DE2548655A1

DE2548655A1 - Fluid coolant distributor for electronic modules - has cooled bases contacting sealed substrates by clip on cover and coupled in series

Info

Publication number: DE2548655A1
Application number: DE19752548655
Authority: DE
Inventors: Patrick Edward Lannan; Linn Stephen Lightner; David Charles Thornton
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1975-10-30
Publication date: 1977-05-05

Abstract

A fluid distributor for water-cooled electronic modules is easy and inexpensive to manufacture and can be easily adapted to different modules. A base plate (28) has an inlet and an outlet for the coolant, and it has a recess (58) to receive a substrate (44). Electrical contacts (40) in the base plate touch the contacts in recesses of the substrate. A cover (50) can be clipped over to keep the whole assembly together. A seal (42) in a groove provides a good contact with the substrate. Special self-sealing couplings have been devised, with spring-loaded non-return valves and compressible elastic sealing sleeves, to connect many of such water-cooled modules together.

Description

Fluidverteiler für ein Fluidkühlsystem mit geschlossenem KreislaufFluid distributor for a closed loop fluid cooling system

für elektronische Geräte Die Erfindung bezieht sich aufteth BluidkWhlsystem mit geschlossenem Kreislauf für elektronische Geräte, insbesondere auf Fluidverteiler sowie eine elektrische Verbindervorrichtung in einem bzw. für ein solches System, In der Elektrönikindustrie ist es üblich, bei der Kühlung elektronischer Einrichtungen die natürliche Konvektion und Strahlung auszunutzen, Häufig wird der natürliche Luftstrom über und um die elektronischen Einrichtungen durch Gebläse verstärkt> die zur Erhöhung der Kühlleistung die Luft umwälzen, Bei manchen elektronischen Einrichtungen werden jedoch integriert te Schaltungen mit hoher Packungsdichte verwendet, Integrierte Schaltungen sind üblicherweise auf dünnen Keramiksubstraten gesichert, deren Leiterbahnen sich von der integrierten Schaltung oder dem Chip zu leitenden Anschlußflächen auf gegenüberliegenden Seitenrändern des Substrats erstrecken, Ublicherweise sind die Leiterbahnen der Substrate durch Nehrfachkontaktverbinder mit Außenleitern verbunden, und zur Verwendung mit bekannten Keramiksubstraten sind viele unterschiedliche Verbindertypen entwickelt worden. Zwangsluftkühlsysteme mit Gebläsen bewirken nicht in allen Fällen die erforderliche Kühlung bei integrierten Schaltungen mit hoher Packungsdichte, und die Erfindung bezieht sich auf ein Fluidkühlsystem mit geschlossenem Kreislauf für solche mit hoher Packungsdichte ongeordnete Schaltungen. for electronic devices The invention relates to the Bluid Dial System with closed circuit for electronic devices, in particular on fluid distributors as well as an electrical connector device in or for such a system, It is common in the electronics industry to cool electronic equipment To take advantage of natural convection and radiation, Often the natural one Air flow over and around the electronic equipment is enhanced by fans> which circulate the air to increase the cooling capacity, with some electronic ones Devices are used, however, integrated circuits with a high packing density, Integrated Circuits are usually on thin ceramic substrates secured whose conductor tracks differ from the integrated circuit or the chip to conductive pads on opposite side edges of the substrate Usually, the conductor tracks of the substrates are made by multiple contact connectors connected to outer conductors and for use with known ceramic substrates many different types of connectors have been developed. Forced air cooling systems with Blowers do not always provide the necessary cooling for integrated High density circuits and the invention relates to a fluid cooling system with a closed circuit for circuits with a high packing density.

Ein Fluidverteiler für ein Fluidkilhlsystem mit geschlossenem Kreislauf für elektronische Geräte ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch ein Grundglied mit einem einen Einlaß und einen Auslaß verbindenden Kühlmitteldurchgang, durch eine dem Durchgang benachbart ausgebildete Vertiefung in einer Außenfläche des Grundglieds zur Aufnahme eines Substrats, durch einen im Grundglied gesicherten elektrischen Kontakt mit einer Kontaktfläche, die bei in der Vertiefung angeordnetem Substrat mit einer Anschlußfläche am Substrat elektrischen Kontakt bildet, und durch eine mit dem Grundglied lösbar verriegelbare Abdeckung, die das Substrat in der Vertiefung und in elektrischer Anlage am elektrischen Kontakt hält, Der vorstehend genannte Fluidverteiler ist leicht und kostengünstig herstellbar und in bezug auf unterschiedliche Schaltungskonstruktionen äußerst anpassungsfähig.A fluid manifold for a closed loop fluid cooling system for electronic devices is characterized according to the invention by a base member with a coolant passage connecting an inlet and an outlet a recess formed adjacent the passage in an outer surface of the base member for receiving a substrate, through an electrical one secured in the base member Contact with a contact surface that occurs when the substrate is arranged in the recess forms electrical contact with a pad on the substrate, and by a with the base member releasably lockable cover that holds the substrate in the recess and keeps in electrical contact in electrical system, the above Fluid distributor is easy and inexpensive to manufacture and with respect to different Circuit designs extremely adaptable.

