Lüftermodul

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Lüftermodul (10) mit einem feststehenden Lüfterelement (1) und einem drehbar gelagerten beweglichen Lüfterelement (2). Das Lüftermodul (10) weist an einer äußeren Seitenfläche (4) Kontaktflächen (5) auf, über die einem Elektromotor des Lüftermoduls (10) eine Betriebsspannung zugeführt werden kann. Dadurch ist ein erfindungsgemäßes Lüftermodul (10) schnell ein- und ausbaubar und kann daher im laufenden Betrieb ausgetauscht werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Lüftermodul mit einem feststehenden Lüfterelement und einem drehbar gelagerten beweglichen Lüfterelement, daß von dem feststehenden Lüfterelement teilweise umschlossen ist, zur Erzeugung eines Luftstroms, wobei das bewegliche Lüfterelement durch einen Elektromotor in Rotation versetzbar ist.

[0002] Solche Lüftermodule werden in elektrischen Geräte jeglicher Art eingesetzt. Vor allem Rechnersysteme benötigen zur Kühlung derartige Lüftermodule, um eine Überhitzung der Netzteilkomponenten und der Prozessoren zu verhindern. Ein Ausfall der Lüfter führt unweigerlich zu einer Überhitzung des Geräts und verursacht unter Umständen irreparable Schäden.

[0003] In der Regel ist eine Störung an einem Lüftermodul vor dem totalen Ausfall erkennbar und das Lüftermodul kann rechtzeitig ausgetauscht werden. Dies ist allerdings relativ aufwendig, da die Lüftermodule fest eingebaut und verkabelt sind. Auf jeden Fall stellt der Austausch eines Lüftermoduls einen erheblichen Eingriff in das System dar, so daß das Gerät abgeschaltet werden muß. Bei großen Computersystemen, beispielsweise Servern, ist ein durchgehender Betrieb jedoch angestrebt oder erforderlich. Zwar sind bei derartigen Rechnersystemen in der Regel mehrere Lüftermodule vorgesehen, die gemeinsam die Kühlung bewirken, so daß der Ausfall eines einzelnen Lüftermoduls nicht zum Totalausfall der Kühlung führt, aber trotzdem muß das defekte Lüftermodul möglichst schnell ausgetauscht werden, was zur Notwendigkeit der Abschaltung des gesamten Rechners führt.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Lüftermodul vorzuschlagen, das auch beim laufenden Betrieb des Rechner schnell ausgetauscht werden kann. Dabei darf der Raumbedarf aber nicht wesentlich größer sein als bei Lüftermodulen nach dem Stand der Technik.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lüftermodul der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß an einer äußeren Seitenfläche des feststehenden Lüfterelementes Kontaktflächen angeordnet sind zur Zuführung einer Betriebsspannung zu dem Elektromotor.

[0006] Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Lüftermodules ermöglicht, daß dieses durch Stecken in ein dafür vorgesehenes Lüftergehäuse befestigt und angeschlossen werden kann. Dadurch ist ein Tauschen dieser Komponente schnell und unkompliziert möglich. Die Kontaktflächen an der Seitenfläche benötigen sehr wenig Raum, so daß diese Lösung auch bei volumenkritischen Anwendungen realisiert werden kann. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist, daß neben der Einsteckmöglichkeit auch gleichzeitig die elektrische Verbindung zum Antrieb des Lüfters hergestellt wird und so eine manuelle Verkabelung entfällt. Gegenüber Steckkontakten ist dies eine kostengünstige Lösung, die zudem Vorteile im Platzbedarf hat.

[0007] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der Seitenfläche des feststehenden Lüfterelementes ein Rastmittel oder ein Klemmittel zur mechanischen Befestigung des Lüftermoduls in einem Lüftergehäuse, in das das Lüftermodul eingesetzt ist, vorgesehen. Dadurch ist ein sicherer Halt gewährleistet.

