专利名称：用于液体冷却机架的改进启动机构的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及安装机构，并且具体地涉及在两个热交换装置之间形成热接口的安装机构。
背景技术：
在电子器件冷却领域，具有高热耗散的高性能集成电路的冷却存在显著的挑战。用安装有导热管和风扇的散热器的常规传统冷却不足以冷却瓦数要求不断增加的芯片。由于每单位体积能够获得更高的处理器性能，所以正以更大数目使用诸如刀片式服务器和机架式服务器的电子服务器。然而，集成电路的高密度也导致高的热密度，这超出常规空冷方法的能力。冷却电子服务器上的集成电路的特定问题是多个电子服务器一般安装在服务器底板内的近距离内。在这种配置中，电子服务器被分离开有限的空间量，由此减少了提供足够冷却方案的尺寸。通常，大量电子服务器不为每个电子服务器都提供大风扇和散热器的安装。通常，单个服务器底板内的电子服务器堆栈是用一个或更多风扇、一个或更多散热器、或者两者组合的方式冷却的。使用这种配置，每个电子服务器上的集成电路都是使用散热器和在散热器上方吹空气的大型风扇冷却的，或者简单地通过直接在电子服务器上方吹空气冷却。然而，考虑到围绕服务器底板内的堆栈的电子服务器的空闲空间有限，可用于冷却集成电路的空气的量有限。由于数据中心继续增加其计算机密度，所以电子服务器正在更频繁地使用。完全安装(populate)的电子服务器显著地增加机架的发热。这需要超出计算机机房空调(CRAC)单元能够提供的补充冷却。补充冷却系统可包括基于流体的冷却系统，该系统以服务器机架水平实施，并且被分配给服务器机架内安装的每个电子服务器。在一些应用中，补充冷却系统将冷却液分配给服务器机架内的每个停靠站，其中每个停靠站都配置为接收电子服务器。分配给每个停靠站的冷却液都被分配给所接收的电子服务器内包括的分立的基于流体的冷却系统，或者分配给作为每个停靠站的一部分的分立的基于流体的冷却系统，其中分立的基于流体的冷却系统热耦合到所接收电子服务器。服务器机架的关键要求是换入和换出电子服务器的能力。同样地，需要有效地连接和断开每个电子服务器和相应停靠站的基于流体的冷却系统。Lipp等人的美国专利号8，000, 103针对这样的系统，该系统具有柔性冷却台和安装机构，其中安装机构用于将柔性冷却台热耦合至在服务器机架的停靠站中安装的电子模块的顶盖。两个凸轮的旋转引起耦合至柔性冷却台的薄钢板上的力，产生到柔性冷却台的平移运动。钢板的末端形成U形弯头，其内放置凸轮。抵靠每个U形弯头的一侧放置圆钢延长部，该侧向内面向钢板的平坦部分。每个延长部都沿着U形弯头的整个长度延伸钢板的长度，并且当凸轮向U形弯头施加力时该延长部用作枢轴点。当凸轮旋转时，向每个U形弯头的表面都施加法向力，这引起钢板中的弯曲形变。该弯曲产生相反的力，所述相反的力由U形弯头的接触表面施加在凸轮上。在接触点发生磨擦。因为从凸轮的偏移引起的位移增大了抵靠钢板的力，所以该磨擦增大。扭矩可以是150英寸磅或更多。凸轮可以被润滑，但是该磨擦可能仍然保持几乎一样高。润滑剂也被弄乱，并且可能最终形成润滑剂到电子模块上的路线。有助于磨擦的事实是对压的凸轮和钢板可能是两种材料，所述两种材料在大的力量下接触时会磨损。凸轮可以处理出非磨擦或者低摩擦表面，从而在U形弯头处减小旋转凸轮和钢板之间的摩擦。这种处理可包括PTFE (特氟隆)或者其他氟化聚合物或者极高密度聚乙烯或者其他聚合物或者低摩擦涂层。该处理可以以带或者涂层方式应用。这增加了成本并且随着时间过去而磨损，在减少磨擦方面仍只是勉强有效。
发明内容
