用于容納電子插板的機架的制作方法
【專利摘要】一種用于容納電子插板的機架（1），包括：在前側的板籠（4）；在后側上的板籠（5）；至少一個豎直背板(6)，其布置于前側上的板籠（4）與后側上的板籠（5）之間。機架（1）還包括安裝空間（8），其設置于板籠(4,5)下方或上方并且風扇模塊(10,14)可從前側（2）水平地插入于安裝空間（8）內。帶有電子單元（20）的電源模塊（19）向背板（6）供電。用于風扇模塊（10,14）的安裝空間（8）持續地延伸直到后側上的板籠（5）的區域。電源模塊（19）的電子單元（20）布置于機架（1）的后側（3）區域中在后側上的板籠（5）下方或上方并且限定朝向后方的安裝空間（8）。電子單元（19）由多個剛性電導體（21）連接到背板（6），其中導體（21）在后側上的板籠（4）與用于風扇模塊（10,14）的安裝空間（8）之間彼此平行并且離一定距離水平延伸。
【專利說明】用于容納電子插板的機架
【技術領域】
[0001] 本發明有關于一種用于容納電子插板的機架，具有：在前側上的板籠；在后側上 的板籠；至少一個堅直背板，其布置于前側上的板籠與后側上的所述板籠之間；安裝空間， 其設置于前側上的板籠下方并且至少一個風扇模塊可以從前側水平地插入于該安裝空間 內；以及，具有電子單元的電源模塊，其向背板供電。
【背景技術】
[0002] 這樣的機架例如用于電信行業的模塊化計算機系統中。在此情況下，在后側上的 板籠被實現為比在前側上的板籠顯著更短。個別插板插入于在兩個板籠之間布置的背板 內。機架封閉在前側上的板籠和在后側上的板籠，以及位于下方、用于風扇的安裝空間。
[0003] 由于板籠的不同大小，在后側上的板籠可僅容納比前側上的板籠顯著更短的插 板。因此，較小插板的功率需求也低于較大插板的功率需求。
[0004] 背板的、和連接到背板的插板的電源利用特殊電源模塊實現。這種電源模塊連接 到主背板并且通常位于在后側上的板籠下方。其常常占據在后側上的板籠下方的整個空間 或者至少此空間的較大部分。
[0005] 電風扇布置于前側上的板籠的下方或上方以便在操作期間冷卻插板。這些風扇生 成在前側上的插板周圍流動的空氣流。開口常常設置于背板中以便也冷卻在后側上的板籠 中的插板。冷卻空氣通過這些開口且流動到后板籠內，經過電源模塊。到達后側上的板籠 中的插板的空氣流因此比在前側上的籠中顯著更弱。
[0006] 模塊化計算機系統的新標準，例如高級TCA擴展限定了具有機架的模塊化構造系 統，在后側上的其板籠與在前側上的其板籠具有相同大小。迄今為止，僅安裝于前側上的板 籠中的插板也應以相同大小用于后側上的板籠中。這增加在后側上的插板的功率需求高達 500瓦。后插板的冷卻需求相應地增加。利用現有冷卻構思，不再能確保在后側上的板籠所 需的冷卻。
[0007] 鑒于上文所描述的問題，本發明的目的在于提供一種改進的機架，其滿足了新標 準的要求并且能充分地冷卻兩個板籠的插板。
【發明內容】
[0008] 利用具有權利要求1的特點、用來容納電子插板的機架來實現本發明的目的。
[0009] 根據本發明，用于風扇模塊的安裝空間持續地延伸直到后側上的板籠的區域，其 中安裝空間可被選擇性地布置于板籠下方或上方。以此方式，能將風扇模塊插入于機架 內前側上使得其分別在前側上的板籠下方或上方延伸，以及在后側上的板籠下方或上方延 伸。風扇模塊的電風扇可從周圍環境吸入空氣并且傳送("推送")這些空氣通過板籠或者從 板籠抽吸("拉吸"）經加熱的排氣。
[0010] 電源模塊的電子單元布置于后側上的板籠下方或上方，在機架后側的區域中并且 限定朝向后方的安裝空間。電子單元優選地從后側插入于機架內并且也只可從機架后側接 近。電子單元因此可常規地以線電壓供電。在有缺陷的情況下，電子單元可容易地并且快 速地交換。
