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Die
Erfindung betrifft einen Kühlkörper der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Kühlkörper für elektrische
Bauelemente wie z.B. Transistoren oder Thyristoren werden beispielsweise
aus im wesentlichen planparallelen Grundplatten hergestellt, die
einen ersten, zur Befestigung der Bauelemente bestimmten Oberflächenabschnitt
und einen zweiten Oberflächenabschnitt
aufweisen, der mit einer Vielzahl von der Wärmeableitung dienenden Kühlelementen
versehen ist. Die Kühlelemente sind
dabei meistens als stegförmige
Kühlrippen
ausgebildet, die im wesentlichen senkrecht vom zweiten Oberflächenabschnitt
abstehen und mit quer zu ihnen angeordenten Wärmeleitflächen versehen sein können. Im
einfachsten und aus Kostengründen
bevorzugten Fall werden die Grundplatten und Kühlrippen als Ganzes einstückig und
durch Strangpressen aus einem gut wärmeleitenden Metall, z. B.
Aluminium, hergestellt. Als Wärmeaustauschmedium
dient Luft.
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Ein
Nachteil des Strangpressens besteht darin, daß der Abstand zwischen den
Kühlrippen
prinzipbedingt größer und
damit die Anzahl der Kühlrippen
pro Kühlkörper kleiner
sein muß,
als für
einen effektiven Kühlvorgang
erwünscht
wäre. Es
sind daher bereits zahlreiche Vorschläge bekannt geworden, die trotz
Herstellung zumindest der Grundplatten durch Strangpressen kleinere
Teilungsabstände
der Kühlrippen
und/oder Kühlrippen
mit größeren Wärmeaustauschflächen ermöglichen.
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Bekannt
sind in diesem Zusammenhang insbesondere Kühlkörper der eingangs bezeichneten Gattung
(
DE 198 06 978 A1 ),
die durch Strangpressen und einstückig hergestellte Grundplatten
aufweisen, die an dem zweiten Oberflächenabschnitt eine Vielzahl
von im wesentlichen senkrecht abstehenden Kühlrippen aufweisen, die zwischen
sich zum Einsetzen von Kühlelementen
bestimmte Aufnahmen bzw. Kammern bilden. Die Kühlelemente bestehen aus zickzackförmig gefalteten
Lamellen bzw. Wellrippen, deren Wellenkuppen als Montageabschnitte
dienen, die nach dem Einsetzen der Kühlelemente in die Aufnahmen
durch Löten,
Kleben, Klammern oder sonstwie in diesen festgelegt bzw. fest und
wärmeleitend mit
deren Innenwänden
verbunden werden. Zur Ermöglichung
kleiner Teilungen trotz Herstellung der Grundplatten durch Strangpressen
sind pro Kühlkörper je
zwei im wesentlichen identische, mit ihren Aufnahmen einander zugewandte
Grundplatten vorgesehen, die kammartig und derart versetzt ineinander gesteckt
werden, daß die
Lamellen jeweils zwischen zwei zu verschiedenen Grundplatten gehörenden Kühlrippen
zu liegen kommen.
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Aufgrund
der beschriebenen Herstellungsart ist es, wenn die Teile durch Löten verbunden
werden sollen, schwierig, die zum Löten erforderlichen Löt- und Flußmittel
an diejenigen Stellen heranzubringen, an denen eine Lötung vorgenommen
werden soll. Außerdem
sind die stark unterschiedlichen Massen der Fügeteile hinsichtlich der Erwärmung beim
Lötprozeß problematisch.
Beim Verbinden der Lamellen und Grundplatten durch Kleben besteht
dagegen die Gefahr, daß auf
die Wellenkuppen aufgebrachte Klebstoffschichten beim Einsetzen
der Lamellen in die Aufnahmen ungewollt abgestreift werden. Außerdem ist
im montierten Zustand jede Lamelle mit je einer Kühlrippe
einer der beiden Grundplatten in wärmeleitendem Kontakt, wodurch
sich lange Wege für die
abzuführende
Wärme ergeben,
was reduzierte Kühlleistungen
zur Folge hat. Letzteres trifft auch für andere bekannte Kühlkörper zu,
bei denen die ineinander gesteckten Grundplatten und als Rippenprofile ausgebildete
Kühlelemente als
Ganzes einstückig durch
Strangpressen hergestellt werden (
DE 43 22 647 A1 ,
DE 196 02 943 A1 ).
