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TECHNISCHES GEBIET
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft den Bereich der Kühltechnik für Elektronikprodukte, insbesondere eine metallische Kühlvorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Eine gute Kühlleistung spielt eine wichtige Rolle bei der Sicherstellung effizienten Betriebs von Elektronikprodukten, für die zahlreiche Kühlmethoden zur Verfügung stehen. Bei meisten Elektronikprodukten ist in der Regel ein Gebläse zum Beschleunigen des Luftaustausches vorgesehen, um die Kühleffizienz zu erhöhen. Bei einigen Elektronikprodukten erfolgt eine Wärmeübertragung über einen Metallkühlblock, um eine Kühlung zu ermöglichen, während bei einigen Elektronikprodukten eine Flüssigkeit zur Kühlung eingesetzt wird.
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Mit der Verkleinerung von Elektronikprodukten wird eine höhere Anforderung an die Verkleinerung und Effizienz der Kühlteile gestellt, so dass herkömmliche Kühlvorrichtungen nicht mehr der Anforderung gerecht werden können.
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Daher ist es notwendig, angesichts der Nachteile im Stand der Technik eine metallische Kühlvorrichtung mit einer guten Kühlleistung bereitzustellen, um die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, zum Vermeiden der Nachteile im Stand der Technik eine metallische Kühlvorrichtung bereitzustellen, die sich durch kleine Abmessung und hohe Kühleffizienz auszeichnet.
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Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird die Aufgabe durch folgende Ausgestaltung gelöst.
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Eine Metallische Kühlvorrichtung weist einen metallischen Grundträger, innerhalb dessen mehrere Kühlkanäle vorgesehen sind,
wobei die beiden Enden des metallischen Grundträgers dicht ausgebildet und die mehreren Kühlkanäle an den beiden Enden des metallischen Grundträgers abgedichtet sind, wobei innerhalb jedes der Kühlkanäle ein Vakuumzustand vorherrscht und jeder der Kühlkanäle mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllt ist, wobei die Innenwand jedes der Kühlkanäle eine regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete Kapillarschicht aufweist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass es sich bei dem metallischen Grundträger und einen Grundträger aus Aluminium oder Kupfer oder Titan oder Silber handelt.
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Vorzugsweise ist bei der vorstehenden metallischen Kühlvorrichtung vorgesehen, dass ferner mehrere Gruppen von Kühlrippen vorgesehen sind, die an der Oberfläche des metallischen Grundträgers befestigt sind,
wobei jede Gruppe von Kühlrippen eine Hauptplatte und eine erste Seitenfläche sowie eine zweite Seitenfläche aufweist, die sich an beiden Seiten der Hauptplatte befinden, wobei die Verbindungslinie, an der die Hauptplatte mit dem metallischen Grundträger verbunden ist, als Erstreckungslinie der Hauptplatte und ein senkrecht zu der Erstreckungslinie verlaufende Querschnitt durch die Hauptplatte als Frontquerschnitt der Hauptplatte definiert werden,
wobei eine zwischen zwei beliebigen Hauptplatten angeordnete Hauptplatte als mittlere Hauptplatte definiert wird und die der ersten Seitenfläche bzw. der zweiten Seitenfläche zugeordnete Stelle der beiden Seiten des Frontquerschnitts einer mittleren Hauptplatte als zahnförmige Struktur und eine einer anderen Hauptplatte zugewandte Seite des Frontquerschnitts der an beiden äußeren Seiten befindlichen Hauptplatten als zahnförmige Struktur ausgebildet sind.
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Vorzugsweise ist bei der vorstehenden metallischen Kühlvorrichtung vorgesehen, dass die mehrere Gruppen von Kühlrippen parallel zueinander angeordnet sind.
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Vorzugsweise ist bei der vorstehenden metallischen Kühlvorrichtung vorgesehen, dass die seitlich an dem Frontquerschnitt angeordnete zahnförmige Struktur aus mehreren Zähnen besteht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kühlkanal einen runden oder halbrunden oder ovalen oder rechteckigen oder quadratischen oder dreieckigen oder unregelmäßigen Querschnitt aufweist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an der Innenoberfläche des Kühlkanals eine Zahnfläche vorgesehen ist, an deren Oberfläche sich die Kapillarschicht befindet.
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Vorzugsweise umfasst die Kapillarschicht mindestens Folgendes: eine Anlageschicht, die an der Innenwand des Kühlkanals anliegt, und eine zelluläre Schicht, die an der Anlageschicht anhaftet,
wobei die Metallpartikel der Anlageschicht einen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 0,15 nm aufweisen und die Dicke der Anlageschicht zwischen 0,01 bis 0,05 mm liegt,
wobei die zelluläre Schicht einen aus miteinander verbundenen Metallpartikeln bestehenden Rahmen aufweist, welcher Rahmen mehrere Porenstrukturen aufweist, wobei die den Rahmen bildenden Metallpartikel einen Partikeldurchmesser von 0,2 bis 0,5 nm aufweisen und die Dicke der zellulären Schicht zwischen 1,5 und 4,5 nm liegt.
