DE102011116533B3

DE102011116533B3 - Computer system has support arm that is provided with air outlet opening above top surface of housing of the base unit

Info

Publication number: DE102011116533B3
Application number: DE201110116533
Authority: DE
Inventors: Michael Riebel
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Current assignee: Fujitsu Client Computing Ltd
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2031-10-21

Abstract

The computer system (1) has a base unit (3) having a housing for receiving circuit board. The base unit is arranged and connected to housing which is connected to a support arm (4). A display unit (2) is mounted on the support arm to display the screen output of computer system. The support arm is provided with air outlet opening (14) above a top surface (12) of the housing of the base unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Computersystem aufweisend eine Basiseinheit mit einem Gehäuse zur Aufnahme wenigstens einer Leiterplatte, einen im Wesentlichen senkrechten Tragarm und eine an dem Tragarm befestigte Anzeigeeinheit zur Anzeige von Bildschirmausgaben des Computersystems.The invention relates to a computer system comprising a base unit with a housing for receiving at least one printed circuit board, a substantially vertical support arm and a display unit attached to the support arm for displaying screen outputs of the computer system.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Computersysteme bekannt. Unter anderem sind so genannte Desktop-Computersysteme bekannt, bei denen eine Basiseinheit mit einer Hauptplatine umfassend einen Prozessor des Computers sowie gegebenenfalls vorhandenen Erweiterungseinheiten getrennt von einer Anzeigeeinheit in Form eines Monitors aufgestellt wird. Anzeigeeinheit und Basiseinheit sind über ein oder mehrere Leitungen miteinander verbunden, um die von der Basiseinheit erzeugten Anzeigesignale für die Bildschirmausgabe des Computers an die Anzeigeeinheit zu übertragen.Different computer systems are known from the prior art. Among other things, so-called desktop computer systems are known in which a base unit with a motherboard comprising a processor of the computer and any existing expansion units is placed separately from a display unit in the form of a monitor. The display unit and the base unit are connected to one another via one or more lines in order to transmit the display signals for the screen output of the computer generated by the base unit to the display unit.

Bekannte Anzeigeeinheiten umfassen im Wesentlichen eine LCD- oder TFT-Anzeige, die in der Regel eine verhältnismäßig geringe und über die Fläche der Anzeige gleichmäßig verteilte Betriebswärme erzeugt. Derartige Anzeigeeinheiten werden daher in der Regel nicht aktiv gekühlt. Die in die Basiseinheit integrierten Komponenten, insbesondere Prozessoren, erzeugen jedoch eine verhältnismäßig große und lokal konzentrierte Abwärme, die in der Regel über eine Luftkühlung mittels eines Ventilators des Netzteils des Computers oder eines gesonderten Prozessorlüfters abgeführt wird.Known display units essentially comprise an LCD or TFT display, which generally generates a relatively low and evenly distributed over the surface of the display operating heat. As a rule, such display units are not actively cooled. However, the integrated into the base unit components, in particular processors, but generate a relatively large and locally concentrated waste heat, which is usually dissipated via an air cooling by means of a fan of the power supply of the computer or a separate processor fan.

Aus der DE 20 2007 011 017 U1 ist eine Computer-/Monitorkombination mit höhenverstellbarem Flachbildschirm bekannt, bei der ein TFT-Bildschirm an der Vorderseite – der lüfterabgewandten Seite – eines mit üblicherweise elektronischen Bauelementen bestückten Computergehäuses höhenverstellbar und dabei in gewünschter Position fixierbar angebracht ist.From the DE 20 2007 011 017 U1 is a computer / monitor combination with height-adjustable flat screen is known in which a TFT screen on the front - the fan side facing away - a usually equipped with electronic components computer housing height adjustable and thereby mounted fixable in the desired position.

Aus der DE 198 04 813 B4 ist eine Vorrichtung zum Kühlen eines Computers mit einem PC-Einsteckplatz bekannt. Dabei weist die Vorrichtung ein als Hohlkanal ausgebildetes Gehäuse mit einem ersten Abschnitt, einem zweiten Abschnitt und mindestens einer Lüftungsöffnung im zweiten Abschnitt auf, wobei das Gehäuse einen Luftkanal zwischen dem ersten Abschnitt und der Lüftungsöffnung aufweist und das Gehäuse mit dem zweiten Abschnitt in einen PC-Karteneinsteckplatz eines tragbaren Computers einsteckbar ist.From the DE 198 04 813 B4 For example, a device for cooling a computer with a PC slot is known. In this case, the device has a housing designed as a hollow channel with a first section, a second section and at least one ventilation opening in the second section, wherein the housing has an air duct between the first section and the ventilation opening and the housing with the second section in a PC Card slot of a portable computer is pluggable.

Aus der EP 0 767 415 B1 ist eine Wärmeübertragungseinheit für einen tragbaren Computer mit einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU) in Form einer integrierten Schaltung und einem Flüssigkristalldisplay (LCD) bekannt, wobei die Wärmeübertragungseinheit ein Wärme abführendes, Kühlmittel leitendes Element angrenzend an eine Rückseite des LCDs aufweist.From the EP 0 767 415 B1 For example, a heat transfer unit for a portable computer having a central processing unit (CPU) in the form of an integrated circuit and a liquid crystal display (LCD) is known, wherein the heat transfer unit has a heat dissipating, coolant-conducting element adjacent to a back side of the LCD.

