22 have a lower fluctuation of the power loss and thus a smaller fluctuation of the amount of heat to be dissipated under different load, whereby a relatively uniform or constant cooling air flow is advantageous in these zones 20, 22.
Durch die Abschottung der ersten thermischen Zone 18 mit Hilfe der Abdeckung 26 und der Hauptplatine 12, durch die Abschottung der zweiten thermischen Zone 20 mit Hilfe der Hauptplatine 12, der Frontblende 14, der Abdeckung 26 und der Rückseite der Hauptplatine 12a einer benachbarten Baugruppe 10a und durch die Abschottung der dritten thermischen Zone 22 mit Hilfe der Hauptplatine 12, der Abdeckung 26, der Rückseite der Hauptplatine 12a einer benachbarten Baugruppe 10a und einer Rückwand (Backplane- oder Center- plane-Anordnung) des Baugruppenträgers werden um jede der thermischen Zonen 18, 20, 22 Luftschächte gebildet. Durch konstruktive Maßnahmen, wie das Vorsehen zusätzlicher Strömungswiderstände in Form der Luftleitbleche 30, 32 zum Verringern der Strömungsquerschnitte der einzelnen Luft- schachte der Zonen 18, 20, 22 und/oder das Vorsehen von zusätzlichen Lüftern werden in den Zonen 18, 20, 22 definierte Strömungswiderstände ausgebildet, durch die eine gezielte Aufteilung des Volumenstroms der Kühlluft, die durch jede dieser zu kühlenden thermischen Zonen 20, 22 strömt, erreicht wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann auch der Luftstrom durch eine der Zonen vollständig verhindert werden.By the partitioning of the first thermal zone 18 by means of the cover 26 and the motherboard 12, by the partitioning of the second thermal zone 20 by means of the motherboard 12, the front panel 14, the cover 26 and the back of the motherboard 12a of an adjacent module 10a and by the partitioning of the third thermal zone 22 by means of the motherboard 12, the cover 26, the rear side of the motherboard 12a of an adjacent module 10a, and a backplane (centerplane arrangement) of the module rack, around each of the thermal zones 18, 20, 22 air shafts formed. By design measures, such as the provision of additional flow resistances in the form of the air baffles 30, 32 for reducing the flow cross sections of the individual air ducts of the zones 18, 20, 22 and / or the provision of additional fans are defined in the zones 18, 20, 22 Formed flow resistances through which a targeted distribution of the volume flow of the cooling air flowing through each of these to be cooled thermal zones 20, 22, is achieved. In other embodiments, the air flow through one of the zones can be completely prevented.
Die unterschiedlichen Strömungswiderstände der zweiten thermischen Zone 20 und der dritten thermischen Zone 22 bewirken, dass die Luftmenge, die durch die dritte Zone 22 strömt, geringer ist als die Luftmenge, die durch die zweite Zone 20 strömt. Dies betrifft zumindest die Gesamtmenge der durch die jeweiligen Zonen 20, 22 strömenden Kühlluft und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der durch die jeweiligen Zonen 20, 22 strömende Kühlluft.The different flow resistances of the second thermal zone 20 and the third thermal zone 22 cause the amount of air passing through the third zone 22 flows, is less than the amount of air flowing through the second zone 20. This concerns at least the total amount of cooling air flowing through the respective zones 20, 22 and / or the flow velocity of the cooling air flowing through the respective zones 20, 22.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Baugruppe 10 haben die thermischen Zonen 18, 20, 22 etwa die gleiche Breite, so dass ihre Querschnittsflächen im Wesentlichen gleich groß sind. Die unterschiedlichen Strömungswiderstände der einzelnen Zonen bewirken eine den Strömungswiderständen entsprechende unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit der durch diese thermischen Zone 18, 20, 22 strömenden Kühlluft.In the present embodiment of the assembly 10, the thermal zones 18, 20, 22 have approximately the same width, so that their cross-sectional areas are substantially equal. The different flow resistances of the individual zones bring about a different flow velocity of the cooling air flowing through this thermal zone 18, 20, 22, corresponding to the flow resistances.
Die Lüftereinheit 24 bzw. die in der Lüftereinheit 24 enthaltenen Lüfter sind direkt auf der Hauptplatine 12 am unteren und/oder oberen Seitenrand der Baugruppe 10 angeordnet. Die vorzugsweise rechteckige Umrissfläche des Quer- Schnitts eines Kühlkörpers zum Kühlen eines Prozessors, der in der ersten Zone 18 angeordnet ist, füllt zumindest einen oberen Bereich des durch die Abdeckung 26 gebildeten umschlossenen Luftschachts aus, so dass der durch die Lüftereinheit 24 in der ersten thermischen Zone 18 bewirkte Luftstrom nicht seitlich aus dem Kühlkörper und der ersten thermischen Zone 18 entweichen kann.The fan unit 24 or the fans contained in the fan unit 24 are arranged directly on the motherboard 12 at the lower and / or upper side edge of the assembly 10. The preferably rectangular contour area of the cross-section of a heat sink for cooling a processor disposed in the first zone 18 fills at least an upper portion of the enclosed air duct formed by the cover 26, so that through the fan unit 24 in the first thermal Zone 18 caused air flow can not escape laterally from the heat sink and the first thermal zone 18.