[0008] In einem Lüftergehäuse, in das die erfindungsgemäßen Lüftermodule einsetzbar sind, sind Feder- oder Schleifkontakte derart angeordnet, daß im eingesteckten Zustand der Lüftermodule die Feder- beziehungsweise Schleifkontakte mit den Kontaktflächen der Lüftermodule zusammenwirken. In einer vorteilhafte Anordnung insbesondere für große Rechnersysteme sind Feder- beziehungsweise Schleifkontakte für mehrere Lüftermodule auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1

ein erfindungsgemäßes Lüftermodul und

Figur 2

ein Lüftergehäuse mit mehreren Lüftermodulen gemäß der Figur 1,

Figur 3

ein Lüftermodul mit einer detaillierten Darstellung der Kontaktflächen,

Figur 4

ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lüftermoduls und

Figur 5

die Anordnung zweier Lüftermodule nach Figur 4 in einem Gehäuse.

[0010] In Figur 1 ist ein Lüftermodul 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Es weist ein feststehendes Lüfterelement 1 und ein drehbar gelagertes bewegliches Lüfterelement 2 auf. Dieses besitzt Lüfterflügel 3, die bei Drehung des beweglichen Lüfterelementes 2 einen Luftstrom erzeugen. An einer äußeren Seitenfläche 4 des feststehenden Lüfterelementes 1 sind Kontaktflächen 5 angeordnet. Diese dienen der Zuführung der Betriebsspannung für den Elektromotor, der das bewegliche Lüfterelement antreibt. Daneben können über diese Kontaktflächen 5 auch Informationen beispielsweise über die Drehzahl des Lüfters übertragen werden. Darüber hinaus ist ein Rastelement, im Ausführungsbeispiel von der Figur 1 eine Federzunge 6, ausgebildet, um das Lüftermodul in einem entsprechend geformten Lüftergehäuse zu verrasten. Zudem besitzt das Lüftermodul eine Zustands-LED 7, anhand derer erkennbar ist, ob das Lüftermodul ordnungsgemäß arbeitet, oder ob ein anormaler Betriebszustand vorliegt.

[0011] In der Figur 2 sind mehrere erfindungsgemäße Lüftermodule 10 in ein Lüftergehäuse 9 eingebaut. In der dargestellten Konfiguration sind drei Lüftermodule in zwei Reihen angeordnet, wobei in der einen Reihe 11 zwei Lüftermodule 10 hintereinander geschaltet sind und in der anderen Reihe 12 nur ein Lüftermodul vorgesehen ist. In der Figur 2 nicht dargestellt ist ein Gehäusedeckel, durch das Lüftergehäuse geschlossen werden kann und der gleichzeitig die Lüftermodule in ihrer Lage fixiert. Rastmittel 6 an den einzelnen Lüftermodulen 10 sind so entbehrtlich.

[0012] Zwischen den beiden Reihen 11 und 12 ist eine Trennwand 13 vorgesehen, die gleichzeitig eine Leiterplatte zur Befestigung von Federkontakten bildet. Die Federkontakte sind dafür vorgesehen, mit den Kontaktflächen 5 eingesteckter Lüftermodule 10 eine elektrische Verbindung zu bilden. An den der Leiterplatte 13 gegenüberliegenden Gehäusewandungen sind in einer günstigen Ausführung weitere Federelemente vorgesehen, die eine Kraft auf die Lüftermodule derart ausüben, daß die Kontaktflächen 5 und die entsprechenden Feder- oder Schleifkontakte aufeinandergepreßt werden.

[0013] In jedem der Lüftermodule 10 ist eine Zustands-LED 7 vorgesehen. Außerdem wird über die Kontaktflächen 5 die Information über den Betriebszustand der Lüftermodule 10 an eine auf einem Rechner befindliche Steuerelektronik übertragen. Wenn dort ein Fehler gemeldet wird, kann ein Servicetechniker mit einem Blick auf die installierten Lüftermodule 10 erkennen, welches der Lüftermodule 10 defekt ist. Vorteilhaft ist, daß die gleichen Lüftermodule auf beiden Seiten des Lüftergehäuses 9 eingesetzt werden können, da sie drehsymmetrisch sind.