安装机构包括新凸轮轴设计，其通过使用一个或更多套筒轴承将旋转力从平移力隔离。修改的凸轮轴可以耦合至金属片，为了向上或向下弯曲金属片的目的，该金属片在其每一侧都具有U形弯头。一个或更多热交换器可以耦合到金属片的弯曲部分，并且可以通过弯曲金属片而热接合至定位在附近的装置或者从所述定位在附近的装置脱离。凸轮轴中的每个套筒轴承接触金属片中的U形弯头，并且当从旋转凸轮施加了到金属片时自由旋转或不旋转。凸轮轴在套筒轴承内自由地独立旋转。即使没有消除抵靠金属片的U型弯头的动摩擦，这也有效地减少了动摩擦。在一个方面，凸轮轴包括凸轮轴颈、凸轮杆、和一个或更多套筒轴承。凸轮轴颈具有第一直径和中心轴线。凸轮杆具有小于第一直径的第二直径，其中凸轮杆定位在凸轮轴颈内，并且凸轮杆的中心轴线相对于凸轮轴颈的中心轴线偏移，进一步地其中凸轮杆的中心轴线是凸轮轴的旋转轴。一个或更多套筒轴承每个都绕凸轮轴颈的圆周耦合，其中一个或更多套筒轴承相对于凸轮轴颈旋转。在另一个方面，安装机构包括金属片、第一凸轮轴、和第二凸轮轴。金属片具有第一侧和第二侧，其中第一侧形成为第一 U形弯头并且第二侧形成为第二 U形弯头。第一凸轮轴定位在第一 U形弯头内，其中第一凸轮轴包括绕第一凸轮轴的圆周耦合的第一组一个或更多套筒轴承。第二凸轮轴定位在第二 U形弯头内，其中第二凸轮轴包括绕第二凸轮轴的圆周耦合的第二组一个或更多套筒轴承。在一些实施例中，第一凸轮轴和第二凸轮轴的每个都包括凸轮轴颈，其中一个或更多套筒轴承相对于凸轮轴颈旋转。在一些实施例中，凸轮轴颈具有第一直径和中心轴线，其中第一凸轮轴和第二凸轮轴的每个都包括具有小于第一直径的第二直径的凸轮杆，其中凸轮杆定位在凸轮轴颈内并且凸轮杆的中心轴线相对于凸轮轴颈的中心轴线偏移，其中凸轮杆的中心轴线是凸轮轴的旋转轴。在一些实施例中，凸轮轴颈和凸轮杆绕凸轮杆的中心轴线旋转。在一些实施例中，第一凸轮轴配置为在第一 U形弯头内旋转并且第二凸轮轴配置为在第二 U形弯头内旋转，其中第一凸轮轴的旋转在第一凸轮轴和第一 U形弯头之间产生第一法向力和第一切向力，第一切向力使第一组一个或更多套筒轴承旋转,进一步地其中第二凸轮轴的旋转在第二凸轮轴和第二U形弯头之间产生第二法向力和第二切向力，第二切向力使第二组一个或更多套筒轴承旋转，其中第一法向力和第二法向力使金属片的在第一U形弯头和第二U形弯头之间的部分弯曲。在一些实施例中，第一凸轮轴和第二凸轮轴在第一位置、第二位置、和第三位置之间旋转，以便在第一位置金属片的所述部分大体上平坦，在第二位置金属片的所述部分向上弯曲，并且在第三位置金属片的所述部分向下弯曲。在一些实施例中，第一 U形弯头和第二 U形弯头的每个都包括第一侧和第二侧，第一侧定位成接近金属片的弯曲部分并且第二侧远离金属片的弯曲部分，其中当第一凸轮轴和第二凸轮轴每个都在第三位置时，法向力施加到第一凸轮轴和第二凸轮轴的每个的第一侧。在一些实施例中，当第一凸轮轴和第二凸轮轴每个都在第二位置时，法向力施加第一凸轮轴和第二凸轮轴的每个的第二侧。在一些实施例中，安装机构进一步包括一个或更多耦合至金属片的表面的热交换器。在一些实施例中，第一凸轮轴和第二凸轮轴的每个的凸轮杆都包括延伸到凸轮轴颈的第一端之外的第一端。在一些实施例中，每个凸轮杆的第一端都具有与致动扳手匹配的螺栓形状。在一些实施例中，每个套筒轴承都包括滚珠轴承。在一些实施例中，每个套筒轴承都包括滚针轴承。在一些实施例中，每个套筒轴承都包括浸溃了磨擦减小材料的内表面。在还另一个方面，公开了用于将热交换器耦合至热量产生电子装置的系统。该系统包括安装机构、一个或更多热交换器、和热量产生电子装置。安装机构包括金属片、第一凸轮轴、和第二凸轮轴。金属片具有第一侧和第二侧，其中第一侧被形成为第一 U形弯头并且第二侧被形成为第二 U形弯头。第一凸轮轴定位在第一 U形弯头内，其中第一凸轮轴包括绕第一凸轮轴的圆周耦合的第一组一个或更多套筒轴承。第二凸轮轴定位在第二 U形弯头内，其中第二凸轮轴包括绕第二凸轮轴的圆周耦合的第二组一个或更多套筒轴承。一个或更多热交换器耦合至金属片的表面。热量产生电子装置定位在金属片附近。第一凸轮轴配置为在第一 U形弯头内旋转并且第二凸轮轴配置为在第二 U形弯头内旋转，其中第一凸轮轴的旋转在第一凸轮轴和第一U形弯头之间产生第一法向力和第一切向力，第一切向力使第一组一个或更多套筒轴承旋转，进一步地其中第二凸轮轴的旋转在第二凸轮轴和第二U形弯头之间产生第二法向力和第二切向力，第二切向力使第二组一个或更多套筒轴承旋转，其中第一法向力和第二法向力使金属片的在第一 U形弯头和第二 U形弯头之间的部分弯曲，以便一个或更多热交换器热耦合至热量产生电子装置。