[0011] 電子單元由多個剛性電導體連接到背板，其中導體在后側上的板籠與用于風扇模 塊的安裝空間之間彼此平行并且相距一定距離而水平地延伸。生成用來冷卻在后側上的板 籠中的插板的冷卻空氣流的風扇模塊也定位于安裝空間中。冷卻空氣通過在電導體之間的 空隙流入到后側上的板籠中的插板。電源模塊的平行并且間隔開的電導體也生成很小的流 動阻力。因此冷卻空氣能流入到后側上的板籠內，或者當使用進氣風扇時，以幾乎暢通的方 式從板籠出來并進入安裝空間內。
[0012] 電導體優選地包括分別具有矩形截面的多個母線（buscar)。可以借助于這樣的母 線向背板供應很高電流。母線的矩形截面分別具有兩個相對著的長側和兩個短側。由于截 面的長側基本上堅直地延伸，使母線的流動阻力最小。電導體也可以包括其它導體，諸如， 信號導體。信號導體優選地被實現為呈薄印刷板或扁平導體的形式，其也堅直對準以便盡 可能少地阻擋冷卻空氣流。
[0013] 根據本發明的另一可選特點，母線的長側可形成用于冷卻空氣的空氣擋板。因此， 流過母線的冷卻空氣可以借助于空氣擋板被有目的地引導。以此方式，可減少空氣湍流使 得均勻的冷卻空氣流經過插板流動。這再次改進了插板的冷卻。
[0014] 有利地實現具有L形截面的電源模塊，其中電子單元形成短L形分支并且母線形 成長L形分支。由于L形截面，緊湊的電子單元可布置于機架后側上，而窄母線在后側上的 板籠與用于風扇模塊的安裝空間之間水平地延伸。母線橋接著在電子單元與背板之間的距 離。
[0015] 母線優選地由矩形U形底盤包圍，其中U形分支平行于母線延伸并且U形橫檔 (crosspiece)橫向于背板并且平行于背板延伸。例如，U形底盤包括彼此平行布置并且由 U形橫檔彼此連接的兩個U形分支。U形橫檔橫向于兩個U形分支延伸。借助于U形底盤 來使母線機械地穩定。例如，U形底盤連接到電子單元并且母線固定于U形底盤上。U形底 盤，電流導體和電子單元形成穩定的防扭單元。可能作用于電源模塊上的力主要由U形底 盤吸收使得母線受到保護避免破壞性力效果。以此方式，防止損壞母線，特別是在將電源模 塊插入于機架內期間。
[0016] 如果形成U形橫檔的底盤的部段攜載有插塞型連接器用于產生與背板的連接，則 將是有利的。這些插塞型連接器優選地布置于電源模塊的插入方向，電源模塊沿著該方向 插入于機架內。以此方式，電源模塊可以容易地連接到背板。為此目的，電源模塊從機架 后側在背板的方向上插入于機架內，其中插塞型連接器在背板上的相對應的配合件上被推 動。
[0017] 安裝空間有利地具有堅直地一個位于另一個頂部上的兩個安裝層次，其中第一安 裝層次能容納延伸直到后側上的板籠的區域的第一風扇模塊，并且第二安裝層次能容納僅 延伸直到前側上的板籠的端部的第二風扇模塊。較短的第二安裝層次直接鄰接著在前側上 的板籠。
[0018] 特別地冷卻在后側上的板籠中的插板的風扇優選地布置于第一安裝層次上。主要 向前側上的板籠中的插板供應冷卻空氣的其它風扇可以布置于第二安裝層次上。因此，可 以確保兩個板籠的充分和均勻的冷卻。而且，兩個板籠的冷卻可以彼此獨立地發生。用于 第一安裝層次和第二安裝層次的風扇模塊可單獨地實現或者實現為呈可插入于前側上安 裝空間內的組合組件的形式。不言而喻，安裝空間有利地配備用于滑入風扇模塊的側向引 導件。
[0019] 根據本發明的另一可選的特點，背板可以利用一端突伸到安裝空間內特定距離并 且因此限定朝向后方的相鄰第二安裝層次。例如，用于風扇模塊的止擋件可以借助于突伸 部段實現于第二安裝層次上。還將會可設想到在突伸到安裝空間內的背板的部段上設置電 源端子，利用電源端子向風扇模塊供電。