Nachteilig an den bekannten Desktop-Computersystemen ist unter anderem ihr verhältnismäßig großer Platzbedarf an einem Arbeitsplatz eines Benutzers. Einer möglichen Miniaturisierung der Computersysteme sind aufgrund der oben beschriebenen Abwärmeproblematik der Basiseinheit in der Regel jedoch Grenzen gesetzt. Ebenfalls nachteilig an dem beschriebenen Ansatz ist das mit dem Betrieb eines oder mehrerer Lüfter verbundene Betriebsgeräusch.A disadvantage of the known desktop computer systems, inter alia, their relatively large footprint on a user's workplace. However, a possible miniaturization of the computer systems is usually limited due to the above-described waste heat problem of the base unit. Another disadvantage of the described approach is the operating noise associated with the operation of one or more fans.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Konzept für ein Computersystem und dessen Kühlung zu beschreiben, das bei gleichbleibendem Platzbedarf des Computersystem dessen Kühlung verbessert oder bei gleichbleibender Kühlleistung den Platzbedarf des Computersystem verringert. Bevorzugt sollen durch die Kühlung des Computersystems keine oder nur minimale Geräusche verursacht werden.The object of the present invention is to describe a new concept for a computer system and its cooling, which improves its cooling with the same space requirement of the computer system or reduces the space requirement of the computer system while maintaining the same cooling capacity. Preferably, no or only minimal noise should be caused by the cooling of the computer system.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Computersystem aufweisend eine Basiseinheit mit einem Gehäuse zur Aufnahme wenigstens einer Leiterplatte mit wenigstens einem auf der Leiterplatte angeordneten Prozessor sowie wenigstens einem an dem Gehäuse angeordneten Anschluss und/oder Bedienelement offenbart. Das Computersystem weist des Weiteren einen im Wesentlichen senkrechten, auf der Basiseinheit angeordneten und mit dem Gehäuse der Basiseinheit verbundenen Tragarm und eine an dem Tragarm befestigte Anzeigeeinheit zur Anzeige von Bildschirmausgaben des Computersystems auf. Dabei ist eine Kühlluftführung zum Abführen von durch wenigstens eine wärmeerzeugende Komponente der Basiseinheit erwärmte Luft in den Tragarm integriert und der Tragarm weist wenigstens eine erste Luftaustrittsöffnung oberhalb einer Oberseite des Gehäuses der Basiseinheit auf.According to a first aspect of the invention, a computer system is disclosed comprising a base unit with a housing for accommodating at least one printed circuit board with at least one processor arranged on the printed circuit board and at least one connection and / or operating element arranged on the housing. The computer system further includes a substantially vertical support arm disposed on the base unit and connected to the housing of the base unit, and a display unit attached to the support arm for displaying on-screen output of the computer system. In this case, a cooling air guide for discharging air heated by at least one heat-generating component of the base unit is integrated into the support arm and the support arm has at least one first air outlet opening above an upper side of the housing of the base unit.

Durch die Integration einer Kühlluftführung in einen mit einem Gehäuse einer Basiseinheit eines Computers verbundenen Tragarm kann das zusätzliche Volumen des Tragarms zur Kühlung einer wärmeerzeugenden Komponente der Basiseinheit des Computersystems genutzt werden. Dabei wird insbesondere die zusätzliche Höhe des Tragarms, der über eine Oberseite des Gehäuses der Basiseinheit hinausragt, zur Vermeidung von Wärmestaus verwendet.By integrating a cooling air guide into a support arm connected to a housing of a base unit of a computer, the additional volume of the support arm can be used to cool a heat generating component of the base unit of the computer system. In particular, the additional height of the support arm, which projects beyond an upper side of the housing of the base unit, is used to prevent heat build-up.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Tragarm senkrecht über der wärmeerzeugenden Komponente der Basiseinheit, insbesondere über dem wenigstens einen Prozessor, angeordnet und die Oberseite des Gehäuses weist im Bereich des Tragarms wenigstens eine Luftdurchtrittsöffnung auf. Die wenigstens eine erste Luftaustrittsöffnung ist im Bereich eines oberen Endes des Tragarms derart angeordnet, dass von der wärmeerzeugenden Komponente erwärmte Luft durch natürliche Konvektion in dem Tragarm aufsteigt. Durch die Verwendung von natürlicher Konvektion, die einen Kamineffekt innerhalb des Tragarms hervorruft, kann durch den Tragarm deutlich mehr Wärme von der wärmeerzeugenden Komponente abgeführt werden, als es bei der bloßen Vorsehung einer Luftaustrittsöffnung in der Oberseite des Gehäuses der Basiseinheit möglich wäre. Gleichzeitig wird durch die Ausnutzung der natürlichen Konvektion der Einsatz eines Lüfters vermieden, so dass bei einer derartigen Kühlung keine Geräuschentwicklung auftritt.According to an advantageous embodiment, the support arm is arranged vertically above the heat-generating component of the base unit, in particular above the at least one processor, and the top of the housing has in the region of Support arm on at least one air passage opening. The at least one first air outlet opening is arranged in the region of an upper end of the support arm such that air heated by the heat-generating component rises by natural convection in the support arm. By using natural convection, which creates a chimney effect within the support arm, significantly more heat can be removed from the heat-generating component by the support arm than would be possible with the mere provision of an air exit opening in the top of the housing of the base unit. At the same time, the use of natural convection avoids the use of a fan, so that no noise occurs in such cooling.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Computersystem wenigstens einen Lüfter auf, wobei der wenigstens ein Lüfter derart angeordnet ist, dass er im Betrieb einen im Wesentlichen vertikalen, nach oben auf die erste Luftaustrittsöffnung gerichteten Abluftstrom erzeugt. Durch einen zusätzlichen Lüfter kann die Belüftung des Computers in an sich bekannter Weise verbessert werden, um insbesondere in einer Betriebsart mit hoher Systemauslastung eine ausreichende Kühlung des Computersystems sicherzustellen.According to a further embodiment, the computer system has at least one fan, wherein the at least one fan is arranged such that it generates during operation a substantially vertical, directed upward to the first air outlet opening exhaust air flow. By means of an additional fan, the ventilation of the computer can be improved in a manner known per se in order to ensure sufficient cooling of the computer system, in particular in an operating mode with high system utilization.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den angehängten Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbart.Further advantageous embodiments are disclosed in the appended claims and the following description of exemplary embodiments.