在还另一个方面，公开了用于将热交换器耦合至热量产生电子装置的方法。该方法包括使定位在金属片的第一侧配置的第一 U形弯头内的第一凸轮轴旋转，并且使定位在金属片的第二侧配置的第二 U形弯头内的第二凸轮轴旋转，其中第一凸轮轴的旋转在第一凸轮轴和第一 U形弯头之间产生第一法向力和第一切向力，进一步地其中第二凸轮轴的旋转在第二凸轮轴和第二 U形弯头之间产生第二法向力和第二切向力。该方法包括将第一切向力施加到耦合至第一凸轮轴的外周的第一组一个或更多套筒轴承，由此使得第一组套筒轴承的每个都相对于第一凸轮轴旋转。该方法进一步地包括将第二切向力施加到耦合至第二凸轮轴的外周的第二组一个或更多套筒轴承，由此使得第二组套筒轴承的每个都相对于第二凸轮轴旋转。该方法进一步包括施加第一法向力和第二法向力从而使金属片的在第一U形弯头和第二 U形弯头之间的部分弯曲，以便耦合至金属片的所述部分的一个或更多热交换器热耦合至热量产生电子装置。
在回顾下面阐述的实施例的详细说明之后，本发明的其它特征和优点会变得显而易见。
参考附图描述几个实例实施例，其中类似的部件具有类似的附图标记。该实例实施例旨在说明本发明，而不是限制本发明。该附图包括下图:图1示出按照实施例的安装机构的等视图。图2示出图1的凸轮轴。图3示出图1的安装机构的前视图。图4示出图3的凸轮轴和U形弯头的前视图的放大图。图5示出凸轮轴在第二位置情况下的安装机构的前视图。图6示出图5的凸轮轴和U形弯头的前视图的放大图。图7示出凸轮轴在第三位置情况下的安装机构的前视图。图8示出图7的凸轮轴和U形弯头的前视图的放大图。
具体实施例方式本申请的实施例针对安装机构。本领域技术人员会认识到，安装机构的下列详细说明只是说明性的，不是意图以任何方式进行限制。从本公开受益的这些技术人员能容易地提出安装机构的其他实施例。现在将详细参考如附图中所说明的安装机构的实施方式。贯穿附图以及后面的详细说明，使用相同的附图标记指代相同或相似零件。为了清楚，没有示出并描述这里所述的实施方式的全部常规特征。当然，应当理解，在任何这种实际实施方式的发展中，必须做出许多基于实施方式的具体决定，以便实现开发者的具体目标，诸如符合应用和商业有关的约束，并且这些具体目标会在一个实施方式中到另一个实施方式中不同，并且从一个开发者到另一个开发者而不同。此外，应当理解这种发展计划可能是复杂并且耗时的，但是尽管如此对于从本公开受益的本领域技术人员来说仍是工程方面的常规工作。本申请的实施例针对安装机构，其包括新的凸轮轴设计，该设计通过使用一个或更多套筒轴承将旋转力从平移力隔离。每个套筒轴承接触金属片中的U形弯头，并且在力从旋转凸轮施加到金属片时自由旋转或不旋转。凸轮轴在套筒轴承内自由地独立旋转。即使没有消除抵靠金属片的U型弯头的动摩擦，这也有效地减少了动摩擦。动摩擦在套筒轴承内最小化。在一些实施例中，套筒轴承是诸如青铜套管的金属套管。可以在套筒轴承和凸轮面之间添加润滑材料。在其他实施例中，套筒轴承是浸溃金属套管，诸如在其内表面上用诸如特氟隆的低摩擦材料浸溃的钢套管。在还其他实施例中，套筒轴承具有滚珠轴承或者滚针轴承。一般，套筒轴承可以是制成有低摩擦表面的任何材料。通过使用套筒轴承将凸轮轴与金属片隔离，不需要考虑两种材料如何磨损，能自由选择最适合的凸轮轴或者片金属材料。例如，不使用套筒轴承，直接与镀锌钢接触的铝凸轮轴具有非常高的摩擦系数，取决于涂层质量，可能发生磨伤。用套筒轴承，这些材料是相容的，并且例如能够以小于50英寸磅的扭矩工作。仍需要施加最小的扭矩量以克服金属片的弯曲阻力。