[0014] Aufgrund der schnellen und einfachen Austauschbarkeit der Lüftermodule 10 kann dies im laufenden Betrieb geschehen, die Lüftermodule 10 sind also "Hot-Plug-fähig". Da die beschriebenen Kontakte sehr platzsparend sind, führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit ihren Vorteilen dennoch nicht zu einer Vergrößerung des Bauvolumens des Lüftergehäuses 9.

[0015] In der Figur 3 ist ein Lüftermodul 20 dargestellt, bei dem die Ausführung von Kontaktflächen 22 im Detail sichtbar ist. Die Kontaktflächen 22, die Anschlüsse für die Spannungsversorgung und zur Signalauswertung bereitstellen, sind in Gruppen von je 2 x 3 Einzelflächen angeordnet und auf einer Leiterplatte 21 angebracht. Auf der Rückseite der Leiterplatte 21 befinden sich, was in der Figur aber nicht erkennbar ist, Steckverbinder zum Anschluß eines Lüftermotors und gegebenenfalls einer Zustandsanzeige an der Leiterplatte und somit den Kontaktflächen. Die Leiterplatte 21 selber ist durch Bleche 23 gehalten, wobei zur Befestigung natürlich auch viele andere Möglichkeiten denkbar sind.

[0016] In der Figur 4 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftermoduls dargestellt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist nicht eine Kontaktflächen tragende Leiterplatte vorgesehen, wobei die Leiterplatte mit Hilfe von Blechen an dem feststehenden Lüfterelement befestigt ist, sondern es ist ein Kontaktstiftclip 42 vorgesehen, der auf das feststehende Lüfterelement 1 aufgesteckt ist. Der Kontaktstiftclip ist in einer bevorzugten Ausführung als Kunststoffspritzteil ausgeführt, wodurch die Herstellung einfach und kostengünstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Abmessungen der Lüftermodule mit aufgesteckten Kontaktstiftclipsen 42 nur geringfügig größer sind als die der Lüftermodule ohne Kontaktstiftclipse.

[0017] Der Kontaktstiftclip trägt angefederte Kontaktstifte 41. Diese Kontaktstifte 41 ermöglichen über einen weiten Toleranzbereich eine sichere elektrische Kontaktierung des Lüftermoduls. Der Federweg der Kontaktstifte 41 ist verhältnismäßig groß, so daß auch bei großen Toleranzen des Lüftergehäuses und erschwerten Betriebsbedingungen (z. B. Vibrationen) eine sichere Kontaktierung sichergestellt ist. Die Kontaktstifte sind auf dem Kontaktstiftclip 42 so angeordnet, daß sie über einen Steckverbinder mit dem Lüftermotor verbunden werden können.

[0018] Durch die Kontaktstiftclipse 42 ist die Montage erfindungsgemäßer Lüftermodule sehr schnell und einfach. Nach dem Herstellen der Steckverbindung zu den Kontaktstiften 41 muß nur noch der Kontaktstiftclip auf das feststehende Lüfterelement 1 aufgesteckt werden.

[0019] In der dargestellten vorteilhaften Ausführung ist der Kontaktstiftclip 42 zusätzlich mit zwei federnden Führungs- und Rastelementen 43 ausgestattet, die rechtwinklig zu einem mittleren Abschnitt des Kontaktklips angeordnet sind und sich damit auf die Seitenflächen des Lüftermoduls erstrecken. Die Führungs- und Rastelemente übernehmen die Führung des Lüftermoduls beim Einführen in ein entsprechendes Lüftergehäuse 44. In der vollständig eingeschobenen Position wird mit Hilfe entsprechender Rastelemente des Lüftergehäuses ein Verrasten ermöglicht, was eben besonders einfach dadurch bewerkstelligt ist, daß die Rastelemente 43 federnd ausgeführt sind.

[0020] Zusätzlich können Maßnahmen vorgesehen werden, um die Verrastung der Kontaktstiftclipse mit der Wandung des Lüftergehäuses 44 wieder zu lösen. Diese sind in Figur 4 aber nicht dargestellt.