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Es
sind daher auch bereits zahlreiche Kühlkörper bekannt geworden, bei
denen durch Strangpressen und einstückig hergestellte, im wesentliche planparallele
Grundplatten lediglich eine Mehrzahl von parallel angeordneten Aufnahmen
in Form von in die Plattenoberfläche
eingearbeiteten Nuten aufweisen, in die als Rippenprofile oder dgl.
ausgebildete Kühlelemente
nachträglich
eingepreßt
werden (z. B.
DE 25
02 472 A1 ,
DE
35 18 310 C2 ,
DE
199 00 970 A1 ,
DE
297 15 585 U1 ,
EP
0 696 160 B1 ). Derartige Fügeverfahren ermöglichen
zwar die Herstellung von Kühlkörpern mit
eng benachbarten Kühlrippen
od. dgl., sind aber insbesondere bei kleinen Teilungen und großen Kühlrippenhöhen nur
schwer durchführbar,
da entsprechend schmale und lange Werkzeuge benötigt werden, die wie die Kühlrippen
selbst bei den hohen auftretenden Belastungen leicht brechen oder
verbogen werden können.
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Zur
Vermeidung auch dieses Nachteils sollen Kühlkörper dienen, die aus einer
Vielzahl von Segmenten zusammengesetzt sind, die je eine Kühlrippe
und einen an diese angeformten Teilabschnitt der Grundplatte enthalten
(z.B.
DE 295 20 474
U1 , PCT-WO 02/070977 A1). Dem Vorteil, daß auf diese Weise
im Prinzip auch sehr kleine Teilungen realisiert werden können, steht
hier insbesondere der Nachteil gegenüber, daß bei der Verbindung der Segmente durch
Löten oder
Kleben die bereits oben erläuterten Schwierigkeiten
auftreten und das nachträgliche
Anbringen der für
Montagezwecke benötigten
Gewindebohrungen problematisch ist.
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Schließlich sind
durch Strangpressen einstückig
hergestellte Kühlkörper der
hier interessierenden Art bekannt, die Grundplatten und an diese
angeformte Kühlrippen
aufweisen und bei denen das Problem der begrenzten Teilungsabstände der
Kühlrippen
dadurch vermieden wird, daß die
Grundplatten zwar ebenfalls durch Strangpressen, aber zunächst als
halbzylindrische, längs
eines Bogens von ca. 180° gekrümmte Platten
hergestellt werden, von denen die Kühlrippen sternförmig und
derart abstehen, daß sie
zwischen sich Aufnahmen bzw. Kammern mit keilförmig auseinander laufen den
Seitenwänden
bilden (PCT-WO 89/51430 A1). Wegen des keilförmigen Auseinanderlaufens der
Kühlrippen
können
diese an ihren Fußpunkten
mit kleineren Abständen
angeordnet werden, als dies für
parallel angeordnete Kühlrippen
an planparallelen Grundplatten gelten würde. Zur Herstellung der fertigen
Kühlkörper werden
die gekrümmt
hergestellten Platten in einem weiteren Verfahrensschritt durch
Zugwirkung gerade gebogen und zu im wesentlichen planparallelen Grundplatten
verformt, wodurch die Kühlrippen
automatisch in eine im wesentlichen senkrecht von der Grundplatte
abstehende Lage gebracht und parallel zueinander ausgerichtet werden.