这里所述的安装机构可以被应用到任何电子子系统，包括但不限于刀片式服务器和机架式服务器，这里共同被称为电子服务器。服务器机架配置为安放多个电子服务器，每个电子服务器被安装在服务器机架的停靠站内。本领域中众所周知的，每个电子服务器包括一个或更多热量产生装置。 安装机构定位在服务器机架内。服务器机架内的每个停靠站都配置有一个或更多耦合至安装机构的金属片的热交换器，诸如冷却台。在一些实施例中，热交换器是具有流体流过的流体通路的基于流体的热交换器。热交换器经由安装机构致动，从而与在停靠站中安装的电子服务器热接触。在一些实施例中，热交换器热耦合至电子服务器的外壳。在其他实施例中，电子服务器可以这样配置以便外壳的一侧开放从而暴露电子服务器内的一个或更多热量产生装置，并且热交换器热耦合至热量产生装置。当热耦合至电子服务器时，热量从电子服务器转移到流过热交换器的流体。使用任何常规的流体分配系统，将流体传输到每个停靠站中的一个或更多热交换器。在一些实施例中，使用这样的冷却系统传输流体，其中该冷却系统在提交的标题为“ Improved Flow Balancing Scheme for Two-phaseRefrigerant Cooled Rack”的共同所有且共同待定的美国专利申请序号(代理人标签号码C00L-07001)中描述，其全部内容通过参考合并于此。在电子服务器和定位在服务器机架的每个停靠站的一个或更多热交换器之间形成的热接口对冷却电子服务器来说是重要的。安装机构提供用于使一个或更多热交换器与电子服务器热接触的手段。该热交换器可以采取许多形状，包括平坦的、圆柱形的、曲线的、或者其他非平坦配置。热交换器可以是单个固体片，或者可以由较小热交换器的阵列组成，从而当配合非平面表面时允许有适应性。在一些实施例中，每个热交换器本身都是柔性的，允许热交换器被弯曲从而与电子服务器的一部分热接触。用于接合和脱离的热交换器的安装机构配置为将应用到凸轮轴的旋转力转移到平移力，所述平移力使热交换器朝向电子服务器移动或者移动离开电子服务器。图1示出按照实施例的安装机构的等视图。安装机构包括凸轮轴10、凸轮轴12、和金属片2。金属片的相对形成U形弯头4和U形弯头6。U形弯头4和U形弯头6是与金属片2形成为整体。凸轮轴10和凸轮轴12支撑在框架结构(未示出)中，诸如在服务器机架中。图2示出图1的凸轮轴10。凸轮轴10也说明凸轮轴12。凸轮轴10包括在凸轮轴颈16内放置的凸轮杆14。在一些实施例中，凸轮轴10是具有在其上整体形成的凸轮杆14和凸轮轴颈16的单个件。在其他实施例中，凸轮杆14和凸轮轴颈16是分开的件，它们耦合在一起从而形成凸轮轴10。凸轮杆14相对于凸轮轴颈16的中心轴线偏移。凸轮杆14在每一端紧固至框架结构。凸轮轴10绕凸轮杆14的中心轴线旋转。停止销18从凸轮轴颈16延伸。凸轮轴10包括一个或更多套筒轴承。在图2的示例性的配置中，凸轮轴10包括两个套筒轴承20和22。图3示出图1的安装机构的前视图。图4示出图3的凸轮轴10和U形弯头4的前视图的放大图。每个套筒轴承围绕凸轮轴颈16的圆周配合，诸如图4所示的套筒轴承
20。一个或更多热交换器32耦合至金属片2的底面。在一些实施例中，热交换器是基于流体的热交换器，诸如冷却台。在一些实施例中，每个基于流体的热交换器都耦合至一个或更多用于将流体输入到热交换器和从热交换器输出的流体集管。一个或更多流体集管耦合至用于将热交换器耦合至冷却回路的流体线。在一些实施例中，每个热交换器都是柔性冷却台。在示例性的应用中，一个或更多柔性冷却台耦合至金属片，并且被弯折以与在服务器机架的停靠站中安装的电子服务器热接触。在专利号为8，000，103的美国专利中描述了柔性冷却台的实例，其全部内容通过参考合并于此。应当理解，可以使用备选热交换器。热交换器可以使用任何常规手段耦合至金属片，所述常规手段包括但不限于粘合剂。安装机构耦合至框架结构，以便凸轮轴10和12能够在至少三个不同的位置之间旋转。凸轮轴10和12每个都在凸轮杆14处紧固至框架结构。另外，支撑件28、30、34、和36紧固至框架结构。在一些实施例中，热交换器32在金属片2和支撑件34和36之间延伸，从而进一步将热交换器紧固在合适位置。支撑件34和36也为将安装机构保持在相对于框架结构的适当位置提供额外支撑。在一些实施例中，支撑件28和支撑件30每个都是沿着U形弯头的整个长度延伸的单个元件。在其他实施例中，支撑件28和支撑件30每个都表示在U形弯头的长度的一端放置的支撑销，另一个支撑销放置在U形弯头的相反端。支撑件28、30、34、和36的位置是固定的。依靠图4中所示的耦合至凸轮杆14的末端的致动机构实现凸轮轴的旋转。