Es ist vorteilhaft, wenn in einem Umlauf-Fluidkühlsystem an jedem Punkt, an dem eine elektrische Verbindung zwischen zusammengehörigen Verbindern vorgesehen ist, eine Kupplung vorhanden ist, die bei einer Trennung der elektrischen Verbinder einen Kühlfluidverlust des Systems verhindert Aus der US-PS 3 673 541 ist eine kombinierte elektrische und Fluid-Verbindervorrichtung bekannt mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Verbinder, die miteinander verbindbar sind und jeweils aufweisen: ein Isoliergehäuse, wenigstens einen in einem Gehäusedurchgang gesicherten elektrischen Kontakt zur elektrischen Verbindung mit dem entsprechenden elektrischen Kontakt des anderen elektrischen Verbinders, und eine Fluidleitung, in der eine Kupplung zum Zusammenwirken mit einer Kupplung im anderen elektrischen Verbinder bei zus ammengefügten Verbindern gesichert ist, so daß Kühlfluid durch die zusammengefügten elektrischen Verbinder strömen kann.It is advantageous if in a circulating fluid cooling system on each Point at which there is an electrical connection between related connectors is provided, a coupling is present, which in the event of a separation of the electrical Connector prevents loss of cooling fluid from the system. U.S. Patent 3,673,541 is a combined electrical and fluid connector device known with one first and second electrical connectors connectable to each other and each comprising: an insulating housing, at least one in a housing passage secured electrical contact for electrical connection with the corresponding electrical contact of the other electrical connector, and a fluid line, in one coupling for interaction with a coupling in the other electrical Connector is secured when connected together connectors, so that cooling fluid through the mated electrical connector can flow.

Diese bekannte Vorrichtung hat die Nachteile, daß bei getrennten elektrischen Verbindern die Kupplungen keine Mittel aufweisen, um einen Austritt von Fluid aus dem System zu verhindern, Ferner sind die Kupplungen, obwohl sie zusammenwirken, nicht identisch ausgeführt, sie sind daher nur mit hohem Kostenaufwand herstellbar und in die Fluidleitungen ihrer jeweiligen elektrischen Verbinder einsetzbar Nach der Erfindung sind die Kupplungen praktisch identisch ausgebildet, wobei jede Kupplung aufweist: einen Hauptteil mit einer Axialbohrung zum Durchströmen von Kühlfluid, ein mit einem Ende des Hauptteils verbundenes Anschlußstück zum Anschluß an eine Leitung, eine am entgegengesetzten Ende des Hauptteils befestigte Dichtung mit einer mit der Bohrung im Hauptteil koaxialen Bohrung, ein Absperrorgan mit einem Ventilteller und einer Ventilspindel, das in der Axialbohrung des Hauptkörpers zwischen einer ersten Stellung, in der der Ventilteller an der Dichtung anliegt und eine Fluidstrnmung durch die Axialbohrung des Hauptteils verhindert, und einer zweiten Stellung, in der der Ventilteller von der Dichtung beabstandet ist, beweglich gesichert ist, und eine Feder zum Vorspannen des Absperrorgans in die erste Stellung, wobei die Ventilepindel sich durch die Bohrung in der Dichtung erstreckt, so daß bei zusammengefügten elektrischen Verbindern die Ventilspindeln der beiden gegenüberliegenden Kupplungen aneinander anliegen und die Absperrorgane gegen die Kraft der Federn in ihre zweiten Stellungen schieben.This known device has the disadvantages that with separate electrical The couplings have no means of preventing fluid from escaping to prevent the system, Furthermore, the clutches, although they work together, not carried out identically, they can therefore only be produced at high cost and insertable into the fluid lines of their respective electrical connectors According to the invention, the clutches are practically identical, each clutch comprises: a main part with an axial bore for the passage of cooling fluid, a fitting connected to one end of the main part for connection to a Conduit, a seal attached to the opposite end of the main body with a with the bore in the main part coaxial bore, a shut-off device with a valve disc and a valve stem in the axial bore of the main body between a first Position in which the valve disk rests against the seal and a fluid flow prevented by the axial bore of the main part, and a second position in that the valve disk is at a distance from the seal, is movably secured, and a spring for biasing the shut-off member in the first position, wherein the Valve stem extends through the bore in the seal so that when mated electrical connectors connect the valve spindles of the two opposing couplings rest against each other and the shut-off elements against the force of the springs in their second Push positions.