Die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren näher erläutert. Dabei sind gleiche oder gleich wirkende Elemente unterschiedlicher Ausführungsbeispiele mit denselben Bezugszeichen versehen. In den Figuren zeigen:The different embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the attached figures. The same or equivalent elements of different embodiments are provided with the same reference numerals. In the figures show:

1A eine perspektivische Ansicht eines Computersystems von einer Vorderseite, 1A a perspective view of a computer system from a front side,

1B eine zweite perspektivische Ansicht des Computersystems von einer Rückseite, 1B a second perspective view of the computer system from a back side,

2 einen erster Querschnitt durch ein Computersystem gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung und 2 a first cross section through a computer system according to a first embodiment of the invention and

3 einen zweiter Querschnitt durch ein Computersystem gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. 3 a second cross section through a computer system according to a second embodiment of the invention.

Die 1A und 1B zeigen eine Vorder- beziehungsweise eine Rückansicht eines Computersystems 1 mit einer integrierten Anzeigeeinheit 2.The 1A and 1B show a front and a rear view of a computer system 1 with an integrated display unit 2 ,

Das Computersystem 1 gemäß den 1A und 1B eignet sich insbesondere als so genannter Arbeitsplatzcomputer mit verhältnismäßig geringer Rechenleistung. Insbesondere eignet sich das Computersystem 1 zur Ausführung von üblichen Büroanwendungen oder zum Zugriff auf Anwendungen, die auf anderen Rechnern, insbesondere entfernt angeordneten Serverrechnern ausgeführt werden. Derartige Computersysteme werden bisweilen auch als so genannte ”Thin Clients” bzw. ”Zero Clients” bezeichnet. Selbstverständlich lässt sich das nachfolgend beschriebene Kühlkonzept auch auf andere Computersysteme, insbesondere so genannte ”Fat Clients” übertragen.The computer system 1 according to the 1A and 1B is particularly suitable as a so-called workstation computer with relatively low computing power. In particular, the computer system is suitable 1 to carry out usual office applications or to access applications that are executed on other computers, in particular remotely located server computers. Such computer systems are sometimes referred to as so-called "thin clients" or "zero clients". Of course, the cooling concept described below can also be transferred to other computer systems, in particular so-called "fat clients".

Das Computersystem 1 weist eine als Standfuß ausgeführte Basiseinheit 3, einen Tragarm 4 sowie die an dem Tragarm 4 befestigte Anzeigeeinheit 2 auf. Die Anzeigeeinheit 2, die Basiseinheit 3 und der Tragarm 4 können als getrennte Einheiten hergestellt werden, die jedoch vor Inbetriebnahme des Computersystem 1 fest über Rast-, Schraub- oder sonstige mechanische Verbindungen miteinander verbunden werden. Die Basiseinheit 3 ist bevorzugt aus einem leitenden Metallblech hergestellt, um eine elektromagnetische Abschirmung für das Computersystem 1 herzustellen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Basiseinheit 3 ein Kunststoffgehäuse und ein innerhalb des Kunststoffgehäuses angeordnetes Abschirmblech aufweist.The computer system 1 has a base unit designed as a base 3 , a support arm 4 as well as on the support arm 4 fixed display unit 2 on. The display unit 2 , the base unit 3 and the support arm 4 can be made as separate units, however, before commissioning the computer system 1 firmly connected via snap, screw or other mechanical connections. The base unit 3 is preferably made of a conductive metal sheet to form an electromagnetic shield for the computer system 1 manufacture. Alternatively, it is also possible that the base unit 3 a plastic housing and disposed within the plastic housing shielding.