在一些实施例中，凸轮杆14的末端具有有多个平坦表面的螺栓形状，并且致动机构是扳手，其配置为与凸轮杆的螺栓端配合。可以通过转动扳手来转动凸轮杆。应当理解，可替换地致动机构无论是人工还是自动的，都可以被用于转动所述凸轮轴。凸轮轴10和12的旋转将致动力施加到金属片2的在U形弯头4和6之间的片部分。取决于凸轮轴的旋转位置，致动力用来使金属片向上或者向下弯曲。如上所述，凸轮轴在至少三个位置之间旋转。如图3所示，在第一位置，致动力大体上是零，结果是金属片大体上平坦。如图5所示，在第二位置，致动力导致金属片向上弯曲。如图7所示，在第三位置，致动力导致金属片向下弯曲。图3示出凸轮轴10和凸轮轴12在第一位置，这使得金属片大体上平坦。图4说明图3中凸轮轴10和U形弯头4的前视图的放大图。在第一位置，凸轮杆14大体上位于U形弯头4的两侧之间的中心，凸轮轴颈16的偏移部分面向下方。在第一位置，凸轮轴颈16将大体上是零的致动力(也被称为法向力)施加至U形弯头4的两侧上。同样在第一位置，在U形弯头4的顶面和凸轮轴10之间存在间隙。关于凸轮轴10的讨论可以被类似地应用于凸轮轴12。图5示出凸轮轴在第二位置的安装机构的前视图。图6示出图5的凸轮轴10和U形弯头4的前视图的放大图。图5和6示出凸轮轴10在第二位置，这使得金属片2向上弯曲。有关凸轮轴10的操作的讨论可以被类似地应用于凸轮轴12，其中凸轮轴12在与凸轮轴10相反的方向上旋转，从而获得相同效果。在第二位置，凸轮轴10在相对于图3和4的第一位置被顺时针旋转大致90度。在第二位置，凸轮轴颈的偏移部分面向U形弯头的外侦U。如图6所示，凸轮轴颈16的偏移部分定位在凸轮杆14的左侧，并且面向U形弯头4的外侧。在这个第二位置，凸轮轴颈16施加抵靠U形弯头的外侧的法向力。由于凸轮轴10从第一位置旋转至第二位置，所以偏移凸轮轴颈16被压抵在U形弯头4的外侧，使得法向力和切向力两者都被施加于U形弯头的侧面。切向力是在与U形弯头的侧面接触的点处与套筒轴承相切的力。没有套筒轴承20和22，当凸轮轴10从第一位置旋转至第二位置时，因为凸轮轴的外表面抵靠U形弯头4的侧面摩擦所以切向力导致摩擦。该磨擦需要施加更大的致动力从而使凸轮轴旋转。磨擦也导致凸轮轴表面和U形弯头表面的劣化。包括有套筒轴承即使没有消除凸轮轴旋转时产生的磨擦也会减少该摩擦。使用套筒轴承，由于凸轮轴
10从第一位置旋转至第二位置，所以得到的切向力被施加于套筒轴承20和22，这使套筒轴承独立于凸轮轴颈16旋转，由此即使没有消除两者之间的摩擦也减少了该摩擦。尽管示出凸轮轴10和12每个都具有两个套筒轴承，但是应当理解可以使用一个或更多套筒轴承。通常，套筒轴承定位在沿着凸轮轴的每个点，其中在凸轮轴旋转期间在所述点处有在凸轮轴和U形弯头之间施加的法向力。可能看起来似乎沿着凸轮轴的整个长度在凸轮轴和U形弯头之间存在接触，但实际上在施加旋转致动力时凸轮轴可能弯曲，这使得只有沿着凸轮轴的选择区域在旋转期间实际上接触U形弯头。在图1的示例性的配置中，当旋转时凸轮轴10和12向外弯曲，在每个凸轮轴和U形弯头之间都产生两个接触区域，这两个接触区域是施加法向力和切向力的地方。这两个接触区域对应套筒轴承20和22的位置。每个U形弯头都可以被进一步更改从而包括开口，诸如U形弯头4中的开口 8 (图1)，以便凸轮轴的向外弯曲不会接触U形弯头的外侧。可替换地，U形弯头不包括这种开口，并且凸轮轴可以配置为在凸轮轴的向外弯曲部分包括一个或更多额外的套筒轴承。在还另一个替换实施例中，可以使用单个套筒轴承，其中单个套筒轴承延伸在凸轮轴颈16的整个长度上。应当理解，上述实施例只是用于说明性的目的，并且也可以想到替换的配置。再次参考图5和6，凸轮轴10顺时针方向旋转，直到停止销18到达U形弯头4上的止动部24 (图1)，这对应第二位置。支撑销28用作枢轴点，并且支撑销30用作另一个枢轴点。由旋转的凸轮轴10提供的法向力施加法向力到U形弯头4的外侧，并且由旋转的凸轮轴12供给的法向力将法向力施加于U形弯头6的外侧。被施加于U形弯头的外侧的法向力迫使U形弯头相对于其在第一位置中的位置略微向外且向下移动。