[0021] In Figur 5 ist die vollständige Anordnung aus zwei Lüftermodulen gemäß Figur 4 und einen Lüftergehäusen 44 dargestellt. Demnach werden die Lüftermodule 40 so in das Gehäuse 44 eingeschoben, daß sich die angefederten Kontaktstifte auf der Unterseite befinden und im Gehäuse mit entsprechenden Gegenkontaktflächen auf einer Leiterplatte 46 zusammenwirken. Auf der Leiterplatte 46 können dann die entsprechenden Anschlüsse für die Ansteuerung und eventuell Überwachung der Lüftermodule 40 angeordnet werden, wobei hier die Funktionen möglich sind, die bereits anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben worden sind.

[0022] Im Gegensatz zu den Darstellungen von Figur 1 und Figur 2 befinden sich im Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 keine Zustandsanzeigen an den Lüftermodulen 40 selber. Stattdessen sind Zustandsanzeigen auf der Leiterplatte 46 in dem Gehäuse 44 vorgesehen. Da die Leiterplatte 46 von der Oberseite des Gehäuses 44 her nicht eingesehen werden kann, sind die Zustandsanzeigen über Lichtwellenleiter 45 nach oben geführt, so daß an der Oberseite des Gehäuses der Betriebszustand der eingesetzten Lüftermodule 40 abgelesen werden kann.

[0023] An der Seitenwand des Lüftergehäuses 44 sind Anprägungen 47 vorgesehen, die sicherstellen, daß die Lüftermodule 40 in einer ordnungsgemäßen Positionierung in das Gehäuse 44 eingesetzt werden.

Ansprüche

1. Lüftermodul mit

- einem feststehenden Lüfterelements (1) und

- einem drehbar gelagerten beweglichen Lüfterelement (2), das von dem feststehenden Lüfterelement (1) teilweise umschlossen ist, zur Erzeugung eines Luftstromes, wobei das bewegliche Lüfterelement (2) durch einen Elektromotor in Rotation versetzbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
an einer äußeren Seitenfläche (4) des feststehenden Lüfterelementes (1) Kontaktflächen (5; 41) angeordnet sind zur Zuführung einer Betriebsspannung für den Elektromotor.

2. Lüftermodul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem feststehenden Lüfterelement (1) Rastmittel (6; 43) zur Verrastung des Lüftermoduls (10; 40) in einem Lüftergehäuse (9; 44), in das das Lüftermodul (10; 40) eingesetzt ist, vorgesehen sind.

3. Lüftermodul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem feststehenden Lüfterelement Klemmittel zur Befestigung des Lüftermoduls (10) durch Klemmen in einem Lüftergehäuse (9), in das das Lüftermodul (10) eingesetzt ist, vorgesehen sind.

4. Lüftermodul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem feststehenden Lüfterelement (10) eine Funktionsanzeige (7) vorgesehen ist, die die Funktionsfähigkeit des Lüftermoduls (10) anzeigt.

5. Lüftermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen durch angefederte Kontaktstifte (41) gebildet sind.

6. Lüftermodul nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konktstifte (41) durch ein Kontaktclip (42) getragen sind, der auf das feststehende Lüfterelement (1) aufgesteckt ist.

7. Lüftermodul nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktclip (42) ein Kunststoffspritzteil ist und zwei rechtwinklig zu einem mittleren Abschnitt des Kontaktclips angeordnete federnde Rastabschnitte (44) aufweist.

8. Lüftergehäuse zur Aufnahme von Lüftermodulen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Lüftergehäuse (9; 44) Steckplätze für mehrere Lüftermodule (10; 40) vorgesehen sind, wobei Feder- oder Schleifkontakte oder feststehende Kontaktflächen derart angeordnet sind, daß im eingesteckten Zustand der Lüftermodule (10; 40) die Feder- oder Schleifkontakte oder feststehende Kontaktflächen mit den Kontaktfläche (5; 41) der Lüftermodule (10; 40) zusammenwirken.

9. Lüftergehäuse nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
Feder- oder Schleifkontakte für mehrere Lüftermodule (10; 40) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (13; 46) befestigt sind.

10. Lüftergehäuse nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Lüftermodule (10; 40) hintereinander und in mehreren Reihen (11, 12) nebeneinander aufnehmbar sind.

Zeichnung