Allerdings weisen diese Kühlkörper weder
zusätzliche
Kühlelemente noch
an den Kühlrippen
angebrachte, die wärmeaustauschende
Fläche
vergrößernde Wärmeleitflächen auf.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, Kühlkörper der
eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, deren Grundplatten und
Kühlelemente problemlos
durch Kleben miteinander verbunden werden können, ohne daß die Gefahr
besteht, daß vorher
aufgebrachte Klebstoffschichten während des Fügens wieder abgestreift werden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die verschiedenen Teile der
Kühlkörper sicher
durch Kleben miteinander verbunden und Unterbrechungen im Wärmefluß aufgrund
unzulänglicher
Klebefugen vermieden werden. Außerdem
können
die geometrischen Abmessungen der Grundplatten und der mit ihnen
verbundenen Kühlelemente
weitgehend frei gestaltet werden, so daß auch mit vergleichsweise
großen
Teilungen gute Kühlleistungen
erzielbar sind.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine schematische Vorderansicht
eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers im
fertig montierten Zustand;
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2 eine Vorderansicht einer
Grundplatte des Kühlkörpers nach 1 unmittelbar nach ihrer Herstellung;
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3 eine Vorderansicht der
Grundplatte nach 2 in
einem zur Montage von Kühlelementen
bestimmten, vorgebogenen Zustand;
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4 eine der 3 entsprechende Ansicht der Grundplatte
während
der Montage verschiedener Kühlelemente;
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5 eine schematische Vorderansicht
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Grundplatte eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers während der Montage von Kühlelementen;
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6 eine der 1 entsprechende Ansicht des Kühlkörpers nach 5 im fertig montierten Zustand;
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7 eine schematische Vorderansicht
eines dritten Ausführungsbeispiels
einer Grundplatte eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers während der Montage von Kühlelementen.
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8 eine der 1 entsprechende Ansicht des Kühlkörpers nach 7 im fertig montierten Zustand;
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9 eine schematische Vorderansicht
eines vierten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers in
einer auseinander gezogenen Darstellung während der Montage von Kühlelementen;
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10 eine der 1 entsprechende Ansicht des Kühlkörpers nach 9 im fertig montierten Zustand;
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11 eine schematische, perspektivische Vorderansicht
eines fünften
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers im
fertig montierten Zustand; und
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12 ein zur Herstellung des
Kühlkörpers nach 11 geeignetes Kühlelement.
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Nach 1 bis 4 enthält ein erfindungsgemäßer Kühlkörper für schematisch
in 1 angedeutete Bauelemente 1,
insbesondere elektrische bzw. elektronische Bauelemente wie z. B.
Halbleiterbauelemente, eine Grundplatte 2 mit einem ersten Oberflächenabschnitt 2a,
der als Kühlfläche für die an
ihm zu befestigenden Bauelemente 1 dient, und einem zweiten
Oberflächenabschnitt 2b.
Der zweite Oberflächenabschnitt 2b ist
mit einer Mehrzahl von Aufnahmen bzw. Kammern bzw. Taschen 3 versehen,
die durch im wesentlichen senkrecht zum Oberflächenabschnitt 2b und
parallel zueinander angeordnete Kühlrippen 4 gebildet
und nach oben offen sind. Im Ausführungsbeispiel sind die an
die Grundplatte 2 angeformten Kühlrippen 4 durch Strangpressen
in einem Stück
mit der Grundplatte 2 hergestellt.
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Wie
insbesondere 1 zeigt,
sind in die Aufnahmen 3 Kühlelemente 5 bzw. 6 eingesetzt,
die am Oberflächenabschnitt 2b bzw.
an durch die Kühlrippen 4 gebildeten
Innenwänden 4a der
Aufnahmen 3 befestigt sind. Die Kühlelemente 5 (vgl.
auch
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4) bestehen z. B. aus üblichen,
zickzack-, wellen- oder mäanderförmig gefalteten
Lamellen, die im montierten Zustand eine Vielzahl von im wesentlichen
senkrecht zu den Kühlrippen 4 angeordneten
Wärmeleitflächen 5a bilden
und längs
ihrer nachfolgend als Montageabschnitte 5b bezeichneten Faltlinien
bzw. Wellenkuppen in wärmeleitender
Berührung
mit den Kühlrippen 4 stehen
und mit diesen fest verbunden sind. Dabei enden die Montageabschnitte 5b,
wie 4 zeigt, an gedachten
und zu den Innenflächen 4a der
Kühlrippen 4 parallelen,
in der Regel ebenen Außenflächen. Dagegen
bestehen die Kühlelemente 6 (vgl.
ebenfalls 4) aus Rippenprofilen,
die im montierten Zustand senkrecht zum Oberflächenabschnitt 2b angeordnete,
plattenförmige
Kühlrippen 6a und
senkrecht zu diesen bzw. parallel zum Oberflächenabschnitt 2b angeordnete, z.