Insbesondere durch das Luftleitblech 30 wird der in die zweite thermische Zone 20 eintretende Luftstrom auf die in dieser zweiten thermischen Zone 20 angeordneten Bauelemente und Baueinheiten gelenkt, beispielsweise auf die in der zweiten Zone 20 angeordnete Speichermodule und die auf diesen Speichermodulen angeordneten Speicherschaltkreise. In der dritten thermischen Zone 22 ist unterhalb der Fest- platte 28 ein weiterer Luftschacht gebildet. Durch diesen weiteren Luftschacht wird der Luftstrom in der dritten thermischen Zone 22 direkt an den auf der Hauptplatine 12 im Bereich der dritten thermischen Zone 22 angeordneten Bauelementen vorbeigeführt. Die Festplatte 28 bildet einen großen Strömungswiderstand in der dritten thermischen Zone 22, durch den unterhalb der Festplatte 28 eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft erzeugt wird. Dadurch erfolgt eine relativ gute Kühlwirkung der dort angeordneten Bauelemente und Baueinheiten, die eine relativ geringe Verlustleistung haben, wodurch nur eine relativ geringe Wärmemenge aus der dritten thermischen Zone 22 abzuführen ist.In particular through the air guide plate 30, the air stream entering the second thermal zone 20 is directed onto the components and assemblies arranged in this second thermal zone 20, for example the memory modules arranged in the second zone 20 and the memory circuits arranged on these memory modules. In the third thermal zone 22, a further air shaft is formed below the hard disk 28. Through this further air shaft, the air flow in the third thermal zone 22 passes directly to the arranged on the motherboard 12 in the region of the third thermal zone 22 components. The hard disk 28 forms a large flow resistance in the third thermal zone 22, through which a relatively high flow velocity of the cooling air is generated below the hard disk 28. This results in a relatively good cooling effect of the components and assemblies arranged there, which have a relatively low power loss, whereby only a relatively small amount of heat from the third thermal zone 22 is dissipate.
Die Luftleitbleche 30, 32 sind nicht direkt mit der Hauptplatine 12 verbunden. Alternativ sind die Luftleitbleche 30, 32 mit Befestigungselementen mit der Hauptplatine 12 verbunden, die nur einen geringen Luftwiderstand haben, um die in diese thermischen Zonen 20, 22 hineinströmende Kühlluft nicht weiter zu behindern.The air baffles 30, 32 are not directly connected to the motherboard 12. Alternatively, the air baffles 30, 32 are connected with fasteners to the motherboard 12, which have only a low air resistance, in order not to hinder the cooling air flowing into these thermal zones 20, 22 further.
In Figur 6 ist die Baugruppe 10 in der Seitenansicht ähnlich der Seitenansicht nach Figur 1 dargestellt. Bei der Seitenansicht der Baugruppe 10 nach Figur 6 sind die Umrisse verschiedener Bauelemente, Kühlkörper, Bauteile sowie Kontaktflächen für SMD-Bauelemente und in der Haupt- platine 12 vorgesehene Löcher zum Durchstecken vonIn Figure 6, the assembly 10 is shown in side view similar to the side view of Figure 1. In the side view of the assembly 10 of Figure 6 are the contours of various components, heatsink, components and contact surfaces for SMD components and provided in the main board 12 holes for the passage of
Anschlußpins der Bauteile und der Bauelemente detailliert dargestellt. In Figur 7 ist eine Darstellung der Baugruppe 10 nach Figur 6 gezeigt.Connection pins of the components and the components shown in detail. FIG. 7 shows a representation of the assembly 10 according to FIG.
In den Figuren 6 und 7 sind nur die Umrisse der Festplatte 28 und der Abdeckung 26 dargestellt, wodurch auch die unterhalb der Festplatte 28 und innerhalb der Abdeckung 26 angeordneten Bauelemente und Bauteile dargestellt sind.In Figures 6 and 7, only the contours of the hard disk 28 and the cover 26 are shown, whereby also the below the hard disk 28 and disposed within the cover 26 components and components are shown.