[0020] 在一特別優選的實施例中，背板在其后側上攜載有特殊插塞型連接器，用于在其 突伸到安裝空間內的端部區域中連接到電源模塊。在此情況下，優選地，電源模塊的電導體 分別在后側上的板籠下方或上方在安裝空間的第二安裝層次的高度處延伸。如果背板因此 以插塞型連接器突伸到安裝空間內特定距離，電源模塊可易于通過水平插入于機架內而連 接到背板上。在此情況下，在背板上的插塞型連接器被布置成使得它們參考電源模塊的插 入方向對應于在電源模塊的U形底盤上的插塞型連接器。
[0021] 本發明的另一方面有關于一種用于安裝到本發明的機架內的特殊電源模塊，其中 所述電源模塊包括電子單元和電導體，電子單元生成用于背板的供電電壓，電導體將電子 單元連接到背板。根據本發明，電導體包括母線，母線具有矩形截面，分別具有相對的長側 和短側。母線基本上彼此平行地布置并且沿著長側彼此間隔開。母線的長側形成空氣擋板。 母線的平行和間隔開的布置導致最大可能的空隙，冷卻空氣可通過該空隙自由流動。具有 其矩形截面的母線特別地生成很少的空氣阻力。而且，通過空隙流動的空氣可借助于空氣 擋板被有目的被引導使得能減少在經過的空氣流中的湍流。
[0022] 電源模塊優選地被實現為具有L形截面，其中電子單元形成短L形分支并且母線 形成長L形分支。L形截面使得能將電子單元布置于本發明機架的后側上而母線在背板的 方向上延伸，背板布置于機架中的中央并且將電子單元連接到背板。
[0023] 根據本發明的另一可選的特點，母線可由U形底盤包圍，其中U形分支平行于母線 延伸并且U形橫檔橫向于母線延伸。U形底盤連接到電子單元，其加強電源模塊的區域，母 線位于電源模塊的該區域中。U形底盤使得能傳輸機械負荷并且因此防止破壞性力作用于 母線上。例如，U形分支直接連接到電子單元。U形橫檔位于背向電子單元的U形底盤的側 部上。
[0024] 如果形成U形橫檔的底盤的部段攜載有插塞型電的連接器用于產生與背板的電 連接，則是有利的。電源模塊可容易地借助于這些插塞型連接器連接到相對應的背板。插 塞型連接器優選地沿著長L形分支的縱向方向（S卩，將電源模塊插入于機架內的方向)布置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 在下文中參考附圖描述本發明的示例性實施例，在這些附圖中： 圖1示出了呈簡化堅直截面形式的具有電源模塊的機架；以及 圖2示出了呈透視圖形式的圖1的電源模塊。
[0026] 附圖標記列表 1機架 2前側 3后側 4在前側上的板籠 5在后側上的板籠 6第一背板 7第二背板 8安裝空間 9下安裝層次 10第一風扇模塊 11風扇 12方向箭頭 13上安裝層次 14第二風扇模塊 15方向箭頭 16下端(背板） 17后側 18插塞型連接器(背板） 19電源模塊 20電子單元（電源模塊） 21電導體 22母線 23信號導體 24長側 25短側 26空氣擋板 27第一印刷板 28第二印刷板 29 U形底盤 30 U形分支 31 U形橫檔 32插塞型連接器 33短L形分支 34長L形分支。
【具體實施方式】
[0027] 圖1示出了機架1，機架1具有前側2和后側3并且用于容納電子插板。機架1包 括在前側上的板籠4和在后側上的板籠5。第一背板，以及平行于第一背板延伸、用于后板 籠5的第二背板7堅直地布置于在前側上的板籠4與在后側上的板籠5之間。
[0028] 安裝空間8布置于兩個板籠4、5下方。安裝空間8從機架1的前側2持續地延伸 直到后側上的板籠5區域。
[0029] 安裝空間8具有第一下安裝層次9,第一風扇模塊10定位于第一下安裝層次9上。 第一風扇模塊10在水平方向上延伸直到后側上的板籠5區域。其包括風扇11，風扇11在 機架1的前側2的區域中吸入空氣并且將這些空氣沿著方向箭頭12在后側上的板籠5的 方向上傳送。