Ein Vorteil dieser elektrischen Verbindervorrichtung besteht darin, daß sie zwei identisch ausgebildete zusammenwirkende Kupplungen aufweist, die bei voneinander getrennten elektrischen Verbindern jeden Fluidverlust aus dem Umlauf-Fluidkühlsystem verhindern. Durch erneutes Zusammenfügen der elektrischen Verbinder wird automatisch ein Zusammenwirken der Kupplungen bewirkt, die dann den Durchtritt des Kühlfluids durch die Verbinder gestarten, Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer elektronischen Einrichtung mit einer Fluidkühlvorrichtung mit geschlossenem Kreislauf; Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Fluidverteilers und einer integrierten Schaltung, die einen Teil der Einrichtung nach Fig. 1 bilden; Fig. 3 einen Querschnitt 3-3 nach Fig, 1~ Fig. 4, im Querschnitt Details einer Kupplung in verschiedenen 5 und 6 Phasen zwischen Lösen und Einrasten, die einen Teil der Kühleinrichtung nach Fig. 1 bildet; dabei ist Fig. 6 ein Querschnitt 6-6 nach Fig. 1; Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Fluidverteilers und einer integrierten Schaltung; und Fig. 8 einen Querschnitt durch den Fluidverteiler nach Fig. 7.An advantage of this electrical connector device is that that it has two identically designed cooperating clutches, which at separate electrical connectors for any loss of fluid from the circulating fluid cooling system impede. Reassembling the electrical connector will automatically the clutches interact, which then allow the cooling fluid to pass through started by the connector, the invention will be explained in the following with reference to the drawing explained in more detail. 1 shows an exploded perspective view of an electronic Apparatus having a closed circuit fluid cooling device; Fig. 2 a perspective exploded view of a fluid manifold and an integrated circuit, which form part of the device of Figure 1; 3 shows a cross section 3-3 according to Fig. 1 ~ Fig. 4, in cross section details of a coupling in different 5 and 6 phases between loosening and locking, which are part of the cooling device according to Fig. 1 forms; FIG. 6 is a cross section 6-6 according to FIG. 1; Fig. 7 a exploded perspective view of another embodiment of a fluid manifold and an integrated circuit; and FIG. 8 shows a cross section through the fluid distributor according to FIG. 7.

Nach Fig. 1 hat ein elektronisches Gerät, z, X, ein Teil eines Rechners, zwei voneinander beabstandete parallele Seitenwände 10, 12, eine Vorderplatte 70, eine (nicht gezeigte) Rückplatte und einen zwischen den Seitenwänden verlaufenden Boden 22. Die Seitenwände 10, 12 sind mit Nuten oder Rillen 14, 16 ausgebildet, die mehrere gedruckte teiterplatten 18 aufnehmen. Auf dem Boden 22 sind mehrere Randverbinder 20 gehaltert, deren jeder mit dem Rand einer gedruckten Leiterplatte 18 verbunden ist. An ihrem oberen Rand hat jede Leiterplatte 18 Arretierglieder 24, die die Iieiterplatte 18 in ihrer Lage im entsprechenden Randverbinder 20 sichern, Jede Leiterplatte 18 trägt eine Vielzahl integrierte Schaltungselemente, die durch ein Fluidkühlsystem mit geschlossenem Kreislauf bzw, Umlauf-Fluidkühlsystem gekühlt werden, das Fluidverteiler 26 aufweist, die durch Leitungen 36 untereinander verbunden sind.According to Fig. 1, an electronic device, z, X, part of a computer, two spaced apart parallel side walls 10, 12, a front plate 70, a back plate (not shown) and one extending between the side walls Bottom 22. The side walls 10, 12 are formed with grooves or grooves 14, 16, which accommodate a plurality of printed circuit boards 18. There are several on the floor 22 Edge connector 20 supported, each of which with the edge of a printed circuit board 18 is connected. Each circuit board has 18 locking members at its upper edge 24, which secure the conductor plate 18 in place in the corresponding edge connector 20, Each printed circuit board 18 carries a plurality of integrated circuit elements through a closed-loop fluid cooling system or, circulating fluid cooling system which has fluid manifolds 26 which are connected to one another by lines 36 are.

Der erste und der letzte Verteiler 26 sind über Leitungen 60 bzw.The first and last manifolds 26 are connected via lines 60 and 60, respectively.