Wie sich aus der 1A ergibt, sind an einer Vorderseite 5 der Basiseinheit 3 für den Benutzer zugängliche Bedienelemente angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Vorderseite 5 ein Laufwerk für Wechselmedien, insbesondere ein DVD-Laufwerk 6 angeordnet. Darüber hinaus sind an der Vorderseite 5 Anschlüsse 7 zum Anschluss von Peripheriegeräten, wie insbesondere einer Tastatur und Computermaus sowie von Kopfhörern und einem Mikrofon vorgesehen. Eine rechte Seitenwand 8 weist eine Anzahl von Perforationsöffnungen auf, die zusammen eine Lufteintrittsöffnung 10 der Basiseinheit 3 bilden.As is clear from the 1A results are at a front 5 the base unit 3 arranged for the user accessible controls. In the illustrated embodiment is at the front 5 a removable media drive, especially a DVD drive 6 arranged. In addition, at the front 5 connections 7 for connecting peripheral devices, such as in particular a keyboard and computer mouse as well as headphones and a microphone provided. A right side wall 8th has a number of perforations, which together form an air inlet opening 10 the base unit 3 form.

Wie sich aus der 1B ergibt, sind an einer Rückseite 9 der Basiseinheit 3 weitere Anschlüsse 7 vorgesehen. Bei den rückseitigen Anschlüssen 7 handelt es sich insbesondere um einen Netzanschluss, Anschlüsse zum Anschluss der Basiseinheit 3 an ein Datennetzwerk sowie weitere Anschlüsse zum Anschließen von Peripherieeinheiten wie insbesondere eines Druckers oder Scanners. Auch eine linke Seitenwand 11 des Gehäuses der Basiseinheit 3 weist Perforationen zur Belüftung der Basiseinheit 3 auf, die zusammen eine weitere Lufteintrittsöffnung 10 bilden. Auch eine Oberseite 12 der Basiseinheit 3 weist Perforationsöffnungen auf, die zusammen eine Luftaustrittsöffnung 13 bilden.As is clear from the 1B results are at a back 9 the base unit 3 further connections 7 intended. At the back connections 7 in particular, it is a network connection, connections for connecting the base unit 3 to a data network and other ports for connecting peripherals such as a particular printer or scanner. Also a left sidewall 11 the housing of the base unit 3 has perforations for ventilation of the base unit 3 on that together another air intake opening 10 form. Also a top 12 the base unit 3 has perforation openings, which together form an air outlet opening 13 form.

Zusätzlich ist an dem oberen Ende des Tragarms 4 eine weitere Luftaustrittsöffnung 14 vorgesehen, die zur Belüftung der Basiseinheit 3 durch den Tragarm 4 dient. Durch die Anordnung der Luftaustrittsöffnung 14 am oberen Ende des Tragarms 4 kann eine Kühlluftführung des Computersystems 1 ausgebildet werden, die sich den so genannten Kamineffekt, also die Beschleunigung aufsteigender Warmluft durch Konvektion, zunutze macht. Durch die Verwendung des Kamineffekts wird der Kühleffekt der weiteren Luftaustrittsöffnung 14 gegenüber einer gleichgroßen Luftaustrittsöffnung im Bereich der Oberseite 12 erheblich verbessert. Zudem staut sich die erwärmte Kühlluft nicht in der Basiseinheit 3. In addition, at the upper end of the support arm 4 another air outlet 14 provided for the ventilation of the base unit 3 through the support arm 4 serves. By the arrangement of the air outlet opening 14 at the upper end of the support arm 4 can be a cooling air duct of the computer system 1 be formed, which makes the so-called chimney effect, so the acceleration of rising warm air by convection, advantage. By using the chimney effect, the cooling effect of the further air outlet opening 14 opposite an equal air outlet opening in the region of the top 12 significantly improved. In addition, the heated cooling air does not accumulate in the base unit 3 ,

Das beschriebene Computersystem 1 stellt eine besonders kompakte, so genannte All-in-One-Bauform eines Computers dar. Durch die Integration von Komponenten des Computersystems 1 in die Basiseinheit 3, die zugleich einen Standfuß der Anzeigeeinheit 2 bildet, kann der Platzbedarf des Computersystem 1 insgesamt erheblich reduziert werden. Durch die feste Verbindung zwischen der Anzeigeeinheit 2 und der Basiseinheit 3 kann zudem auf die Vorsehung externer Anschlusskabel der Anzeigeeinheit 2 verzichtet werden. Durch die in den Tragarm 4 integrierte Kühlluftführung wird eine einfache und effektive Kühlung von Komponenten der Basiseinheit 3 besonders einfach, platzsparend und wirkungsvoll ermöglicht.The described computer system 1 represents a particularly compact, so-called all-in-one design of a computer. By integrating components of the computer system 1 in the base unit 3 , which at the same time a base of the display unit 2 forms, the space requirement of the computer system 1 be significantly reduced overall. Due to the strong connection between the display unit 2 and the base unit 3 also allows for the provision of external connection cables of the display unit 2 be waived. Through the in the support arm 4 Integrated cooling air duct will allow easy and effective cooling of components of the base unit 3 particularly simple, space-saving and effective.