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Vorzugsweise ist bei der vorstehenden metallischen Kühlvorrichtung vorgesehen, dass die die Zahnfläche bildenden Zähne einen dreieckigen, rechteckigen, halbrunden, bogenförmigen oder unregelmäßigen Querschnitt aufweisen, wobei die die Zahnfläche bildenden Zähne eine gleiche Form oder unterschiedliche Formen aufweisen, wobei die die Zahnfläche bildenden Zähne eine gleiche Größe oder unterschiedliche Größen aufweisen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die beiden Enden des metallischen Grundträgers durch Pressen oder Laserschweißen dicht verbunden sind.
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Die metallische Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster weist einen metallischen Grundträger auf, innerhalb dessen mehrere Kühlkanäle vorgesehen sind, wobei die beiden Enden des metallischen Grundträgers dicht ausgebildet und die mehreren Kühlkanäle an den beiden Enden des metallischen Grundträgers abgedichtet sind, wobei innerhalb jedes der Kühlkanäle ein Vakuumzustand vorherrscht und jeder der Kühlkanäle mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllt ist, wobei die Innenwand jedes der Kühlkanäle eine regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete Kapillarschicht aufweist. Bei der metallischen Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster sind innerhalb eines metallischen Grundträgers mehrere Kühlkanäle vorgesehen, die mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllt sind, womit eine Verkleinerung und eine effiziente Kühlung verwirklicht werden können.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen auf das vorliegende Gebrauchsmuster näher eingegangen, wobei die Inhalte der beiliegenden Zeichnungen das Gebrauchsmuster keineswegs einschränken. Es zeigen
- 1 eine metallische Kühlvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen, strukturellen Schnittdarstellung,
- 2 eine metallische Kühlvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen, strukturellen Schnittdarstellung,
- 3 einen Kühlkanal gemäß 2 in einer vergrößerten Darstellung,
- 4 eine metallische Kühlvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen, strukturellen Schnittdarstellung,
- 5 eine Schnittansicht durch den Frontquerschnitt der Kühlrippen einer metallischen Kühlvorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters,
- 6 die metallische Kühlvorrichtung nach dem vierten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen, strukturellen Darstellung.
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In 1 bis 6 stehen
100 für metallischen Grundträger,
200 für Kühlkanal,
210 für Zahnfläche, 220 für Kapillarschicht,
300 für Kühlrippe,
310 für Hauptplatte,
320 für erste Seitenfläche, 330 für zweite Seitenfläche und 340 für zahnförmige Struktur.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird anhand von Ausführungsbeispielen auf das vorliegende Gebrauchsmuster näher eingegangen.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Wie aus 1 zu entnehmen ist, weist eine Metallische Kühlvorrichtung einen metallischen Grundträger 100, innerhalb dessen mehrere Kühlkanäle 200 vorgesehen sind.
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Bei dem metallischen Grundträger 100 handelt es sich um einen Aluminiumgrundträger und die beiden Enden des metallischen Grundträgers 100 dicht ausgebildet sind, wobei konkret durch Pressen oder Laserschweißen der Enden eine dichte Verbindung ermöglicht wird.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass der metallische Grundträger 100 vorzugsweise aus einem Werkstoff mit guter Kühlleistung hergestellt und neben einem Aluminiumgrundträger auch ein Grundträger aus Kupfer oder Titan oder Silber denkbar ist.
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Die mehreren Kühlkanäle 200 sind an den beiden Enden des metallischen Grundträgers 100 abgedichtet, wobei innerhalb jedes der Kühlkanäle 200 ein Vakuumzustand vorherrscht und jeder der Kühlkanäle 200 mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllt ist, wobei die Innenwand jedes der Kühlkanäle 200 eine regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete Kapillarschicht 220 aufweist.
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Wenn der metallische Grundträger 100 erwärmt wird, verdampft das flüssige Arbeitsmedium eines erwärmten Endes eines der erwärmten Stelle zugeordneten Kühlkanals 200 unter Einwirkung von Wärme und das durch Verdampfen entstehende Gas bewegt sich zu dem anderen Ende des Kühlkanals 200, an welchem anderen Ende des Kühlkanals 200 das Gas unter Einwirkung einer Vorkühlung kondensiert, wobei das durch Kondensation entstehende flüssige Arbeitsmedium unter Einwirkung der Kapillarschicht 220 von dem anderen Ende zu dem erwärmten Ende zurückkehrt und der Vorgang wiederholt sich, um Wärme von dem erwärmten Ende auf das andere Ende zu übertragen und nach außen abzuführen.