62 mit einem auf der Leiterplatte 18 anschließend an den Randverbinder 20 gesicherten Verbinder 64 verbunden, Der Verbinder 64 dient zur elektrischen und fluiddichten Verbindung mit dem Randverbinder 20. Ein Fluid- und Stromverteilerkabel 66 verbindet die einzelnen Verbinder 20 mit einem auf der Vorderplatte 70 angeordneten VerbindungsqL;cd X 5 Verbndungsglied 68 ist gleichermaßen über ein Fluid- und Stromverteilerkabel 72 mit einem Haupt- Fluidkühlsystem verbunden, Nach den Fig. 2 und 3 hat jeder Verteiler 26 ein Grundglied 28 mit einem Durchgang, der einen Einlaß 32 und einen Auslaß 34, die je mit einer Leitung 36 verbindbar sind, an gegenüberliegenden Enden miteinander verbindet. Ein Teil des Durchgangs ist als mittige Strömungskammer 30 ausgebildet, Eine Nut 38 ist im Grundglied 28 ausgebildet, umgibt die Strömungskammer 30 und ist von ihr beabstande, Gegenüberliegende Seitenränder des Grundglieds 28 haben Flansche 56. Die obere Außenfläche des Grundglieds 28 weist eine Vertiefung 58 auf, die der mittigen Strömungskammer 30 benachbart ist und mit ihr in Verbindung steht, und zwei gegenüberliegende Reihen elektrische Kontakte 40 sind mit ihren Kontaktflächen in der Vertiefung 58 gesichert. Die Kontakte 40 durchsetzen das Grundglied 28 (vgl. Fig. 3), Eine Dichtung 42 ist in der Nut 38 aufgenommen und bewirkt Dichtungskontakt zwischen dem Grundglied 28 und der Unterseite eines in der Vertiefung 58 aufgenommenen Substrats 44. Das Substrat 44 weist eine Vielzahl Anschlußkontaktflächen 46 an gegenüberliegenden Seitenrändern auf, wobei jede Anschlußfläche elektrisch mit einem Chip 48 verbunden ist. felde Anschlußfläche 46 liegt elektrisch an einer entsprechenden Kontaktfläche eines elektrischen Kontakts 40 an, wenn das Substrat 44 in der Vertiefung 58 aufgenommen ist.62 with one on the circuit board 18 following the edge connector 20 secured connector 64 connected, the connector 64 is used for electrical and fluid tight connection to edge connector 20. A fluid and power distribution cable 66 connects the individual connectors 20 to one arranged on the front panel 70 Link qL; cd X 5 Link 68 is the same above a fluid and power distribution cable 72 connected to a main fluid cooling system, According to FIGS. 2 and 3, each manifold 26 has a base member 28 with a passage, one inlet 32 and one outlet 34, each of which can be connected to a line 36 are connected to each other at opposite ends. Part of the passage is designed as a central flow chamber 30, a groove 38 is in the base member 28 formed, surrounds the flow chamber 30 and is spaced from it, opposite Side edges of the base member 28 have flanges 56. The top outer surface of the base member 28 has a recess 58 which is adjacent to the central flow chamber 30 is and is in communication with it, and two opposite rows electrical Contacts 40 are secured with their contact surfaces in recess 58. The contacts 40 penetrate the base member 28 (see. Fig. 3), A seal 42 is in the groove 38 and causes sealing contact between the base member 28 and the underside a substrate 44 received in the recess 58. The substrate 44 has a A plurality of terminal pads 46 on opposite side edges, wherein each pad is electrically connected to a chip 48. fields connection surface 46 is electrically connected to a corresponding contact surface of an electrical contact 40 when the substrate 44 is received in the recess 58.

Eine Abdeckung 50 ist lesbar am Grundglied 28 mittels eines ersten und eines zweiten Flanschs 52 bzw, 54, die zueinander parallel und voneinander beabstandet sind, arretiert. Die Flansche 52, 54 umgreifen die Flansche 56 federnd, Die Abdeckung 50 hält das Substrat 44 in der Vertiefung 58 und in elektrischen Kontakt mit den Kontakten 40. Kühlmittel strömt vom Einlaß 32 durch die mittige Strömungskammer 30 zum Auslaß 34 und absorbiert Wärme vom Substrat 44 in der Vertiefung 58.A cover 50 is readable on the base member 28 by means of a first and a second flange 52 and 54, respectively, which are parallel to and spaced from one another are locked. The flanges 52, 54 engage around the flanges 56 resiliently, the cover 50 holds the substrate 44 in the recess 58 and in electrical Contact with contacts 40. Coolant flows from inlet 32 through the central Flow chamber 30 to outlet 34 and absorbs heat from substrate 44 in the recess 58.