2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine erste Ausgestaltung eines Computersystem 1 gemäß 1. Der Querschnitt verläuft parallel zu Seitenwänden 8 und 11 der Basiseinheit 3 im Bereich des Tragarms 4. In dem Querschnitt gemäß 2 ist der innere Aufbau des Computersystem 1 sowie dessen Kühlluftführung zu erkennen. 2 schematically shows a cross section through a first embodiment of a computer system 1 according to 1 , The cross section runs parallel to side walls 8th and 11 the base unit 3 in the area of the support arm 4 , In the cross section according to 2 is the internal structure of the computer system 1 and to recognize its cooling air flow.

Die Basiseinheit 3 umfasst ein Gehäuse 15 in dem eine Leiterplatte 16 angeordnet ist. Bei der Leiterplatte 16 handelt es sich insbesondere um ein so genanntes Mainboard des Computersystems 1. Auf der Leiterplatte 16 ist ein Prozessor 17 angeordnet. Der Prozessor 17 ist im Ausführungsbeispiel in einen mit der Leiterplatte 16 verlöteten Sockel 18 eingesetzt. Auf einer Oberfläche des Prozessors 17 ist ein Kühlkörper 19 angeordnet. Der Kühlkörper 19 weist im Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von parallelen Kühlfinnen auf, die im Ausführungsbeispiel parallel zu der dargestellten Schnittrichtung verlaufen.The base unit 3 includes a housing 15 in which a circuit board 16 is arranged. At the circuit board 16 it is in particular a so-called motherboard of the computer system 1 , On the circuit board 16 is a processor 17 arranged. The processor 17 is in the embodiment in one with the circuit board 16 soldered socket 18 used. On a surface of the processor 17 is a heat sink 19 arranged. The heat sink 19 has in the embodiment on a plurality of parallel cooling fins, which extend in the embodiment parallel to the illustrated cutting direction.

In der 2 ist des Weiteren zu erkennen, dass oberhalb des Prozessors 17 und des darauf angeordneten Kühlkörpers 19 eine Luftdurchtrittsöffnung 20 in der Oberseite 12 des Gehäuses 15 angeordnet ist. Die Luftdurchtrittsöffnung 20 wird im Ausführungsbeispiel durch eine Mehrzahl von Gehäuseperforationen gebildet. Die Gehäuseperforationen in der Oberseite 12 stellen eine elektromagnetische Abschirmung des Gehäuses 15 sicher.In the 2 It can also be seen that above the processor 17 and the heat sink disposed thereon 19 an air passage opening 20 in the top 12 of the housing 15 is arranged. The air passage opening 20 is formed in the embodiment by a plurality of housing perforations. The housing perforations in the top 12 provide an electromagnetic shielding of the housing 15 for sure.

Die von dem Kühlkörper 19 erwärmte Luft tritt durch die Luftdurchtrittsöffnung 20 und steigt durch den als Kamin wirkenden Tragarm 4 senkrecht nach oben auf. Am oberen Ende des Tragarms 4 sind eine Mehrzahl von Lamellen 21 mit dazwischen liegenden Gehäuseöffnungen 22 angeordnet, die zusammen die Luftaustrittsöffnung 14 bilden. Die Lamellen 21 verhindern einen Eintritt von Fremdkörpern in den Tragarm 4, behindern den Austritt von erwärmter Luft jedoch nur geringfügig.The of the heat sink 19 heated air passes through the air passage opening 20 and rises through the arm acting as a chimney 4 vertically upwards. At the upper end of the support arm 4 are a plurality of fins 21 with housing openings in between 22 arranged, which together the air outlet opening 14 form. The slats 21 prevent foreign bodies from entering the arm 4 , but hinder the escape of heated air only slightly.

Im in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel tritt zur Kühlung verwendete Luft durch weitere Gehäuseöffnungen 23 an einer Unterseite 24 des Gehäuses 15 ein. Auch die weiteren Gehäuseöffnungen 23 sind durch Lamellen voneinander getrennt. Um die Basiseinheit 3 von einer Stellfläche des Computersystem 1 zu beabstanden und so einen Lufteintritt von frischer Umgebungsluft von der Unterseite 24 her zu ermöglichen, sind an der Unterseite 24 Stellfüße 25 angeordnet.I'm in the 2 illustrated embodiment occurs used for cooling air through further housing openings 23 at a bottom 24 of the housing 15 one. Also the other housing openings 23 are separated by lamellae. To the base unit 3 from a footprint of the computer system 1 to space and so an air intake of fresh ambient air from the bottom 24 to enable her are at the bottom 24 Leveling feet 25 arranged.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel tritt Kühlluft in einem Hohlraum unterhalb der Leiterplatte 16 in das Gehäuse 15 ein und fließt dann seitlich um die Leiterplatte 16 herum bevor sie durch die Kühlrippen des Kühlkörpers 19 strömt, dort erwärmt wird, und von dort im Wesentlichen senkrecht nach oben aufsteigt. Der hohle Tragarm 4 wirkt dabei als Kamin und beschleunigt die entstandene Warmluftströmung.In the illustrated embodiment, cooling air enters a cavity below the circuit board 16 in the case 15 and then flows laterally around the circuit board 16 around before going through the cooling fins of the heatsink 19 flows, is heated there, and from there rises substantially vertically upwards. The hollow support arm 4 acts as a chimney and accelerates the resulting warm air flow.

