DE19841911A1

DE19841911A1 - Kühlkörper für im wesentlichen L-förmige oder T-förmige Kühlrippen

Info

Publication number: DE19841911A1
Application number: DE1998141911
Authority: DE
Inventors: Joachim Glueck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2000-03-16

Abstract

Kühlkörper zum Kühlen von Elementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, Motoren und Aggregaten, insbesondere zumindest teilweise aus stranggepreßtem Aluminium oder anderem Leichtmetall hergestellte Kühleinheit mit in Abstand zueinander an mindestens einer Grundplatte angeschlossenen und davon abragenden Kühlrippen mit im wesentlichen L-förmiger oder T-förmiger Ausbildung der Verbindungskante, welche in Einsatznuten oder dgl. Ausnehmungen der Grundplatte mittels Verformung einer Verstemmrippe festliegen, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A daß zwei benachbarte Nuten (3, 8) der Grundplatte (1) eine Verstemmrippe (4-4.7) ausbilden, welche zumindest abschnittsweise zu einer Seite umgedrückt und zumindest gegen eine Oberseite (12) einer L-förmigen (10) oder T-förmigen (11) ausbildung des Rippenfußes (21) mindestens einer Kühlrippe (2-2.4) verstemmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper zum Kühlen von Elementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, Motoren und Aggregaten, insbesondere zumindest teilweise aus stranggepreßtem Aluminium oder anderem Leichtmetall hergestellte Kühleinheit mit in Abstand zueinander an mindestens einer Grundplatte angeschlossenen und davon abragenden Kühlrippen mit im wesentlichen L-förmiger oder T-förmiger Ausbildung der Verbindungskante, welche in Einsatznuten oder dgl. Ausnehmungen der Grundplatte mittels Verformung einer Verstemmrippe festliegen.

In vielen industriellen Bereichen müssen heute Elemente gekühlt werden. Die Kühlung von Elementen erfolgt in der Regel so, daß die Elemente auf eine Montageseite eines Kühlkörpers montiert werden und die Wärme in eine Vielzahl von Kühlrippen geleitet wird, die z. B. zu einer freien Seite des Kühlkörper abragen. Bei einer Vielzahl von Kühlkörpern sind die Kühlrippen als separate Strangpreßprofile ausgebildet und werden in einer Einsatznut oder dgl. Ausnehmung der Grundplatte verstemmt. Diese können bis zu einer Mindestdicke von ca. 1,5 mm herzustellt werden. Dabei weisen die Kühlrippen an einer Längskante einen in der Regel 3-4 mm dicken Kupplungssockel auf. Die Kühlrippen werden durch Verformung der Einsatznut gegen den Kupplungssockel verstemmt.

Insbesondere bei natürlicher Kühlung durch freie Konvektion ist der Wärmeübergang von der Kühlrippenoberfläche zur Luft gering. Der Einsatz von stranggepreßten Kühlrippen mit Mindestdicke über 1,5 mm stellt wärmetechnisch häufig eine Überdimensionierung dar. Oft genügen als Kühlrippe dünne Kühlbleche von wenigen Zehntelmillimeter, um die erforderliche Wärmeleitung in der Kühlrippe sicherzustellen. Die Ausbildung von wenige Zehntelmillimeter breiten Einsatznuten zum Verstemmen dünner Kühlbleche ist strangpreßtechnisch jedoch nicht möglich.

Der Erfinder hat sich zur Aufgabe gemacht, dennoch eine Möglichkeit zu schaffen, um dünnste Kühlbleche mit der Grundplatte wirtschaftlich zu verbinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Grundplatte Einsatznuten auf. Charakteristisch ist, daß die Abstände der Einsatznuten sehr gering sind und zwei benachbarte Einsatznuten eine dünne Verstemmrippe ausbilden. Die Kühlbleche weisen entlang ihrer Verbindungskante eine L- förmige oder T-förmige Ausbildung mit im wesentlichen der Breite der Einsatznut auf. Die Verstemmrippen werden im allgemeinen zur Waagerechten umgedrückt und mittels Stemmeisen gegen die Oberseite der L-förmigen oder T- förmigen Ausbildung des Kühlbleches bzw. der Kühlrippe verstemmt.