如应用于图5的，U形弯头4相对于其在图3中所示的第一位置中的位置向左(负的X方向)且向下(负的Y方向)移动。凸轮轴10的凸轮杆14固定在适当位置，并因此其在第二位置中的位置相对于第一位置保持不变。类似地，U形弯头6相对于其在图3中所示的第一位置中的位置向右侧的(正的X方向)且向下(负的Y方向)移动。凸轮轴12的凸轮杆14固定在适当位置，并因此其在第二位置中的位置相对于第一位置保持不变。如图5中所示，U形弯头的移动产生旋转扭矩，其通过在支撑销28和30的枢轴点转移(translate)至两个U形弯头之间的金属片，由此使金属片向上弯曲。图7示出凸轮轴在第三位置的安装机构的前视图。图8示出图7的凸轮轴10和U形弯头4的前视图的放大图。图7和8示出凸轮轴10在第三位置，这导致金属片2向下弯曲。有关凸轮轴10的操作的讨论可以被类似地应用于凸轮轴12，其中凸轮轴12在与凸轮轴10相反的方向上旋转，从而获得相同效果。在第三位置，凸轮轴10相对于图3和4的第一位置被逆时针方向旋转大体上90度。在第三位置，凸轮轴颈的偏移部分面向U形弯头的内侧。如图8所示，凸轮轴颈18的偏移部分位于凸轮杆14的右方，并且面向U形弯头4的内侧。在这个第三位置，凸轮轴颈16施加抵靠U形弯头的内侧的法向力。当凸轮轴10从第一位置旋转至第三位置时，偏移的凸轮轴颈16被压抵在U形弯头4的内侧，使得法向力和切向力两者都被施加于U形弯头的侧面。当凸轮轴10从第一位置旋转至第三位置时，所得到的切向力被施加于套筒轴承20和22，导致套筒轴承独立于凸轮轴颈16旋转。凸轮轴顺时针方向旋转，直到停止销18到达U形弯头4上的止动部26(图1),这对应第三位置。由旋转的凸轮轴10提供的法向力施加法向力于U形弯头4的内侧，并且由旋转的凸轮轴12提供的法向力施加法向力到U形弯头6的内侧。被施加至U形弯头的内侧的法向力迫使U形弯头相对于其在第一位置中的位置略微向内且向上移动。如被应用于图7的，U形弯头4相对于其在图3中所示的第一位置中的位置向右侧(正的X方向)且向上(正的Y方向)移动。凸轮轴10的凸轮杆14固定在适当位置，并因此其在第三位置中的位置相对于第一位置保持不变。类似地，U形弯头6相对于其在图3中所示的第一位置中的位置向下(负的X方向)且向上(正的Y方向)移动。凸轮轴12的凸轮杆14固定在适当位置，并因此其在第三位置中的位置相对于第一位置保持不变。如图7中所示，U形弯头4和6的移动产生旋转扭矩，其通过在支撑销28和30的枢轴点转移至两个U形弯头之间的金属片，由此使金属片向下弯曲。在工作中，通过将凸轮轴从第一位置旋转至第二位置或第三位置，使金属片向上或向下弯曲。使金属片向上或向下弯曲可以被用于许多应用，包括但不限于使耦合至金属片的热交换器与热量产生装置热接合和脱离，所述热量产生装置诸如是电子服务器。每个凸轮轴都备有一个或更多套管轴承。使凸轮轴从第一位置旋转至第二位置或第三位置将凸轮轴的偏移部分压抵在金属片中的U形弯头的侧面。凸轮轴抵靠U形弯头的侧面的旋转产生了抵靠U形弯头的法向力，其被转变为金属片的弯曲。然而，凸轮轴抵靠U形弯头的侧面的旋转也产生切向力，在没有耦合至凸轮轴的一个或更多套筒轴承的情况下，所述切向力表示为U形弯头的金属侧和旋转凸轮轴之间的摩擦。通过响应于产生的切向力的旋转，套筒轴承即使没有排除磨擦，也使摩擦最小化。以这种方式，使凸轮轴在位置之间旋转需要更少的扭矩，并且即使没有消除由于摩擦造成的凸轮轴和U形弯头上的磨损和耗损，也使其最小化。已经依据包括细节的具体实施例描述本申请，从而便于理解安装机构的结构和操作的原理。各图中所示且所述的许多部件可以被互换，从而获得需要的结果，并且本说明书应该被理解为包括这些互换。同样，这里对具体实施例及其细节的参考不是意图限制权利要求的保护范围。本领域技术人员显然可以对为了说明而选择的实施例作出修改，而不偏离本申请的精神和保护范围。
权利要求