[0030] 安裝空間8還包括第二上安裝層次13,第二風扇模塊14布置于第二上安裝層次 13上。第二風扇模塊14更短并且僅延伸直到前側上的板籠4的端部，其包括風扇11。借 助于第二風扇模塊14的風扇11從機架1的前側2吸入空氣并且沿著方向箭頭15在前側 上的板籠4的方向上傳送。
[0031] 不言而喻，風扇模塊10的風扇也可吸入在相反方向，即從后側上的插板向風扇模 塊10流動的空氣。在此情況下，被加熱的冷卻空氣從板籠4、5流入到布置于板籠4、5上方 的(未圖示）的排氣空間內。也將會可設想到推拉風扇的組合。
[0032] 不言而喻第一風扇模塊10和第二風扇模塊14可以實現為插入于前側上的機架1 內側一個組件的形式。安裝空間8具備側向引導件，風扇模塊10、14在側向引導件上滑動。
[0033] 第一背板6以其下端16突伸到安裝空間8內特定距離。以此方式，第一背板6限 定了在機架1的后側3的方向上的上安裝層次13。第一背板6的下端16機械地并且電連 接到第二風扇模塊14。以此方式，風扇模塊14以及風扇模塊10被供電。
[0034] 在其后側17上，背板6在下端16區域中具備特殊插塞型連接器18。背板6利用 這些插塞型連接器18連接到電源模塊19,電源模塊19向兩個背板6、7供電。
[0035] 電源模塊19包括緊湊型電子單元20,緊湊型電子單元20布置于機架1后側3的 區域中在后側上的板籠5下方。電子單元20限定朝向后方，即在機架1后側3上的方向上 的安裝空間8。
[0036] 電子單元20由多個剛性電導體21連接到背板6。電導體21在第一風扇模塊10 與后側上的板籠5之間水平地延伸。
[0037] 根據圖2,電導體21彼此平行地并且相距一定距離布置。電導體21包括電流導 體，電流導體被實現為呈母線22和至少一個信號導體23的形式。母線22具有矩形截面， 具有相對的長側24和短側25。矩形截面的長側24基本上堅直地延伸。
[0038] 母線22的長側24形成空氣擋板26。這些空氣擋板26在后側上的直接相鄰的板 籠5 (圖1)的方向上在個別母線22之間堅直地傳送由風扇11 (圖1)生成的冷卻空氣流。
[0039] 母線22從形成電子單元20的部分的第一印刷板27延伸到第二印刷板28。它們 由矩形U形底盤29包圍。U形底盤29具有平行于母線22延伸的U形分支30。U形底盤 29還包括U形橫檔31，U形橫檔31將兩個U形分支30連接到彼此并且橫向于U形分支布 置。U形橫檔31平行于第一背板6 (圖1)延伸。在U形橫檔的區域中，U形底盤29具備插 塞型連接器32,利用插塞型連接器32可以產生在電源模塊19與第一背板6 (圖1)之間的 連接。
[0040] 電源模塊19被實現為具有L形截面并且具有短L形分支33和長L形分支34。電 子單元22形成短L形分支而母線22形成長L形分支34。
【權利要求】
1. 一種根據ATCA擴展標準用于容納例如計算機系統的電子插板的機架，具有 在前側上的板籠（4); 在后側上的板籠（5); 至少一個堅直背板（6, 7)，其布置于所述前側上的所述板籠（4)與所述后側上的所述 板籠（5)之間， 安裝空間（8)，其設置于所述前側上的所述板籠（4)下方或上方并且至少一個風扇模 塊（10)可以從所述前側（2)水平地插入于所述安裝空間（8)內；以及 電源模塊（19)，其具有向所述背板（6, 7)供電的電子單元（20)， 其特征在于 用于所述風扇模塊（10)的所述安裝空間（8)持續地延伸直到所述后側上的所述板籠 (5)的區域， 所述電源模塊（19)的所述電子單元（20)布置于所述機架（1)的所述后側（3)的區域 中在所述后側上的所述板籠（5)下方或上方并且限定朝向后方的所述安裝空間（8);以及 所述電子單元（20)由多個剛性電導體（21)連接到所述背板（6)，其中所述導體（21)在 所述后側上的所述板籠（5)與用于所述風扇模塊（10)的所述安裝空間（8)之間彼此平行并 且相距一定距離而水平地延伸。