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Konkret handelt es sich bei dem in jedem der Kühlkanäle 200 gefüllten flüssigen Arbeitsmedium um ein Kühlmedium, vorzugsweise um ein flüssiges Kühlmedium. Unter Einwirkung des Kühlmediums innerhalb des Kühlkanals 200 kann die Kühleffizienz beschleunigt werden. Bei dem Kühlmedium handelt es sich um eine Substanz, die sowohl leicht Wärme aufnehmen und in den gasförmigen Zustand übergehen als auch leicht Wärme abgeben und in den flüssigen Zustand übergehen kann, wobei als Kühlmedium verschiedene Rohstoffe, wie z.B. Freon, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, usw. eingesetzt werden können und hier auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Kühlkanal 200 einen halbrunden Querschnitt auf. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Form des Kühlkanals 200 nicht auf die halbrunde Form bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eingeschränkt wird und auch eine runde oder ovale oder rechteckige oder quadratische oder dreieckige oder unregelmäßige Form denkbar ist.
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Konkret umfasst die Kapillarschicht 220 mindestens Folgendes: eine Anlageschicht, die an der Innenwand des Kühlkanals 200 anliegt, und eine zelluläre Schicht, die an der Anlageschicht anhaftet. Die Metallpartikel der Anlageschicht weisen einen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 0,15 nm auf und die Dicke der Anlageschicht liegt zwischen 0,01 bis 0,05 mm, wobei die zelluläre Schicht einen aus miteinander verbundenen Metallpartikeln bestehenden Rahmen aufweist, welcher Rahmen mehrere Porenstrukturen aufweist, wobei die den Rahmen bildenden Metallpartikel einen Partikeldurchmesser von 0,2 bis 0,5 nm aufweisen und die Dicke der zellulären Schicht zwischen 1,5 und 4,5 nm liegt. Durch Vorsehen einer Anlageschicht wird eine gute Anlage an der Innenwand des Kühlkanals 200 ermöglicht. Durch Vorgesehen einer zellulären Schicht können Poren nicht nur die Berührungsfläche vergrößern, als auch einen Raum zur Lagerung bei flüssigem Zustand bereitstellen, womit ein Verdampfen und eine Diffusion innerhalb weniger Sekunden verwirklicht werden können. Bei der Kapillarschicht 220 handelt es sich um eine Kupferpulverstrukturschicht, die durch einen Galvanikprozess ausgebildet ist.
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Bei der Verwendung einer derartigen metallischen Kühlvorrichtung ist eine Seite des Grundträgers an einer Wärmequelle, beispielsweise einer Leiterplatte montiert, so dass die beim Betrieb der Wärmequelle erzeugte Wärme auf den Kühlgrundträger übertragen wird und das flüssige Arbeitsmedium eines erwärmten Endes eines der erwärmten Stelle zugeordneten Kühlkanals 200 verdampft unter Einwirkung von Wärme, wobei das durch Verdampfen entstehende Gas sich zu dem anderen Ende des Kühlkanals 200 bewegt, an welchem anderen Ende des Kühlkanals 200 das Gas unter Einwirkung einer Vorkühlung kondensiert, wobei das durch Kondensation entstehende flüssige Arbeitsmedium unter Einwirkung der Kapillarschicht 220 von dem anderen Ende zu dem erwärmten Ende zurückkehrt und der Vorgang wiederholt sich, um Wärme von dem erwärmten Ende auf das andere Ende zu übertragen und nach außen abzuführen.
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Durch Erprobung wurde bestätigt, dass die metallische Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster die Verkleinerungsanforderung erfüllen und eine Kühleffizienz im Sekundenbereich und eine gute Kühlwirkung ermöglichen kann.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Wie sich aus 2 und 3 ergibt, entsprechen die anderen Strukturen der metallischen Kühlvorrichtung dem ersten Ausführungsbeispiel und der Unterschied liegt darin, dass der Kühlkanal 200 einen rechteckigen Querschnitt aufweist und an der Innenoberfläche des Kühlkanals 200 eine Zahnfläche 210 vorgesehen ist, an deren Oberfläche sich die Kapillarschicht 220 befindet. Durch Vorsehen einer Zahnfläche 210 kann die Anhaftfläche der Kapillarschicht 220 des Kühlkanals 200 vergrößert und somit die Kühleffizienz erhöht werden.
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Die die Zahnfläche 210 bildenden Zähne weisen einen dreieckigen, rechteckigen, halbrunden, bogenförmigen oder unregelmäßigen Querschnitt auf, wobei die die Zahnfläche 210 bildenden Zähne eine gleiche Form oder unterschiedliche Formen aufweisen, wobei die die Zahnfläche 210 bildenden Zähne eine gleiche Größe oder unterschiedliche Größen aufweisen.