An jeder Zwischenverbindungsstelle des Fluidkühlsystems, d, h, zwischen den Verbindern 20 und 64 und in den zusammengehörigen Hälften des Verbindungsglieds 68, weist jede Fluidleitung eine Kupplung 74 auf, die im Detail in Fig. 4-6 im Zusammenhang mit den Verbindern 20 und 64 erläutert ist. Jede Kupplung 74 hat eine Vorrichtung in Form eines Anschlußstücks 76, dessen eines Ende in die zugehörige leitung (nicht gezeigt) eingreift. Das andere Ende des Anschlußstücks 76 ist durch ringförmige Zacken 80 mit einem Hauptteil 78 verbunden, Der Hauptteil 78 hat eine Axialbohrung, die mit einer engen Öffnung 82 an dem dem Anschlußstück 76 gegenüberliegenden Ende in Verbindung steht, Eine elastische Dichtung 84 ist in der engen Öffnung 82 angeordnet und hat im Hauptteil 78 einen Ringflansch 86 sowie außerhalb des Hauptteils einen größeren geformten Kopf 88. Die Dichtung 84 hat ferner eine Axialbohrung 90, die mit der Bohrung im Hauptteil 78 koaxial ist und mit einer flachen konischen Eintrittsöffnung 92 verbunden ist. Im Hauptteil 78 ist ein Absperrorgan 94 angeordnet, dessen mit ihm einstückig ausgeführte Ventilspindel 96 sich von einem Ventilteller 98 erstreckt und die Bohrung 90 durchsetzt, Der Ventilteller 98 ist durch eine Feder 100 gegen den Flansch 86 der Dichtung 84 gespannt. Ein Anschlagglied 102 steht vom Ventilteller 98 entgegengesetzt zur Ventilspindel 96 vor. Dad Ende der Feder gegenüber dem am Ventilteller 98 anliegenden Federende liegt an einem Ende des Anschlußstücks 76 an.At each juncture of the fluid cooling system, i.e., between connectors 20 and 64 and in the mating halves of the link 68, each fluid line has a coupling 74, which is shown in detail in FIGS. 4-6 in connection with connectors 20 and 64 is explained. Each coupling 74 has a device in the form of a connector 76, one end of which into the associated line (not shown) intervenes. The other end of the fitting 76 is annular Prongs 80 connected to a main part 78, the main part 78 has an axial bore, the one with a narrow opening 82 at the end opposite the connector 76 A resilient seal 84 is disposed in the narrow opening 82 and has an annular flange 86 in the main part 78 and one outside the main part larger shaped head 88. The seal 84 also has an axial bore 90 which is coaxial with the bore in the body 78 and has a shallow conical entry opening 92 is connected. In the main part 78 a shut-off device 94 is arranged, with which Valve spindle 96, which is made in one piece, extends from a valve disk 98 and the bore 90 penetrates, the valve disk 98 is opposed by a spring 100 the flange 86 of the seal 84 is tensioned. A stop member 102 stands from the valve disk 98 opposite to the valve spindle 96 before. Dad end of pen opposite to on The spring end resting against the valve disk 98 lies at one end of the connecting piece 76 at.

Die den Verbindern 20 und 64 zugehörigen Kupplungen 74 sind identisch ausge det, Die FrLuppl-ng 74 au, der lirken Seite von Fig. 4-6 ist auf dem Verbinder 64 als von diesem vorstehendes Steckerteil gesichert, während die Kupplung 74 auf der rechten Seite als Buchse in ihrem zugehörigen Verbinder 20 vertieft angeordnet ist. Die gleichen Bedingungen würden auf die zusammen gehörigen Hälften des Verbindungsglieds 68 zutreffen Die Schritte des Zusammenfügens der Kupplungen 74 sind in Fig.The couplings 74 associated with connectors 20 and 64 are identical aus det, The FrLuppl-ng 74 au, the birch side of Fig. 4-6 is secured on the connector 64 as a plug part protruding therefrom, while the coupling 74 on the right as a socket in its associated connector 20 is arranged recessed. The same conditions would apply to those belonging together Halves of link 68 apply The steps of joining the couplings together 74 are shown in Fig.