2. 根據權利要求1所述的機架，其特征在于，所述電導體（21)包括分別具有矩形截面 的多個母線（22 )，其中所述截面的長側（24 )基本上堅直地延伸。
3. 根據權利要求2所述的機架，其特征在于，所述母線（22)的所述長側（22)形成用于 冷卻空氣的空氣擋板（26 )。
4. 根據權利要求2或3所述的機架，其特征在于，所述電源模塊（19)實現為具有L形截 面，其中所述電子單元（20)形成短L形分支（33)并且所述母線（22)形成長L形分支（32)。
5. 根據權利要求4所述的機架，其特征在于，所述母線（22)由矩形U形底盤（29)包 圍，其中所述U形分支（30 )平行于所述母線（22 )延伸并且所述U形橫檔（31)橫向于所述 母線、并且平行于所述背板（6, 7)布置。
6. 根據權利要求5所述的機架，其特征在于，形成所述U形橫檔（31)的所述底盤（29) 的部段攜載有插塞型連接器（32 )，用于產生與所述背板（6 )的連接。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的機架，其特征在于，所述安裝空間（8)具有一個 位于另一個頂部上的兩個安裝層次（9, 13)，其中所述第一安裝層次（9)能容納第一風扇模 塊（10)，所述第一風扇模塊（10)延伸直到所述后側上的所述板籠（5)的區域，并且所述第 二安裝層次（13)可以容納僅延伸直到所述前側上的所述板籠（4)的端部的第二風扇模塊 (14)。
8. 根據權利要求7所述的機架，其特征在于，所述背板（6)以一端（16)突伸到所述安 裝空間（8)內并且因此限定朝向后方的第二安裝層次（13)。
9. 根據權利要求8所述的機架，其特征在于，所述背板（6)在其后側（17)上攜載有插 塞型連接器，用于在其突伸到所述安裝空間（8)內的端部（16)的區域中連接所述電源模塊 (19)。
10. 根據前述權利要求中任一項所述用于安裝到機架（1)內的電源模塊，包括： 電子單元（20)，其生成用于所述背板（6, 7)的供電電壓；以及 電導體（21)，其將所述電子單元（20)連接到所述背板（6)， 其中所述電導體（21)包括母線（22)，所述母線（22)具有矩形截面，分別具有相對著的 長側（24)和短側（25)， 其中所述母線（22)基本上彼此平行地布置并且沿著所述長側（24)彼此間隔開；以及 其中所述母線（22)的所述長側（22)形成用于冷卻空氣的空氣擋板（26)， 其特征在于 所述電源模塊（19)實現為具有L形截面，其中所述電子單元（20)形成短L形分支（32) 并且所述母線（22 )形成長L形分支（34 )。
11. 根據權利要求10所述的電源模塊，其特征在于，所述母線（22)由U形底盤（29)包 圍，其中所述U形分支（30)平行于所述母線（22)延伸并且所述U形橫檔（31)橫向于所述 母線（22)延伸。
12. 根據權利要求11所述的電源模塊，其特征在于，形成所述U形橫檔（31)的所述底 盤（29)的部段攜載有插塞型連接器（32)，用于產生與所述背板（6)的連接。
【文檔編號】H05K7/18GK104105377SQ201410144325
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2013年4月12日
【發明者】D.曼, O.基斯特納 申請人:施羅夫有限責任公司