In einer anderen Ausführungsform ist neben jeder, ein Kühlblech enthaltenden Einsatznut in der Grundplatte eine in ihrer Tiefe geringere Hilfsnut angeordnet. Die Einsatznut und Hilfsnut bilden hierbei wiederum eine dünne Verstemmrippe aus. Diese Ausführung wird bevorzugt, wenn die Verbindungskante der Kühlrippen eine T-förmige Ausbildung aufweist oder wenn Kühlrippen verstemmt werden, die quer zu den Einsatznuten mit der Grundplatte verbunden werden sollen.

Die Ausführungen eignen sich gleichermaßen für konventionell stranggepreßte Kühlrippen als auch für abgekantete oder Ausklinkungen aufweisende dünnste Kühlbleche mit im wesentlichen L-förmiger oder T-förmiger Ausbildung der Verbindungskante.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 die Frontansicht eines Kühlkörpers mit längs in die Einsatznuten eingelegten Kühlrippen;

Fig. 2 die Frontansicht eines Kühlkörpers mit quer zu den Einsatznuten eingesetzten Kühlrippen;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf den Kühlkörper nach Fig. 2;

Fig. 4 die Frontansicht eines Kühlkörpers;

Fig. 5 die Frontansicht eines Kühlkörpers.

Ein Kühlkörper gemäß Fig. 1 weist eine Vielzahl von eng beabstandeten Einsatznuten 3 auf. Zwei benachbarte Einsatznuten 3 bilden dabei eine Verstemmrippe 4 aus. Die Verstemmrippe 4 wird im allgemeinen zur Waagerechten umgedrückt und mittels Stemmeisen 5 gegen die Oberseite 12 der L-förmigen Ausbildung 10 des Kühlbleches 2 bzw. Kühl rippe verstemmt.

Fig. 2 zeigt das Prinzip der Verstemmung von Kühlrippen 2, die quer zu den Einsatznuten 3 des Grundprofils 1 eingesetzt werden. Ausstanzungen 15 in den Kühlrippen 2 erlauben es, die Kühlrippen mit ihren L-förmigen oder T- förmigen Rippenfüßen 21 in die Einsatznuten 3 und ggf. in die Hilfnuten 8 einzusetzen. Anschließend erfolgt die Verstemmung der Verstemmrippen 4 in der Weise, daß die Verstemmrippen 4.1 und 4.2 seitlich zueinander umgedrückt und mittels Stemmeisen gegen eine Oberseite 12.3 der T- förmigen Ausbildungen 11 der Kühlrippe 2 verstemmt werden. Die Verstemmrippen 4.3 und 4.4 zeigen diese nach der Verstemmung.

In dieser beispielhaften Ausführung bilden Einsatznuten 3 und in der Tiefe und Breite geringere Hilfsnuten 8 zum Nutgrund verkürzte Verstemmrippen 4.1, 4.2 aus. Dadurch wird verhindert, daß beim Umdrücken der Verstemmrippe 4 die T-förmigen Ausbildungen 11 der Kühlrippe 2 bzw. deren Ausklinkungen oder dgl. gestaucht werden, was in der Praxis zu einer Vielzahl von Problemen führt.

Fig. 3 zeigt einen Kühlkörper nach Fig. 2 perspektivisch. Tatsächlich erfolgt im gezeigten Fall ein Umdrücken und Verstemmen nicht der gesamten Verstemmrippe 4, sondern nur der zwischen zwei Kühlrippen, z. B. der Kühlrippen 2.3 und 2.4 befindlichen Abschnitte 4.5 der Verstemmrippen 4. Dies wird auch in der Seitenansicht des Kühlkörpers in Fig. 2 deutlich. Die Abschnitte 4.5 der Verstemmrippen 4 werden bei T-förmigem Rippenfuß 21 gegen die zueinandergerichtete Oberseite 12 der beiden benachbarten Kühlrippen 2.1 und 2.2 verstemmt.