Im Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, dass das DVD-Laufwerk 6 direkt an der Oberseite 12 der Basiseinheit 3 angeordnet ist. Die Luftströmung von den Gehäuseöffnungen 23 auf der Unterseite 24 des Gehäuses 15 fließen somit zwischen dem DVD-Laufwerk 6 und der Leiterplatte 16 hindurch und bewirken eine passive Kühlung des DVD-Laufwerks 6 sowie weiterer, auf der Leiterplatte 16 angeordneter Komponenten.In the embodiment, it can be seen that the DVD drive 6 right at the top 12 the base unit 3 is arranged. The air flow from the housing openings 23 on the bottom 24 of the housing 15 thus flow between the DVD drive 6 and the circuit board 16 through and cause a passive cooling of the DVD drive 6 as well as others, on the circuit board 16 arranged components.

In der 2 ist des Weiteren zu erkennen, dass die Anzeigeeinheit 2 über ein internes Verbindungskabel 26, das innerhalb des Tragarms 4 verläuft, mit einer Steckverbindung 27 der Leiterplatte 16 verbunden ist. Das interne Verbindungskabel 26 dient zur Ansteuerung und optional zur Stromversorgung der Anzeigeeinheit 2.In the 2 It can also be seen that the display unit 2 via an internal connection cable 26 that is inside the support arm 4 runs, with a plug connection 27 the circuit board 16 connected is. The internal connection cable 26 serves for controlling and optionally for powering the display unit 2 ,

Die Wirksamkeit der Kühlung des Computersystem 1 gemäß der Ausgestaltung nach 2 wurde durch eine Simulation des Kühlluftdurchsatzes bestätigt. Die genaue Kühlluftleistung des simulierten Systems hängt von der Geometrie der einzelnen Gehäuseöffnungen und dem Querschnitt der Kühlluftführung in dem Tragarm ab. Im simulierten Modell wurde dabei ein Querschnitt des Tragarms 4 von 2000 mm² angenommen. Ein derartiger Querschnitt entspricht in etwa den Dimensionen heute üblicher Tragarme zur Befestigung von Anzeigevorrichtungen. Der Volumenstrom durch das simulierte Computersystem 1 gemäß der Darstellung nach 2 beträgt etwa 1,90 Kubikmeter je Stunde, während ein vergleichbares Computersystem mit direktem Austritt der erwärmten Luft durch eine Perforation in einer Oberseite einer Basiseinheit nur auf einen Luftdurchsatz von 1,48 Kubikmeter je Stunde kommt. Somit liegt der Luftdurchsatz durch Ausnutzung des Kamineffekts ungefähr 34 Prozent über dem eines vergleichbaren Computersystems.The effectiveness of cooling the computer system 1 according to the embodiment according to 2 was confirmed by a simulation of the cooling air flow rate. The exact cooling air power of the simulated system depends on the geometry of the individual housing openings and the cross section of the cooling air duct in the support arm. Im simulated Model was thereby a cross section of the support arm 4 of 2000 mm ² adopted. Such a cross section corresponds approximately to the dimensions of today's conventional support arms for attachment of display devices. The volume flow through the simulated computer system 1 as shown 2 is about 1.90 cubic meters per hour, while a comparable computer system with direct exit of the heated air through a perforation in a top of a base unit only has an air flow rate of 1.48 cubic meters per hour. Thus, the air flow through the use of the chimney effect is about 34 percent higher than that of a comparable computer system.

Bei Verwendung besonders energieeffizienter Prozessoren, wie sie beispielsweise in leistungsarmen Desktop-Computern wie etwa ”Zero Clients” oder ”Thin Clients” Verwendung finden, reicht die durch Konvektion verursachte Kühlwirkung damit zur passiven Kühlung des Prozessors 17 sowie weiterer in die Basiseinheit 3 aufgenommener Komponenten aus. Somit ergeben sich als weitere Vorteile eine Einsparung der Energie zum Betrieb eines Lüfters sowie ein Wegfall eines damit verbundenen Betriebsgeräusches. Gleichzeitig wird auch das mittlere Wartungsintervall (MTBF) verlängert, da auf den Einsatz eines Lüfters als zusätzliche elektromechanische Komponente verzichtet werden kann.When using particularly energy-efficient processors, such as those used in low-power desktop computers such as "zero clients" or "thin clients", the cooling effect caused by convection is sufficient for passive cooling of the processor 17 as well as further into the base unit 3 recorded components. Thus, as a further advantage, there is a saving of energy for the operation of a fan and a loss of an associated operating noise. At the same time, the average maintenance interval (MTBF) is extended because it is possible to dispense with the use of a fan as an additional electromechanical component.