In der zweiten thermischen Zone 20 sind vier Speichermodule 19 mit so genanntem registered DDR-RAM als Speicherbän- ke in jeweils einem 25° Sockel angeordnet. Jedes Speichermodul 19 hat etwa eine maximale Verlustleistung von 10 Watt, die als Warme abgegeben wird. Ferner sind maximale Verlustleistungen weiterer Bauelemente beispielhaft in den Figuren angegeben. Ferner sind Steckverbinder, Anzeigeelemente und Betatigungselemente an der den Steckverbindern 15, 16, 17 gegenüberliegenden Randseite der Baugruppe 10 gezeigt, die durch in der Frontblende 14 vorgesehene Offnungen nach außen hervorstehen oder zumindest durch diese Offnungen sichtbar und/oder mit komplementären Steckverbinderanordnungen verbindbar sind.In the second thermal zone 20, four memory modules 19 with so-called registered DDR RAM are used as memory banks. Ke arranged in each case a 25 ° socket. Each memory module 19 has approximately a maximum power loss of 10 watts, which is delivered as heat. Furthermore, maximum power losses of other components are given by way of example in the figures. Furthermore, connectors, display elements and actuating elements on the connectors 15, 16, 17 opposite edge side of the assembly 10 are shown, which protrude through provided in the front panel 14 openings to the outside or at least visible through these openings and / or can be connected to complementary connector assemblies.
Zusatzlich oder alternativ zu den gezeigten Axialluftern der Luftereinheit 24 können auf der Baugruppe 10, 10a, 70 selbst und/oder im Baugruppentrager 50 auch Radialventilatoren oder Walzenventilatoren bzw. Radiallufter und WaI- zenlufter eingesetzt werden. Bei alternativen Ausfuhrungsbeispielen sind nur zwei thermische Zonen 18, 20 oder 20, 22 vorgesehen, wobei nur in einer der Zonen 20 zur Be- schrankung der durch diese Zone stromenden Kuhlluftmenge ein zusatzliches Mittel, insbesondere ein Luftleitblech 30, und in der anderen thermischen Zone 18, 20 kein zusatzliches Mittel zum Beschranken der durch diese Zone 18,22 stromenden Kuhlluft vorgesehen ist. Bei diesem Aus- fuhrungsbeispiel sind dann keine zusatzlichen Lufter 24 auf der Baugruppe 10, 10a, 70 selbst vorgesehen. Alternativ können die Stromungswiderstande beider thermischer Zonen durch eine gezielte Anordnung der Bauelemente derart angepasst sein, dass eine gewünschte unterschiedliche Luftströmung in den beiden thermischen Zonen erreicht wird.In addition to or as an alternative to the illustrated axial fans of the air unit 24, centrifugal fans or roller fans or radial fans and horizontal air fans can also be used on the module 10, 10a, 70 itself and / or in the module carrier 50. In alternative exemplary embodiments, only two thermal zones 18, 20 or 20, 22 are provided, wherein only in one of the zones 20 for limiting the amount of cooling air flowing through this zone an additional means, in particular an air guide plate 30, and in the other thermal zone 18 , 20 no additional means is provided for restricting the cooling air flowing through this zone 18, 22. In this exemplary embodiment, no additional air filters 24 are then provided on the assembly 10, 10a, 70 itself. Alternatively, the flow resistance of both thermal zones can be adjusted by a targeted arrangement of the components such that a desired different air flow is achieved in the two thermal zones.
Ferner können zusatzlich oder alternativ die Hauptplatinen 12, 12a der Baugruppen 10, 10a waagerecht in einem geeig- neten Baugruppentrager angeordnet werden, wobei mit Hilfe von Luftern ein Luftstrom entlang oder parallel zur Ober- fläche der Leiterplatten 12, 12a erzeugt wird. Vorzugsweise sind die Lüfter nicht wie beim Baugruppenträger 50 unten und/oder oben im Baugruppenträger angeordnet, sondern in einem rechten und/oder linken Seitenbereich des Bau- gruppenträgers, d.h. an mindestens einer Seite des Baugruppenträgers, vorgesehen. Ferner ist, wie beim Baugruppenträger 50 gezeigt, mindestens eine Filtermatte zwischen der Baugruppe und dem Lüfter/den Lüftern vorgesehen, die eine relativ gleichmäßige Verteilung des durch die Lüfter erzeugten Luftstroms über die Steckplätze bewirken, in denen die Baugruppen gesteckt sind bzw. steckbar sind.Furthermore, in addition or as an alternative, the main boards 12, 12a of the assemblies 10, 10a can be arranged horizontally in a suitable subrack, with the aid of air vents an air flow along or parallel to the subassembly. surface of the printed circuit boards 12, 12a is generated. Preferably, the fans are not arranged at the bottom and / or top in the rack as in the rack 50, but in a right and / or left side area of the subrack, ie on at least one side of the subrack. Furthermore, as shown in the rack 50, at least one filter mat between the assembly and the fan / fans provided, which cause a relatively uniform distribution of the air flow generated by the fan on the slots in which the modules are plugged or plugged.
Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, sollte sie lediglich als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifi- zierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen. Although in the drawings and in the foregoing description preferred embodiments have been shown and described in detail, it should be considered as illustrative only and not restrictive of the invention. It should be noted that only the preferred embodiments are shown and described and all changes and modifications that are currently and in the future within the scope of the invention should be protected.
Be zugs zeichenl i steReference symbol
10, 10a Baugruppe10, 10a assembly
12, 12a Hauptplatine12, 12a motherboard
13 Stecker13 plugs
14, 14a Frontblende14, 14a front panel
15, 15a, 16, 16a, 17, 17a Steckverbinder15, 15a, 16, 16a, 17, 17a connectors
18, 18a erste thermische Zone18, 18a first thermal zone
19 registered DDR SDRAM19 registered DDR SDRAM
20, 20a zweite thermische Zone20, 20a second thermal zone
22, 22a dritte thermische Zone22, 22a third thermal zone
24 Lüftereinheit24 fan unit
26, 26a Blechabdeckung26, 26a sheet metal cover
28, 28a Festplatte28, 28a hard drive
30, 30a, 32, 32a Luftleitbleche30, 30a, 32, 32a air baffles
40 bis 48 Lüfter40 to 48 fans
50 Baugruppenträger50 subracks
52 Vorderseite52 front side
54 Rückseite54 back side
56 Centerplane-Anordnung56 centerplane arrangement
57 bis 60 Filter 57 to 60 filters

Claims

Patentansprüche claims
1. Baugruppe zum Einstecken in einem Baugruppenträger,1. module for insertion in a rack,
mit zumindest einer Hauptplatine (12), die eine im wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweist, wobei zumindest auf der Vorderseite der Hauptplatine (12) Bauelemente und/oder Baueinheiten angeordnet sind,with at least one main circuit board (12) having a substantially rectangular base area, wherein components and / or structural units are arranged at least on the front side of the mainboard (12),
mit mindestens einem elektrischen Verbindungselement (15, 16, 17), das in einem Bereich eines ersten Seitenrandes der Hauptplatine (12) angeordnet ist, wobei das Verbindungselement (15, 16, 17) mit einem komplementär ausgebildeten Verbindungselement des Baugrup- penträgers (50) verbindbar ist,with at least one electrical connection element (15, 16, 17) which is arranged in a region of a first side edge of the main circuit board (12), wherein the connection element (15, 16, 17) is connected to a complementarily formed connection element of the assembly carrier (50). is connectable,
mit Mitteln (24, 30, 32), die in einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten ersten thermischen Zone (18) eine erste Luftströmung bewirken und die in mindestens einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten zweiten thermischen Zone (20) Zone eine von der ersten Luftströmung verschiedene zweite Luftströmung bewirken.with means (24, 30, 32) which effect a first air flow in a first thermal zone (18) arranged in parallel to the first side edge and the second thermal zone (20) in at least one second thermal zone (20) arranged parallel to the first lateral edge zone one of the first air flow cause different second air flow.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine erste auf der Hauptplatine (12) angeordnete Baueinheit in der ers- ten thermischen Zone (18) angeordnet sind,2. Assembly according to claim 1, characterized in that at least a first on the motherboard (12) arranged component and / or a first on the motherboard (12) arranged assembly in the first thermal zone (18) are arranged,
dass mindestens ein zweites auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine zweite auf der Hauptplatine (12) angeordnete Baueinheit in der zwei- ten thermischen Zone (20) angeordnet sind, und/oder dass die Strömungsrichtungen der Luftströmungen in der ersten thermischen Zone (18) und in der zweiten thermischen Zone (20) im Wesentlichen parallel zu dem ersten Seitenrand der Hauptplatine (12) verlaufen.at least one second component arranged on the main circuit board (12) and / or a second component arranged on the main circuit board (12) are arranged in the second thermal zone (20), and / or in that the directions of flow of the air flows in the first thermal zone (18) and in the second thermal zone (20) extend substantially parallel to the first side edge of the motherboard (12).
3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24, 30, 32) so ausgewählt und dimensioniert sind, dass der durch die in der jeweiligen thermischen Zone (18, 20, 22) angeordneten Bauelemente und Baueinheiten bewirkte Strömungswiderstand berücksichtigt ist.3. An assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the means (24, 30, 32) are selected and dimensioned so that by the in the respective thermal zone (18, 20, 22) arranged components and assemblies caused flow resistance is taken into account.
4. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) Ab- Schottmittel (26) zum Abschotten der Luftströmung in der ersten thermischen Zone (18) von der Luftströmung in der zweiten thermischen Zone (20) aufweist, wobei die Abschottmittel (26) einen Bereich der ersten thermischen Zone (18) auf der Hauptplatine (12) teil- weise umschließen.4. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly (10) Ab- Schottmittel (26) for trapping the air flow in the first thermal zone (18) of the air flow in the second thermal zone (20), wherein the shielding means (26) partially enclose a region of the first thermal zone (18) on the main circuit board (12).
5. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten thermischen Zone (18) Bauelemente und/oder Baueinheiten mit einer hohen Wärmeverlustleistung und in der zweiten thermischen Zone (20) Bauelemente und/oder Baueinheiten mit einer geringeren Wärmeverlustleistung angeordnet sind, wobei vorzugsweise mindestens ein in der ersten thermischen Zone (18) angeordnetes Bauelement oder eine in der ersten thermischen Zone (18) angeordnete Baueinheit einen Kühlkörper aufweist.5. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that in the first thermal zone (18) components and / or units are arranged with a high heat loss performance and in the second thermal zone (20) components and / or units with a lower heat loss performance , wherein preferably at least one component arranged in the first thermal zone (18) or a structural unit arranged in the first thermal zone (18) has a heat sink.
6. Baugruppe nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottmittel (26) derart angeordnet sind, dass der Strömungswiderstand des Kühlkörpers zumindest in einem Bereich der ersten thermischen Zo- ne (18) kleiner oder gleich dem Strömungswiderstand der verbleibenden übrigen Querschnittsfläche der ersten thermischen Zone 18 in einem Bereich des Kühlkörpers ist.6. An assembly according to claim 4 and 5, characterized in that the Abschottmittel (26) are arranged such that the flow resistance of the heat sink, at least in a region of the first thermal Zo- ne (18) is less than or equal to the flow resistance of the remaining remaining cross-sectional area of the first thermal zone 18 in a region of the heat sink.
7. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Hauptplatine7. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that on the motherboard
(12) der Baugruppe (10) Mittel (24, 30,32) zum Erzeugen einer vorbestimmten Luftströmung in der ersten thermischen Zone (18) vorgesehen sind.(12) the assembly (10) means (24, 30, 32) are provided for generating a predetermined air flow in the first thermal zone (18).
8. Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24) mindestens einen Axiallüfter, Radiallüfter und/oder Walzenlüfter aufweisen.8. An assembly according to claim 6, characterized in that the means (24) have at least one axial fan, radial fan and / or roller fan.
9. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement mindestens eine Steckverbinderanordnung (15, 16, 17) aufweist, die im Wesentlichen zu- mindest entlang eines Bereichs des ersten Seitenrandes der Hauptplatine (12) angeordnet ist, wobei die Steckverbinderanordnung vorzugsweise mit mindestens einer Rückverdrahtungswand (56) des Baugruppenträgers (50) verbindbar ist.9. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one connecting element has at least one connector assembly (15, 16, 17) which is arranged substantially at least along a portion of the first side edge of the motherboard (12) the connector assembly is preferably connectable to at least one backwire wall (56) of the chassis (50).
10. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) eine dritte thermische Zone (22) aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zum ersten Seitenrand der Haupt- platine (12) sowie parallel zur ersten thermischen Zone (18) und parallel zur zweiten thermischen Zone (20) erstreckt, wobei mindestens ein drittes auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine dritte auf der Hauptplatine angeordnete Bauein- heit in der dritten thermischen Zone (22) angeordnet ist, wobei die Strömungsrichtung der Kühlluft in der dritten thermischen Zone (22) im Wesentlichen parallel zu dem ersten Seitenrand der Hauptplatine (12) ausgerichtet ist, und wobei die Mittel (24, 30, 32) in der dritten thermischen Zone (22) eine von den Lüftströmungen in der ersten thermischen Zone (18) und in der zweiten thermischen Zone (20) verschiedene dritte Luftströmung bewirken.10. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly (10) has a third thermal zone (22) which is substantially parallel to the first side edge of the main board (12) and parallel to the first thermal zone (18 ) and parallel to the second thermal zone (20), wherein at least a third on the motherboard (12) arranged component and / or a third arranged on the motherboard Bauein- unit in the third thermal zone (22) is arranged, wherein the flow direction the cooling air in the third thermal zone (22) is aligned substantially parallel to the first side edge of the motherboard (12), and wherein the means (24, 30, 32) in the third thermal zone (22) one of the vent flows in the first thermal zone ( 18) and cause different third air flow in the second thermal zone (20).
11. Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten thermischen Zone (18) Bauelemente und/oder Baueinheiten mit einer hohen Verlustleistung, in der zweiten thermischen Zone (20) Bauelemente und/oder Baueinheiten mit mittlerer Verlustleistung und in der dritten thermischen Zone (22) Bauele- mente und Baueinheiten mit einer geringen Verlustleistung angeordnet sind, und dass die Mittel (24, 30, 32) derart ausgebildet sind, dass sie in der ersten thermischen Zone (18) eine relativ starke Luftströmung, in der zweiten thermischen Zone (20) eine mittlere Luftströmung und in der dritten thermischen Zone (22) eine relativ geringe Luftströmung bewirken, vorzugsweise in der ersten thermischen Zone (18) eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung, in der zweiten thermischen Zone (20) eine mitt- lere Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung und in der dritten thermischen Zone (22) eine relativ niedrige Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung bewirken .11. An assembly according to claim 10, characterized in that in the first thermal zone (18) components and / or units with a high power dissipation, in the second thermal zone (20) components and / or units with average power loss and in the third thermal Zone (22) are arranged components and units with a low power dissipation, and that the means (24, 30, 32) are formed such that in the first thermal zone (18) a relatively strong air flow, in the second thermal Zone (20) a mean air flow and in the third thermal zone (22) cause a relatively small air flow, preferably in the first thermal zone (18) a relatively high flow velocity of the air flow, in the second thermal zone (20) a middle Flow rate of the air flow and in the third thermal zone (22) cause a relatively low flow velocity of the air flow en.
12. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Zonen12. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal zones
(18, 20) nebeneinander angeordnete streifenförmige(18, 20) arranged side by side strip-shaped
Bereiche auf der Hauptplatine (12) umfassen, wobei zwei benachbarte mit Hilfe der Abschottmittel (26) getrennte thermische Zonen (18, 20) vorzugsweise aneinander grenzen. Regions on the motherboard (12), wherein two adjacent by means of Abschottmittel (26) separate thermal zones (18, 20) preferably adjacent to each other.
13. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) derart ausgebildet ist, dass die Hauptplatine (12) der Baugruppe (10) senkrecht in einem Baugruppenträger (50) anordenbar ist, und dass im Baugruppenträger (50) mindestens ein Mittel (40 bis 48) zum Erzeugen einer Luftströmung durch jede der thermischen Zonen (18, 20, 22) vorgesehen ist, wobei dieses Mittel (40 bis 48) zum Erzeugen der Luftströmung vorzugsweise unterhalb der Baugruppe (10) angeordnet ist und wobei zwischen diesem Mittel (40 bis 48) und der Baugruppe (10) vorzugsweise ein Filterelement (58, 60) angeordnet ist, das eine im wesentlichen gleichmäßige Luft- anströmung zumindest im Bereich des Steckplatzes der Baugruppe (10) bewirkt.13. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly (10) is formed such that the motherboard (12) of the assembly (10) perpendicular in a rack (50) can be arranged, and that in the rack (50) at least one means (40-48) for generating an air flow through each of the thermal zones (18, 20, 22) is provided, said means (40-48) for generating the air flow preferably being disposed below the assembly (10) and wherein between this means (40 to 48) and the assembly (10) preferably a filter element (58, 60) is arranged, which causes a substantially uniform air flow at least in the region of the slot of the assembly (10).
14. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) der- art ausgebildet ist, dass die Hauptplatine (12) der Baugruppe (10) waagerecht in einem Baugruppenträger angeordnet ist, und dass im Baugruppenträger mindestens ein Mittel (40 bis 48) zum Erzeugen einer Luftströmung durch jeder der thermischen Zonen (18, 20, 22) vorgesehen ist, wobei dieses Mittel (40 bis 48) zum Erzeugen einer Luftströmung vorzugsweise seitlich neben der Baugruppe (10) angeordnet ist und wobei zwischen diesem Mittel (40 bis 48) und der Baugruppe (10) vorzugsweise ein Filterelement angeordnet ist, das eine im Wesentlichen gleichmäßige Luftverteilung zumindest im Bereich des Steckplatzes der Baugruppe bewirkt .14. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly (10) is designed in such a way that the motherboard (12) of the assembly (10) is arranged horizontally in a rack, and that in the rack at least one means ( 40 to 48) for generating an air flow through each of the thermal zones (18, 20, 22), said means (40 to 48) for generating an air flow preferably laterally adjacent to the assembly (10) and between which means (40 to 48) and the assembly (10) is preferably arranged a filter element, which causes a substantially uniform air distribution at least in the region of the slot of the assembly.
15. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der zweiten thermischen Zone (20) und/oder dritten ther- mischen Zone (22) quer zur Strömungsrichtung mit Hilfe eines Mittels (30, 32) derart beschränkt wird, dass der Strömungswiderstand durch diese zweite thermische Zone (20) und/oder dritte thermische Zone (22) erhöht ist, wobei dieses Mittel (30, 32) vorzugsweise derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass die am Mittel (30, 32) vorbei geleitete Luftströmung in einen Bereich der zweiten thermischen Zone (20) und/oder dritten thermischen Zone (22) geleitet wird, in der zu kühlende Bauelemente und/oder Baueinheiten angeordnet sind.15. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the second thermal zone (20) and / or third ther- mixing zone (22) transverse to the flow direction by means of a means (30, 32) is limited such that the flow resistance through this second thermal zone (20) and / or third thermal zone (22) is increased, said means (30, 32) is preferably arranged and / or formed such that the air flow directed past the means (30, 32) is conducted into a region of the second thermal zone (20) and / or third thermal zone (22) in the components to be cooled and / or units are arranged.
16. Baugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel vorzugsweise mindestens ein Luftleit- blech (30, 32) aufweisen, das vorzugsweise derart angeordnet und mit Teilen der Baugruppe (10) verbunden ist, das zumindest die Biegesteifigkeit der Hauptplatine (12) in mindestens einem Bereich vergrößert ist.16. An assembly according to claim 15, characterized in that the means preferably at least one air guide plate (30, 32), which is preferably arranged and connected to parts of the assembly (10), at least the flexural rigidity of the motherboard (12). is enlarged in at least one area.
17. Baugruppe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (30, 32) am Lufteinlass und/oder am Luftauslass mindestens einer der thermischen Zonen (18, 20, 22) vorgesehen sind, wobei die Mittel (30, 32) einen der Baugruppe (10) zugeführten Luftstrom in unterschiedliche Teilluftströme aufteilen, wobei je ein Teilluftstrom einer thermischen Zone (18, 20, 22) zugeführt wird.17. An assembly according to claim 15 or 16, characterized in that the means (30, 32) at the air inlet and / or at the air outlet of at least one of the thermal zones (18, 20, 22) are provided, wherein the means (30, 32) divide one of the assembly (10) supplied air flow into different partial air streams, wherein each a partial air flow to a thermal zone (18, 20, 22) is supplied.
18. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede thermische Zone (18, 20, 22) durch einen Strömungskanal begrenzt wird, der jeweils durch die Hauptplatine (12), einer Hauptplatine (12a) einer benachbarten Baugruppe (10) oder ein anstatt einer benachbarten Baugruppe ange- ordnetes Abschottmittel, einer Frontblende (14) der18. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that each thermal zone (18, 20, 22) is delimited by a flow channel, each through the motherboard (12), a motherboard (12a) of an adjacent module (10) or a instead of an adjacent module arranged Abschottmittel, a front panel (14) of
Baugruppe (10) und einer Rückwand oder Mittelwand des Baugruppenträgers (50) sowie zwischen den Zonen vorgesehene Abschottmittel (26) begrenzt wird.Assembly (10) and a rear wall or middle wall of the Subrack (50) and provided between the zones Abschottmittel (26) is limited.
19. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) vorzugsweise offene Baugruppe nach IEC 60297, IEC 61969, IEC 60917 und/oder IEC 61587 ist.19. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly (10) is preferably an open module according to IEC 60297, IEC 61969, IEC 60917 and / or IEC 61587.
20. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung über ein elektrisches Verbindungselement (15, 16, 17) vom Baugruppenträger (50) zur Baugruppe (10) zugeführt wird, wobei das Verbindungselement vorzugsweise einen Steckverbinder aufweist oder in der Steckver- binderanordnung nach Anspruch 7 enthalten ist.20. An assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply voltage via an electrical connection element (15, 16, 17) from the rack (50) to the module (10) is supplied, wherein the connecting element preferably has a connector or in the Steckver - Binder arrangement according to claim 7 is included.
21. Verfahren zum Kühlen von Bauelementen einer in einem Baugruppenträger angeordneten Baugruppe,21. Method for cooling components of an assembly arranged in a rack,
bei dem zu kühlende Bauelemente und/oder Baueinheiten zumindest auf der Vorderseite einer Hauptplatine (12) angeordnet werden, die eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweist,in which components and / or assemblies to be cooled are arranged at least on the front side of a motherboard (12), which has a substantially rectangular base,
die Baugruppe (10) mit Hilfe mindestens eines elektrischen Verbindungselements (15, 16, 17), das mit einem komplementär ausgebildeten Verbindungselement des Baugruppenträgers (50) verbunden wird und das in einem Bereich eines ersten Seitenrandes der Hauptplati- ne (12) angeordnet ist, elektrisch mit dem Baugruppenträger (50) verbunden wird,the assembly (10) by means of at least one electrical connection element (15, 16, 17), which is connected to a complementarily formed connecting element of the rack (50) and which is arranged in a region of a first side edge of the main board (12), electrically connected to the rack (50),
in einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten ersten thermischen Zone (18) eine erste Luftströmung in mindestens einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten zweiten thermischen Zone (20) eine von der ersten Luftströmung verschiedene zweite Luftströmung bewirkt wird.in a first thermal zone (18) arranged parallel to the first side edge, a first air flow in at least one second thermal zone (20) arranged parallel to the first side edge is one of the first air flow is effected different second air flow.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine erste auf der Hauptplatine (12) angeordnete Baueinheit in der ersten thermischen Zone (18) angeordnet sind,22. The method according to claim 21, characterized in that at least a first on the motherboard (12) arranged component and / or a first on the motherboard (12) arranged assembly in the first thermal zone (18) are arranged,
dass mindestens ein zweites auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine zweite auf der Hauptplatine (12) angeordnete Baueinheit in der zweiten thermischen Zone (18) angeordnet sind, und/oderat least one second component arranged on the main circuit board (12) and / or a second component arranged on the main circuit board (12) are arranged in the second thermal zone (18), and / or
dass bei dem die Lüftströmungen in der ersten und zweiten thermischen Zone (18, 20) in einer Strömungsrichtung im Wesentlichen parallel zu dem ersten Seitenrand der Hauptplatine (12) erzeugt werden.in that the vent flows in the first and second thermal zones (18, 20) are generated in a flow direction substantially parallel to the first side edge of the motherboard (12).