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Die metallische Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann die Verkleinerungsanforderung erfüllen und eine Kühleffizienz im Sekundenbereich und eine gute Kühlwirkung ermöglichen.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Wie aus 4 zu entnehmen ist, entsprechen die anderen Strukturen der metallischen Kühlvorrichtung dem zweiten Ausführungsbeispiel und der Unterschied liegt darin, dass der Kühlkanal 200 einen parallelogrammförmigen Querschnitt aufweist und an jeder Seite der Innenoberfläche des Kühlkanals 200 eine Zahnfläche 210 vorgesehen ist, an deren Oberfläche sich die Kapillarschicht 220 befindet. Durch Vorsehen einer Zahnfläche 210 kann die Anhaftfläche der Kapillarschicht 220 des Kühlkanals 200 vergrößert und somit die Kühleffizienz erhöht werden.
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Die metallische Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann die Verkleinerungsanforderung erfüllen und eine Kühleffizienz im Sekundenbereich und eine gute Kühlwirkung ermöglichen.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Wie sich aus 5 ergibt, entsprechen die anderen Strukturen der metallischen Kühlvorrichtung dem ersten oder zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel und der Unterschied liegt darin, dass ferner mehrere Gruppen von Kühlrippen 300 vorgesehen sind, die an der Oberfläche des metallischen Grundträgers 100 befestigt sind.
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Jede Gruppe von Kühlrippen 300 weist eine Hauptplatte 310 und eine erste Seitenfläche 320 sowie eine zweite Seitenfläche 330 aufweist, die sich an beiden Seiten der Hauptplatte 310 befinden, wobei die Verbindungslinie, an der die Hauptplatte 310 mit dem metallischen Grundträger 100 verbunden ist, als Erstreckungslinie der Hauptplatte und ein senkrecht zu der Erstreckungslinie verlaufende Querschnitt durch die Hauptplatte 310 als Frontquerschnitt der Hauptplatte 310 definiert werden.
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Eine zwischen zwei beliebigen Hauptplatten 310 angeordnete Hauptplatte 310 wird als mittlere Hauptplatte definiert, wobei die der ersten Seitenfläche 320 bzw. der zweiten Seitenfläche 330 zugeordnete Stelle der beiden Seiten des Frontquerschnitts einer mittleren Hauptplatte 310 als zahnförmige Struktur 340 und eine einer anderen Hauptplatte 310 zugewandte Seite des Frontquerschnitts der an beiden äußeren Seiten befindlichen Hauptplatten 310 als zahnförmige Struktur 340 ausgebildet sind.
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Bei der metallischen Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Beispiel sind die mehrere Gruppen von Kühlrippen 300 parallel zueinander angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass keine Einschränkung auf die parallele Anordnung der Kühlrippen 300 vorherrscht und je nach Bedarf auch eine nicht parallele Anordnung denkbar ist.
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Bei der Verwendung einer derartigen metallischen Kühlvorrichtung ist eine Seite des metallischen Grundträgers 100 an einer Wärmequelle, beispielsweise einer Leiterplatte montiert, so dass die beim Betrieb der Wärmequelle erzeugte Wärme auf den metallischen Grundträger 100 übertragen wird und das flüssige Arbeitsmedium eines erwärmten Endes eines der erwärmten Stelle zugeordneten Kühlkanals 200 verdampft unter Einwirkung von Wärme, wobei das durch Verdampfen entstehende Gas sich zu dem anderen Ende des Kühlkanals 200 bewegt, an welchem anderen Ende des Kühlkanals 200 das Gas unter Einwirkung einer Vorkühlung kondensiert, wobei das durch Kondensation entstehende flüssige Arbeitsmedium unter Einwirkung der Kapillarschicht 220 von dem anderen Ende zu dem erwärmten Ende zurückkehrt und der Vorgang wiederholt sich, um Wärme von dem erwärmten Ende auf die Kühlrippen 300 zu übertragen und über die Kühlrippen 300 nach außen abzuführen. Die Kühlrippen 300 weisen eine zahnförmige Oberfläche auf, wodurch eine Wärmeabfuhr erleichtert und eine hohe Kühleffizienz erzielt wird.
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Die metallische Kühlvorrichtung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann die Verkleinerungsanforderung erfüllen und eine Kühleffizienz im Sekundenbereich und eine gute Kühlwirkung ermöglichen.
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Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass die vorstehenden Ausführungsbeispiele lediglich einer Beschreibung der Ausgestaltung nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster dienen, ohne den Schutzumfang des Gebrauchsmusters einzuschränken, wobei trotzt der ausführlichen Erläuterung des Gebrauchsmusters anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele es sich für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet versteht, dass verschiedene Abänderungen oder gleichwertige Substitutionen für Ausgestaltungen des vorliegenden Gebrauchsmusters möglich sind, ohne die Grundideen und den Umfang der Ausgestaltungen nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster zu verlassen.