Die Ausbildung von Verstemmrippen 4 mittels Hilfsnuten 8 eignet sich insbesondere auch für die Verstemmung von längs in die Einsatznuten festliegenden Kühlrippen mit T-förmiger Ausbildung 11 des Rippenfußes 21. Fig. 4 zeigt, daß sich diese Ausführung aber auch für die Verstemmung von längs in die Einsatznuten festliegenden Kühlrippen mit L-förmigen Ausbildungen 10 am Rippenfuß 21 eignet. Eine Hilfsnut 8 und die benachbarten Einsatznuten 3 bilden hierbei jedoch im wesentlichen nur eine Verstemmrippe 3 aus, während auf der Rückseite 9 der Kühlrippe 2 funktionell eine Stützrippe 7 ausgebildet wird. Die Verstemmrippe 4 ist vorzugsweise länger als der Rippenschenkel der L-förmigen Ausbildung 10, wodurch die Verstemmrippe 4 die Kühlrippe gegen die Stützrippe 7 oder Nutwand der Einsatznut drückt. Dies veranschaulichen die verformten Verstemmrippen 4.6 und 4.7. Vorteilhaft ist, wenn die Kühlrippen 2 eine Rastnut 20 oder dgl. am Rippenfuß 21 aufweisen. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, am Nutgrund 16, den Nutecken 17 bzw. Nutflanken 18 der Einsatznuten 3 Hinterschneidungen 19 auszuführen, wodurch die Passung der Kühlrippe 2 in der Einsatznut 3 und/oder das Umformen der Verstemmrippen 4 verbessert wird.

Im Falle, daß die Hilfsnut 8 eine geringere Tiefe aufweist als die Einsatznuten 3, kann eine Stützrippe 7 auch entfallen. Die Kühlrippe 2 sitzt dennoch ein Stück weit in der Einsatznut 3, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Bezugszeichenliste

1

Grundplatte (

Fig.

1)

2

Kühlrippe (

Fig.

1)

3

Einsatznut (

Fig.

1)

4

Verstemmrippe (

Fig.

1)

5

Stemmeisen (

Fig.

1)

6

-

7

Stützrippe (

Fig.

4)

8

Hilfsnut (

Fig.

2)

9

Rückseite der Kühlrippe (

Fig.

4)

10

L-förmige Ausbildung der Verbindungskante der Kühlrippe (

Fig.

1)

11

T-förmige Ausbildung der Verbindungskante der (

Fig.

2) Kühlrippe

12

Oberseite eines Schenkel einer L-förmigen oder T- förmigen Kühlrippe (

Fig.

1)

13

-

14

-

15

Ausstanzung (

Fig.

2)

16

Nutgrund (

Fig.

4)

17

Nutecke (

Fig.

4)

18

Nutflanke (

Fig.

4)

19

Hinterschneidung (

Fig.

4)

20

Rastnut (

Fig.

4)

21

Rippenfuß (

Fig.

2)

22

Kühlfläche der Kühlrippe (

Fig.

4)

Claims

1. Kühlkörper zum Kühlen von Elementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, Motoren und Aggregaten, insbesondere zumindest teilweise aus stranggepreßtem Aluminium oder anderem Leichtmetall hergestellte Kühleinheit mit in Abstand zueinander an mindestens einer Grundplatte angeschlossenen und davon abragenden Kühlrippen mit im wesentlichen L-förmiger oder T-förmiger Ausbildung der Verbindungskante, welche in Einsatznuten oder dgl. Ausnehmungen der Grundplatte mittels Verformung einer Verstemmrippe festliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Nuten (3, 8) der Grundplatte (1) eine Verstemmrippe (4-4.7) ausbilden, welche zumindest abschnittsweise zu einer Seite umgedrückt und zumindest gegen eine Oberseite (12) einer L-förmigen (10) oder T- förmigen (11) Ausbildung des Rippenfußes (21) mindestens einer Kühlrippe (2-2.4) verstemmt ist.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Einsatznuten (3) eine Verstemmrippe festlegen.

3. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einsatznuten (3) und eine Hilfsnut (8) eine Verstemmrippe festlegen.

4. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsnut (8) zwischen zwei Einsatznuten (3) eine Verstemmrippe (4) und eine Stützrippe (7) festlegen.

5. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsnut (8) zwischen zwei Einsatznuten (3) zwei Verstemmrippen festlegen.

6. Kühlkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstemmrippen zur Seite der benachbarten Einsatznuten (3.1) umgedrückt und verstemmt werden.

7. Kühlkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstemmrippen (4.2, 4.3) eine Höhe bis maximal 2/3 der Breite der zwischenliegenden Einsatznut (3.1) auf weisen.

8. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstemmrippen (4.6, 4.7) eine Höhe von mindestens der Breite der Einsatznuten (3) aufweisen.

9. Kühlkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstemmrippe (4.7) zumindest teilweise gegen die Kühlfläche (22) der von der Grundfläche (1) abragenden Kühlrippe (2) verstemmt ist.

10. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1-9 dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippe (3) am Rippenfuß (21) zur Seite der Verstemmrippe mindestens eine Rasteinformung (20) aufweist.