1.一种凸轮轴，包括: a.凸轮轴颈，其具有第一直径和中心轴线； b.凸轮杆，其具有小于所述第一直径的第二直径，其中所述凸轮杆定位在所述凸轮轴颈内，并且所述凸轮杆的中心轴线相对于所述凸轮轴颈的所述中心轴线偏移，进一步地其中所述凸轮杆的所述中心轴线是所述凸轮轴的旋转轴； c.一个或更多套筒轴承，每个套筒轴承都绕所述凸轮轴颈的圆周耦合，其中所述一个或更多套筒轴承相对于所述凸轮轴颈旋转。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其中所述凸轮轴颈和所述凸轮杆绕所述凸轮杆的中心轴线旋转。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴，其中所述凸轮杆的第一端延伸到所述凸轮轴颈的第一端之外。
4.根据权利要求3所述的凸轮轴，其中所述凸轮杆的第一端包括与致动扳手配合的螺栓形状。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴，其中每个套筒轴承包括滚珠轴承。
6.根据权利要求1所述的凸轮轴，其中每个套筒轴承包括滚针轴承。
7.根据权利要求1所述的凸轮轴，其中每个套筒轴承包括浸溃了减摩材料的内表面。
8.一种安装机构，包括: a.金属片，其具有第一侧和第二侧，其中所述第一侧被形成为第一U形弯头并且所述第二侧被形成为第二 U形弯头； b.第一凸轮轴，其定位在所述第一U形弯头内，其中所述第一凸轮轴包括绕所述第一凸轮轴的圆周耦合的第一组一个或更多套筒轴承；以及 c.第二凸轮轴，其定位在所述第二U形弯头内，其中所述第二凸轮轴包括绕所述第二凸轮轴的圆周耦合的第二组一个或更多套筒轴承。
9.根据权利要求8所述的安装机构，其中所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每一个包括凸轮轴颈，其中所述一个或更多套筒轴承相对于所述凸轮轴颈旋转。
10.根据权利要求9所述的安装机构，其中所述凸轮轴颈具有第一直径和中心轴线，进一步地其中所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每一个进一步包括凸轮杆，所述凸轮杆具有小于所述第一直径的第二直径，其中所述凸轮杆定位在所述凸轮轴颈内，并且所述凸轮杆的中心轴线相对于所述凸轮轴颈的中心轴线偏移，其中所述凸轮杆的中心轴线是所述凸轮轴的旋转轴。
11.根据权利要求10所述的安装机构，其中所述凸轮轴颈和所述凸轮杆绕所述凸轮杆的所述中心轴线旋转。
12.根据权利要求8所述的安装机构，其中所述第一凸轮轴被配置为在所述第一U形弯头内旋转，并且所述第二凸轮轴被配置为在所述第二 U形弯头内旋转，其中所述第一凸轮轴的旋转在所述第一凸轮轴和所述第一U形弯头之间产生第一法向力和第一切向力，所述第一切向力使所述第一组一个或更多套筒轴承旋转，进一步地其中所述第二凸轮轴的旋转在所述第二凸轮轴和所述第二U形弯头之间产生第二法向力和第二切向力，所述第二切向力使所述第二组一个或更多套筒轴承旋转，其中所述第一法向力和所述第二法向力使所述金属片的在所述第一 U形弯头和所述第二 U形弯头之间的部分弯曲。
13.根据权利要求12所述的安装机构，其中所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每一个在第一位置、第二位置、和第三位置之间旋转，以便在所述第一位置所述金属片的所述部分基本平坦，在所述第二位置所述金属片的所述部分向上弯曲，并且在所述第三位置所述金属片的所述部分向下弯曲。
14.根据权利要求13所述的安装机构，其中所述第一U形弯头和所述第二 U形弯头的每一个包括第一侧和第二侧，所述第一侧定位在所述金属片的所述弯曲部分附近，并且所述第二侧远离所述金属片的所述弯曲部分，进一步地其中当所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴每个都在所述第三位置时，所述法向力被施加至所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每个的所述第一侧。
15.根据权利要求13所述的安装机构，其中当所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每个都在所述第二位置时，所述法向力被施加至所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每个的所述第二侧。