4-6 veranschaulicht. Fig. 4 zeigt die voneinander getrennte oder völlig gelöste Lage der Kupplungen, In dieser Stellung sind die Ventilteller 98 beider Absperrorgane 94 durch die Federn 100 gegen Flansche 86 der Dichtungen 84 vorgespannt, um eine Fluidströmung durch die Kupplungen zu verhindern, Wenn die Kupplungen zuerst ineinander gefügt werden (val, Fig. 5), liegen die freien Enden der Dichtungen 84 aneinander an und werden gegeneinandergedrückt, wodurch sie einen leckdichten Durchgang durch die miteinander fluchtenden Axialbohrungen 90 bilden, Mit fortgesetzter Relativbewegung der Kupplungen zueinander gelangen die Ventilspindeln 96 in Anlage und beginnen, die Absperrorgane 94 gegen die Vorspannkraft der Federn 100 zu öffnen, so daß eine Fluidströmung durch die Kupplungen erfolgt, Die Anschläge 102 am Ende jedes Absperrorgans 94 beseitigen die Gefahr, daß sich nur ein Absperrglied öffnet, während das andere geschlossen bleibt, Wenn ein Absperrorgan in der Schließstellung festsitzt, stößt das andere Absperrorgan an seinem zugehörigen Anschlußstück 76 an, so daß das steckengebliebene Absperrorgan mit der gesamten die Kupplungen zusammenbringenden Kraft beaufschlagt wird.4-6 illustrates. Fig. 4 shows the separated or completely Loosened position of the clutches, both valve plates 98 are in this position Shut-off elements 94 are prestressed against flanges 86 of seals 84 by springs 100, to prevent fluid flow through the couplings when the couplings first are joined into one another (val, FIG. 5), the free ends of the seals 84 lie against each other and are pressed against each other, creating a leak-tight passage through the aligned axial bores 90, with continued relative movement of the couplings to each other, the valve spindles 96 come into contact and begin to open the shut-off elements 94 against the biasing force of the springs 100, so that a Fluid flow through the couplings occurs, the stops 102 at the end of each shut-off device 94 eliminate the risk that only one shut-off member opens while the other remains closed, if a shut-off element is stuck in the closed position, it strikes the other shut-off device on its associated connection piece 76, so that the stuck Shut-off element applied with the entire force bringing the clutches together will.

Die volle Fluidverbindung zwischen den zusammengefügten Kupplungshälften 74 ist in Fig. 6 gezeigt, Beim Lösen der Kupplungshälften 74 voneinander erfolgt der erläuterte Vorgang in umgekehrter Reihenfolge, Wenn die Absperrorgane 94 durch die Federn 100 geschlossen werden, dehnen sich die Dichtungen 84 aus und verhindern ein unerwünschtes Auslaufen von Fluid aus dem System, Die Verbinder 20, 64 sind lösbar miteinander verbindbar und in der Verbindungsstellung durch (nicht gezeigte) Arretierglieder verriegelt.The full fluid connection between the assembled coupling halves 74 is shown in FIG. 6, when the coupling halves 74 are released from one another the process explained in reverse order when the shut-off devices 94 through the springs 100 are closed, the seals 84 expand and prevent unwanted leakage of fluid from the system, The connectors 20, 64 can be detachably connected to one another and in the connected position by (not locking links (shown) locked.

Jeder Verbinder 20, 64 hat mehrere Durchgänge, in deren jedem ein elektrischer Kontakt (nivht gezeigt) zur elektrischen Anlage an einem damit zusammenwirkenden Kontakt des zugehörigen Verbinders gesichert ist.Each connector 20, 64 has several passages in each of which one electrical contact (not shown) to the electrical system at a cooperating with it Contact of the associated connector is secured.

Fig. 7 und 8 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel des Yerteilers, der als Kaltplatten-Verteiler bezeichnet wird. Dieser Kaltplatten-Verteiler wirkt im wesentlichen ebenso wie der vorher unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläuterte Verteiler, Es kann jedoch manchmal erwünscht sein, das Fluidkühlsystem hermetisch dicht zu machen, so daß einzelne Substrate 44 entfernt werden können, ohne daß die zugehörige Leiterplatte 18 aus dem Gestell genommen zu werden braucht, In solchen Fällen werden Kaltplatten-Verteiler nach Fig. 7 und 8 verwendet.7 and 8 show another embodiment of the divider, referred to as the cold plate manifold. This cold plate distributor works essentially the same as that previously explained with reference to FIGS Manifold, however, it may sometimes be desirable to make the fluid cooling system hermetically sealed to make tight, so that individual substrates 44 can be removed without the associated circuit board 18 needs to be taken from the rack, In such Cold plate manifolds according to FIGS. 7 and 8 are used.

Das Verteilergrundglied 104 gleicht dem Grundglied 28 insofern, als es eine mit einem Einlaß 108 und einem Auslaß 110 verbundene mittige Strömungskammer 106 aufweist. Anstelle einer die Kammer umgebenden Nut 38 ist jedoch eine um die Oberkante der Kammer verlaufende Stufe 112 vorgesehen. Eine Kaltplatte 114 ist mit ihrem Umfangsrand in der Stufe 112 fluiddicht gesichert, so daß die mittige Kammer dauernd geschlossen ist. Die Kaltplatte 114 kann aus irgendeinem fluiddichten Werkstoff, z. B. einem Elastomeren, einer dünnen Metallschicht oder aluminiumgefülltem Gummi, bestehen und ist durch Ultraschallschweißen oder mit Hilfe tblicher Klebemittel fluiddicht in der Stufe gesichert.The distributor base member 104 is similar to the base member 28 in that it has a central flow chamber connected to an inlet 108 and an outlet 110 106 has. Instead of a groove 38 surrounding the chamber, however, one is around the Upper edge of the chamber extending step 112 is provided. A cold plate 114 is with their peripheral edge secured fluid-tight in the step 112, so that the central chamber is permanently closed. The cold plate 114 can be made of any fluid-tight material, z. B. an elastomer, a thin metal layer or aluminum-filled rubber, consist and is made by ultrasonic welding or with the help of common adhesives secured fluid-tight in the step.