In der 3 ist ein Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung eines Computersystems 1 gemäß 1 parallel zu der Vorderseite 5 beziehungsweise der Rückseite 9 im Bereich des Tragarms 4 dargestellt.In the 3 is a cross-section through another embodiment of a computer system 1 according to 1 parallel to the front 5 or the back 9 in the area of the support arm 4 shown.

In der Ansicht der 3 ist zu erkennen, dass in einem Gehäuse 15 der Basiseinheit 3 neben einer Leiterplatte 16 und einem darauf angeordneten Prozessor 17 zusätzlich ein Netzteil 28 angeordnet ist. Das Netzteil 28 dient zur Umwandlung einer externen Netzwechselspannung in eine interne Gleichspannung zur Versorgung der Leiterplatte 16 sowie der in der 3 nicht dargestellten Anzeigeeinheit 2.In the view of 3 it can be seen that in a housing 15 the base unit 3 next to a circuit board 16 and a processor located thereon 17 in addition a power supply 28 is arranged. The power supply 28 is used to convert an external mains AC voltage into an internal DC voltage to supply the PCB 16 as well as in the 3 not shown display unit 2 ,

Neben dem Prozessor 17 erzeugt auch das Netzteil 28 und insbesondere die darin angeordneten Halbleiter-Komponenten zur Gleichrichtung und Umwandlung der Wechselspannung in die interne Versorgungsspannung im Betrieb einer Abwärme. Um die Abwärme des Netzteils 28 weitgehend unabhängig von der Abwärme des Prozessors 17 aus der Basiseinheit 3 abzuführen, ist oberhalb des Netzteils 28 eine Luftaustrittsöffnung 13 in Form einer weiteren Gehäuseperforation vorgesehen.Next to the processor 17 also generates the power supply 28 and in particular, the semiconductor components arranged therein for rectifying and converting the alternating voltage into the internal supply voltage during operation of a waste heat. To the waste heat of the power supply 28 largely independent of the waste heat of the processor 17 from the base unit 3 dissipate, is above the power supply 28 an air outlet 13 provided in the form of a further housing perforation.

Zusätzlich weist das Gehäuse 15 gemäß 3 eine Gehäuseperforation an der Unterseite 24 sowie Lamellen an der rechten Seitenwand 8 und der linken Seitenwand 11 auf. Durch die Gehäuseöffnungen 23 an der Unterseite 24 sowie der rechten Seitenwand 8 und der linken Seitenwand 11 eintretende Umgebungsluft wird durch die Kühlrippen eines auf dem Prozessor 17 angeordneten Kühlkörpers 19 erwärmt und tritt durch eine Luftaustrittsöffnung 14 am oberen Ende des Tragarms 4 aus.In addition, the housing has 15 according to 3 a housing perforation at the bottom 24 as well as lamellae on the right side wall 8th and the left sidewall 11 on. Through the housing openings 23 on the bottom 24 as well as the right side wall 8th and the left sidewall 11 Incoming ambient air is passing through the cooling fins of one on the processor 17 arranged heatsink 19 heated and enters through an air outlet 14 at the upper end of the support arm 4 out.

Die für ein Beispielsystem berechnete Kühlluftströmung allein durch Konvektion reicht aus, um einen typischen Arbeitsplatzcomputer in einem Bereitschaftszustand oder in einem Zustand geringer Auslastung dauerhaft zu kühlen. Reicht die Kühlung in einem leistungsfähigeren ”Fat Client” System oder einem Zustand großer Auslastung nicht aus, um den Prozessor 17 zu kühlen, sorgt in der Ausgestaltung gemäß 3 ein auf dem Kühlkörper 19 angeordneter Lüfter 29 für die erforderliche Kühlung durch Vergrößerung des Kühlluftstroms.The convection cooling airflow calculated for an example system alone is sufficient to permanently cool a typical workstation computer in a standby state or in a low load state. Cooling in a more powerful "fat client" system or a busy state is not enough for the processor 17 to cool, provides in the embodiment according to 3 one on the heat sink 19 arranged fan 29 for the required cooling by increasing the cooling air flow.

Der Lüfter 29 wird beim Überschreiten einer vorgegebenen, maximalen Betriebstemperatur des Prozessors 17 eingeschaltet und in Abhängigkeit einer aktuellen Prozessortemperatur geregelt. Beim Erreichen eines ersten, unteren Schwellwertes wird der Lüfter 29 zunächst mit einer minimalen Drehzahl, beispielsweise mit einer Drehzahl von 1000 Umdrehungen je Minute eingeschaltet. Mit zunehmender Prozessortemperatur wird der Lüfter 29 dann auf eine größere Drehzahl geregelt, bis eine maximale Drehzahl des Lüfters 29, beispielsweise eine Drehzahl von 6000 Umdrehungen je Minute erreicht ist. Steigt die Temperatur des Prozessors 17 auch über diesen oberen Temperaturgrenzwert an, wird zusätzlich eine Drosselung oder eine vorübergehende Abschaltung des Prozessors vorgenommen, um ein weiteres Ansteigen dessen Betriebstemperatur zu vermeiden.The fan 29 will occur when exceeding a preset, maximum operating temperature of the processor 17 switched on and regulated depending on a current processor temperature. When reaching a first, lower threshold, the fan 29 initially with a minimum speed, for example, turned on at a speed of 1000 revolutions per minute. As the processor temperature increases, so does the fan 29 then regulated to a higher speed, until a maximum speed of the fan 29 For example, a speed of 6000 revolutions per minute is reached. Increases the temperature of the processor 17 Also above this upper temperature limit, in addition, a throttling or a temporary shutdown of the processor is made in order to avoid a further increase in the operating temperature.