16.根据权利要求8所述的安装机构，其中所述安装机构进一步包括一个或更多耦合至所述金属片的表面的热交换器。
17.根据权利要求8所述的安装机构，其中所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的每一个的所述凸轮杆包括第一端，所述第一端延伸到所述凸轮轴颈的第一端之外。
18.根据权利要求17所述的安装机构，其中所述每个凸轮杆的第一端都包括与致动扳手配合的螺栓形状。
19.根据权利要求8所述的安 装机构，其中每个套筒轴承包括滚珠轴承。
20.根据权利要求8所述的安装机构，其中每个套筒轴承包括滚针轴承。
21.根据权利要求8所述的安装机构，其中每个套筒轴承包括浸溃了减摩材料的内表面。
22.一种用于将热交换器热耦合至热量产生电子装置的系统，所述系统包括: a.安装机构，其包括: · 1.金属片，其具有第一侧和第二侧，其中所述第一侧被形成为第一U形弯头并且所述第二侧被形成为第二 U形弯头； · i1.第一凸轮轴，其定位在所述第一U形弯头内，其中所述第一凸轮轴包括绕所述第一凸轮轴的圆周耦合的第一组一个或更多套筒轴承；以及 · ii1.第二凸轮轴，其定位在所述第二U形弯头内，其中所述第二凸轮轴包括绕所述第二凸轮轴的圆周耦合的第二组一个或更多套筒轴承； b.一个或更多热交换器，其耦合至所述金属片的表面；以及 c.热量产生电子装置，其定位在所述金属片附近，其中所述第一凸轮轴被配置为在所述第一 U形弯头内旋转，并且所述第二凸轮轴被配置为在所述第二 U形弯头内旋转，其中所述第一凸轮轴的旋转在所述第一凸轮轴和所述第一 U形弯头之间产生第一法向力和第一切向力，所述第一切向力使所述第一组一个或更多套筒轴承旋转，进一步地其中所述第二凸轮轴的旋转在所述第二凸轮轴和所述第二U形弯头之间产生第二法向力和第二切向力，所述第二切向力使所述第二组一个或更多套筒轴承旋转，其中所述第一法向力和所述第二法向力使所述金属片的在所述第一 U形弯头和所述第二 U形弯头之间的部分弯曲，以便所述一个或更多热交换器热耦合至所述热量产生电子装置。
23.一种将热交换器热耦合至热量产生电子装置的方法，所述方法包括: a.使定位在金属片的第一侧配置的第一U形弯头内的第一凸轮轴旋转，并且使定位在所述金属片的第二侧配置的第二 U形弯头内的第二凸轮轴旋转，其中所述第一凸轮轴的旋转在所述第一凸轮轴和所述第一U形弯头之间产生第一法向力和第一切向力，进一步地其中所述第二凸轮轴的旋转在所述第二凸轮轴和所述第二 U形弯头之间产生第二法向力和第二切向力； b.将所述第一切向力施加到耦合至所述第一凸轮轴的外圆周的第一组一个或更多套筒轴承，由此使所述第一组套筒轴承的每一个相对于所述第一凸轮轴旋转； c.将所述第二切向力施加到耦合至所述第二凸轮轴的外圆周的第二组一个或更多套筒轴承，由此使所述第二组套筒轴承的每一个相对于所述第二凸轮轴旋转；以及 d施加所述第一法向力和所述第二法向力以使所述金属片的在所述第一U形弯头和所述第二 U形弯头之间的部分弯曲，以便耦合至所述金属片的所述部分的一个或更多热交换器热耦合至所述热量产生电子 装置。
全文摘要
凸轮轴配有一个或更多套筒轴承，从而消除旋转的凸轮轴和所述凸轮轴在其上旋转的表面之间的磨擦。通过将所述凸轮轴从第一位置旋转至第二位置或第三位置，使金属片向上或向下弯曲。使凸轮轴从所述第一位置旋转至所述第二位置或所述第三位置将所述凸轮轴的偏移部分压抵在所述金属片中的U形弯头的侧面。所述旋转产生抵靠所述U形弯头的法向力，所述法向力被转变为所述金属片的弯曲。所述旋转也产生切向力。所述套筒轴承消除了可能由所述切向力产生的磨擦。
文档编号F16H53/00GK103221718SQ201180050797
公开日2013年7月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2010年10月22日
发明者A·科雷亚, N·乔 申请人:固利吉股份有限公司