Die Kaltplatte 114 bedeckt effektiv eine Seite der Kammer 106 und bildet einen Boden der das Substrat 44 aufnehmenden Vertiefung. Der Kaltplatten-Verteiler weist ebenfalls entlang gegenüberliegenden Seiten gesicherte Kontakte 116 auf und hat Schultern 118, 120 zur Aufnahme von Flanschen 122, 124 einer Abdeckung 126.The cold plate 114 effectively covers one side of the chamber 106 and forms a bottom of the recess receiving the substrate 44. The cold plate distributor also has secured contacts 116 along opposite sides and has shoulders 118, 120 for receiving flanges 122, 124 of a cover 126.

Das Kältemittel wird durch die Kammer des Kaltplatten-Verteilers gefordert. Das Substrat 44 liegt an der Kaltplatte 114 an, und wärme wird vom Substrat über die Kaltplatte zum Kältemittel übertragen.The refrigerant is drawn through the chamber of the cold plate distributor. The substrate 44 rests against the cold plate 114, and heat is transferred from the substrate transfer the cold plate to the refrigerant.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims

Patentans#ru"che 9 Bluidverteiler für ein Fluidkiliilsystem mit geschlossenem Kreislauf für elektronische Geräte, gekennzeichnet durch ein Grundglied (28) mit einem einen einlaß (32) und einen Auslaß (34) verbindenden Kühlmitteldurchgang, eine dem Durchgang benachbart ausgebildete Vertiefung (58) in einer Außenfläche des Grundglieds (28) zur Aufnahme eines Substrats (44), einen im Grundglied (28) gesicherten elektrischen Kontakt (40) mit einer Kontaktfläche, die bei in der Vertiefung (58) angeordnetem Substrat (44) mit einer Anschlußfläche (46) am Substrat (44) elektrischen Kontakt bildet, und eine mit dem Grundglied (28) ldsbar verriegelbare Abdeckung (50), die das Substrat (44) in der Vertiefung (58) und in elektrischer Anlage am elektrischen Kontakt 640) hält. Patent application 9 Bluid distributor for a fluid drainage system with a closed Circuit for electronic devices, characterized by a base member (28) with a coolant passage connecting an inlet (32) and an outlet (34), a recess (58) formed adjacent the passage in an outer surface of the base member (28) for receiving a substrate (44), one in the base member (28) secured electrical contact (40) with a contact surface in the recess (58) arranged substrate (44) with a connection surface (46) on the substrate (44) electrical Forms contact, and a with the base member (28) ldsbar lockable cover (50), which the substrate (44) in the recess (58) and in electrical system on electrical contact 640).

2, Yluidverteiler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Abschnitt des Durchgangs als mittige Kammer (30) ausgebildet ist, deren eine Seite mit der Vertiefung (58) in Verbindung steht, und daß in einer die Kammer (30) umgebenden Nut (38) eine Dichtung (42) zum dichten Kontakt mit dem in der Vertiefung (58) angeordneten Substrat (44) vorgesehen ist. 2, fluid distributor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that a section of the passage is designed as a central chamber (30) is, one side of which is in communication with the recess (58), and that in one the chamber (30) surrounding groove (38) a seal (42) for tight contact with the in the recess (58) arranged substrate (44) is provided.

3. Fluidverteiler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Abschnitt des Durchgangs als mittige Kammer (106) ausgebildet ist, und daß eine Platte (114) eine Seite der Kammer (106) bedeckt und einen Boden der Vertiefung bildet, 3. Fluid distributor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that a portion of the passage is designed as a central chamber (106) and that a plate (114) covers one side of the chamber (106) and a bottom the deepening forms,