Unter Bezugnahme auf die 1A, 1B, 2 sowie 3 wurden unterschiedliche Ausgestaltungen platzsparender Computersysteme 1 mit einer verbesserten Kühlung beschrieben. Selbstverständlich lassen sich die unterschiedlichen Maßnahmen der verschiedenen Ausgestaltungen in vielfacher Weise miteinander kombinieren.With reference to the 1A . 1B . 2 such as 3 were different designs of space-saving computer systems 1 described with improved cooling. Of course, the different measures of the various embodiments can be combined in many ways with each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Computersystemcomputer system
22: Anzeigeeinheitdisplay unit
33: Basiseinheitbase unit
44: TragarmBeam
55: Vorderseitefront
66: DVD-LaufwerkeDVD drives
77: Anschlussconnection
88th: rechte Seitenwandright side wall
99: Rückseiteback
1010: LufteintrittsöffnungAir inlet opening
1111: linke Seitenwandleft side wall
1212: Oberseitetop
1313: LuftaustrittsöffnungAir outlet opening
1414: LuftaustrittsöffnungAir outlet opening
1515: Gehäusecasing
1616: Leiterplattecircuit board
1717: Prozessorprocessor
1818: Sockelbase
1919: Kühlkörperheatsink
2020: LuftdurchtrittsöffnungAir passage opening
2121: Lamellelamella
2222: Gehäuseöffnunghousing opening
2323: Gehäuseöffnunghousing opening
2424: Unterseitebottom
2525: StellfußAdjustable foot
2626: internes Verbindungskabelinternal connection cable
2727: Steckverbindungconnector
2828: Netzteilpower adapter
2929: LüfterFan

Claims

Computer system ( 1 ), comprising - a base unit ( 3 ) with a housing ( 15 ) for receiving at least one printed circuit board ( 16 ) with at least one on the circuit board ( 16 ) arranged processor ( 17 ) and at least one on the housing ( 15 ) arranged connection ( 7 ) and / or operating element; - a substantially vertical, on the base unit ( 3 ) and with the housing ( 15 ) of the base unit ( 3 ) connected support arm ( 4 ); and - one on the support arm ( 4 ) attached display unit ( 2 ) for displaying screen outputs of the computer system ( 1 ), wherein a cooling air guide for discharging through at least one heat-generating component of the base unit ( 3 ) heated air in the support arm ( 4 ) and the support arm ( 4 ) at least one first air outlet opening ( 14 ) above a top ( 12 ) of the housing ( 15 ) of the base unit ( 3 ) having.

Computer system ( 1 ) according to claim 1, wherein the support arm ( 4 ) vertically above the heat generating component of the base unit ( 3 ), in particular over the at least one processor ( 17 ), the top ( 12 ) of the housing ( 15 ) in the region of the support arm ( 4 ) at least one air passage opening ( 20 ) and the at least one first air outlet opening ( 14 ) in the region of an upper end of the support arm ( 4 ) is arranged such that air heated by the heat-generating component by natural convection in the support arm ( 3 ) ascends.

Computer system ( 1 ) according to claim 2, wherein the at least one air passage opening ( 20 ) as a housing perforation in the top ( 12 ) is configured.

Computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, comprising at least one fan ( 29 ), wherein the at least one fan ( 29 ) is arranged such that, in operation, it has a substantially vertical, upward on the first air outlet opening ( 14 ) directed exhaust air flow generated.

Computer system ( 1 ) according to claim 4, comprising a control circuit for controlling the at least one fan ( 29 ), wherein the control circuit is adapted to the fan ( 29 ) below a predetermined threshold value, in particular a temperature threshold value of the processor ( 17 ), completely switch off.

Computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the base unit ( 3 ) as the base of the display unit ( 2 ) is executed.

Computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, in which the base unit ( 3 ) at least one in a bottom ( 24 ) of the housing ( 15 ) arranged first air inlet opening.

Computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, in which the base unit ( 3 ) at least one in a side wall ( 7 . 11 ) of the housing ( 15 ) arranged second air inlet opening ( 10 ) having.

Computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, comprising at least one in the base unit ( 3 ) integrated power supply ( 28 ), the base unit ( 3 ) at least one in a top ( 12 ) of the housing ( 15 ) arranged second air outlet opening ( 13 ) above the power supply ( 28 ) having.

Computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the first air outlet opening ( 14 ) a plurality of fins ( 21 ).