23. Baugruppenträger mit mindestens einer Baugruppe,23. Rack with at least one module,
mit mindestens einem Steckplatz, in den die Baugruppe (10) einsteckbar ist,with at least one slot into which the module (10) can be inserted,
mit mindestens einem elektrischen Verbindungselement, das mit einem in einem Bereich eines ersten Seitenrandes einer Hauptplatine (12) der Baugruppe (10) angeordneten komplementären Verbindungselements (15, 16, 17) der Baugruppe (10) verbindbar ist,with at least one electrical connection element which is connectable to a complementary connecting element (15, 16, 17) of the assembly (10) arranged in a region of a first side edge of a motherboard (12) of the assembly (10),
wobei die Hauptplatine (12) eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweist und zumindest auf der Vorderseite der Hauptplatine (12) Bauelemente und/oder Baueinheiten angeordnet sind, wobei die Baugruppe (10) und/oder der Baugruppenträger (50) Mittel (24, 30, 32, 40 bis 48) aufweist, die in einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten ersten thermischen Zone (18) der Baugruppe (10) eine erste Luftströmung bewirken und die in mindestens einer zum ersten Seitenrand parallel angeordneten zweiten thermischen Zone (20) der Baugruppe (10) eine von der ersten Luftströmung verschiedene zweite Luftströmung bewirken.wherein the main board (12) has a substantially rectangular base surface and at least on the front side of the motherboard (12) components and / or assemblies are arranged, wherein the assembly (10) and / or the subrack (50) comprises means (24, 30, 32, 40 to 48) which in a first side edge parallel to the first thermal zone (18) of the assembly (10) a first air flow cause and in at least one of the first side edge parallel arranged second thermal zone (20) of the assembly (10) cause a different from the first air flow second air flow.
24. Baugruppenträger nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine erste auf der Hauptplatine (12) angeordnete Bauein- heit in der ersten thermischen Zone (18) angeordnet sind,24. Subrack according to claim 23, characterized in that at least a first on the motherboard (12) arranged component and / or a first on the motherboard (12) arranged Bauein- unit in the first thermal zone (18) are arranged,
dass mindestens ein zweites auf der Hauptplatine (12) angeordnetes Bauelement und/oder eine zweite auf der Hauptplatine (12) angeordnete Baueinheit in der zweiten thermischen Zone (20) angeordnet sind, und/oderat least one second component arranged on the main circuit board (12) and / or a second component arranged on the main circuit board (12) are arranged in the second thermal zone (20), and / or
dass die Strömungsrichtungen der Luftströmungen in der ersten und zweiten thermischen Zone (18, 20) im Wesentlichen parallel zu dem ersten Seitenrand der Hauptplatine (12) verlaufen.in that the directions of flow of the air flows in the first and second thermal zones (18, 20) are substantially parallel to the first side edge of the motherboard (12).
25. Baugruppenträger nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptplatine (12) im Wesent- liehen senkrecht oder waagerecht im Baugruppenträger (50) angeordnet ist.25. Rack according to claim 23 or 24, characterized in that the main circuit board (12) is arranged substantially horizontal or horizontal in the rack (50).
26. Baugruppenträger nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Steckplätze im Baugruppenträger (50) vorgesehen sind, die je einen Luftkanal bilden, durch den Kühlluft strömt, wobei mit Hilfe der vorgesehenen Mittel (24, 30, 32) definierte Aufteilung der Luftströmung in Teilluftströmungen erfolgt, wobei jeder thermischen Zone (18, 20, 22) der Baugruppe (10) eine dieser Teilluftströmungen zugeführt wird. 26. Subrack according to one of claims 23 to 25, characterized in that a plurality of similar slots in the rack (50) are provided, each forming an air duct, by the cooling air flows, wherein with the aid of the provided means (24, 30, 32) defined division of the air flow in partial air flows, wherein each thermal zone (18, 20, 22) of the assembly (10) one of these partial air flows is supplied.
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