4. Elektrische Verbindervorrichtung für ein Fluidkühlsystem mit geschlossenem KI ~ islauf für elektronische Geräte, mit einem ersten und einem z-veiten elektrischen Verbinder, die miteinander verbindbar sind und jeweils aufweisen: ein Isoliergehäuse, wenigstens einen in einem Gehäusedurchgang gesicherten elektrischen Kontakt zur elektrischen Verbindung mit dem entsprechenden elektrischen Kontakt des anderen elektrischen Verbinders, und eine Fluidleitung, in der eine Kupplung zum Zusammenwirken mit einer Kupplung im anderen elektrischen Verbinder bei zusammengefügten Verbindern gesichert ist, so daß Kühlfluid durch die zusammengefügten elektrischen Verbinder strömen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (74) praktisch identisch ausgebildet sind, wobei jede Kupplung (74) aufweist: einen Hauptteil (78) mit einer Axialbohrung zum Durchströmen von Kühlfluid, ein mit einem Ende des Hauptteils (78) verbundenes Anschlußstück (76) zum Anschluß an eine Leitung, eine am entgegengesetzten Ende des Hauptteils (78) befestigte Dichtung (84) mit einer mit der Bohrung im Hauptteil (78) koaxialen Bohrung (90), ein Absperrorgan (94) mit einem Ventilteller (98) und einer Ventilspindel (96), das in der Axialbohrung des Hauptkörpers (78) zwischen einer ersten Stellung, in der der Ventilteller (98) an der Dichtung (84) anliegt und eine Fluidströmung durch die Axialbohrung des Hauptteils (78) verhindert, und einer zweiten Stellung, in der der Ventilteller (98) von der Dichtung (84) beabstandet ist, beweglich gesichert ist, und eine Feder (ion) zum Vorspannen des Absperrorgans (94) in die erste Stellung, wobei die Ventilspindel (96) sich durch die Bohrung (90) in der Dichtung (84) erstreckt, so daß bei zusammengefügten elektrischen Verbindern (20, 64) die Ventilspindeln (96) der beiden gegenüberliegenden Kupplungen (74) aneinander anliegen und die Absperr organe (94) gegen die Kraft der Federn (ion) in ihre zweiten Stellungen schieben.4. Electrical connector device for a Closed circuit fluid cooling system for electronic devices, with a first and a z-way electrical connector which can be connected to one another and each comprising: an insulating housing, at least one in a housing passage secured electrical contact for electrical connection with the corresponding electrical contact of the other electrical connector, and a fluid line, in one coupling for interaction with a coupling in the other electrical Connector is secured with mated connectors, so that cooling fluid through the mated electrical connector can flow, characterized in that that the couplings (74) are practically identical, each coupling (74) has: a main part (78) with an axial bore for the flow through Cooling fluid, a connector (76) connected to one end of the main body (78) for connection to a line, one at the opposite end of the main body (78) attached seal (84) having a bore coaxial with the bore in the main part (78) (90), a shut-off element (94) with a valve disk (98) and a valve spindle (96), which in the axial bore of the main body (78) between a first position, in which the valve disk (98) rests against the seal (84) and a fluid flow prevented by the axial bore of the main part (78), and a second position, in which the valve disk (98) is spaced apart from the seal (84), movably secured is, and a spring (ion) for biasing the shut-off element (94) in the first position, wherein the valve stem (96) extends through the bore (90) in the seal (84), so that when the electrical connectors (20, 64) are assembled, the valve spindles (96) of the two opposing couplings (74) rest against one another and the shut-off Push the organs (94) into their second positions against the force of the springs (ion).

SFluidkühlsystem mit geschlossenem Kreislauf für elektronische Geräte, gekennzeichnet durch eine Reihe von Fluidverteilern (26) nach einem der Ansprüche 1-3, die auf einer gedruckten teiterplatte (18) gesichert und durch Leitungen (36) untereinander verbunden sind, wobei der erste und der letzte Verteiler (26) der Reihe je über eine Leitung (60, 62) mit einem elektrischen Verbindungsglied (64) verbunden sind, das die Leiterpiatte (18) mit einem Randverbinder (20) verbindet, und die Verbinder (64, 20) lesbar miteinander verbindbar sind und je aufweisen: ein Isoliergehäuse, wenigstens einen in einem Gehäusedurchgang gesicherten elektrischen Kontakt zur elektrischen Anlage am entsprechenden elektrischen Kontakt des anderen Verbinders, und eine Durchgangsleitung, in der eine Kupplung (74) zum anliegenden Zusammenwirken mit einer im wesentlichen identisch ausgebildeten Kupplung (74) im anderen elektrischen Verbinder vorgesehen ist, wenn die Verbinder (64, 20) zusammengefügt sind, so daß Kühlfluid durch die zusammengefügten Verbinder (64, 20) strömt.Closed circuit fluid cooling system for electronic devices, characterized by a series of fluid manifolds (26) according to any one of the claims 1-3, which are secured on a printed circuit board (18) and secured by leads (36) are interconnected, the first and the last distributor (26) of the Row each via a line (60, 62) with an electrical connector (64) are connected, which connects the printed circuit board (18) with an edge connector (20), and the connectors (64, 20) are legibly connectable to one another and each have: an insulating housing, at least one electrical one secured in a housing passage Contact to the electrical system at the corresponding electrical contact of the other Connector, and a through line in which a coupling (74) to the adjacent Cooperation with an essentially identically designed coupling (74) in the Another electrical connector is provided when the connectors (64, 20) are mated so that cooling fluid flows through the mated connectors (64, 20).