B. aus dünnen
Querstegen bestehende Wärmeleitflächen 6b aufweisen.
In diesem Fall stehen vor allem nachfolgend als Montageabschnitte 6c bezeichnete
Enden der Wärmeleitflächen 6b in
wärmeleitender
Berührung
mit den Kühlrippen 4,
mit denen sie zweckmäßig auch
fest verbunden sind. Auch hier enden die Montageabschnitte 6c an
gedachten, parallelen, in der Regel ebenen Außenflächen der Kühlelemente 6.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Verbindung der Kühlelemente 5, 6 mit
den Kühlrippen 4 und
den zwischen diesen frei liegenden Teilen des Oberflächenabschnitts 2b der
Grundplatte 2 durch Kleben. Zu diesem Zweck ist es einerseits
erforderlich, die Kühlelemente 5, 6 vor
ihrem Einsetzen in die Aufnahmen 3 zu beleimen und dazu
insbesondere an den Montageabschnitten 5b, 6c mit
nicht dargestellten Klebstoffschichten zu belegen. Andererseits
sollten die Abstände
der Kühlrippen 4 von
einander so gewähl werden,
daß die
Kühlelemente 5, 6 mit
wenig seitlichem Spiel in den Aufnahmen 3 zu liegen kommen und
bis dicht an die Außenwände 4a der
Kühlrippen 4 heranreichen.
Daher ist die Gefahr, daß die
Klebstoffschichten beim Einführen
der Kühlelemente 5, 6 in
die Aufnahmen 3 durch die in 2 oben
liegenden, freien Ecken der Kühlrippen 4 von
den Montageabschnitten 5b, 6c abgestreift werden,
um so größer, je
kleiner das aus wärmetechnischen
Gründen
möglichst
gering zu bemessende Spiel der Kühlelemente 5, 6 in
den Aufnahmen 3 ist.
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Um
ein derartiges Abstreifen der Klebstoffschichten zu verhindern,
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
in einem dem Fügeprozeß vorhergehenden Verfahrensabschnitt
die Grundplatte 2 z. B. längs einer Zylinderfläche zu verbiegen,
wie in 3 angedeutet
ist, wobei der Oberflächenabschnitt 2b mit
den Kühlrippen 4 auf
einem konvexen Teil und der Oberflächenabschnitt 2a auf
einem konkaven Teil der gekrümmten
Grundplatte 2 zu liegen kommt. Dadurch stehen die Kühlrippen 4 nach
dem Biegevorgang sternförmig
vom Oberflächenabschnitt 2b ab,
so daß ihre
Außenwände 4a und
damit auch die Aufnahmen 3 keilförmig auseinander laufen, d.
h. vom Oberflächenabschnitt 2b an
nach außen
hin zunehmend größere Querschnitte
aufweisen, wie 3 und 4 deutlich zeigen. Aufgrund
dieser Keilform ist es jetzt ohne die Gefahr des Abstreifens von
Klebstoffschichten möglich,
die beleimten Kühlelemente 5, 6 mit
ihren parallelen, überall
gleiche Abstände
voneinander aufweisenden Außenflächen bis
zum Erreichen der freien Teile des Oberflächenabschnitts 2b in
die Aufnahmen 3 einzuführen,
wie in 4 für einige
Kühlelemente 5 bzw. 6 beispielhaft
dargestellt ist.
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Nach
dem Einsetzen der Kühlelemente 5, 6 in
die Aufnahmen 3 wird die Grundplatte 2 erfindungsgemäß in die
aus 2 ersichtliche Ausgangsform
zurückgebogen.
Dabei werden die Kühlrippen 4 automatisch
wieder in ihre parallelen Ausgangsstellungen gebracht, in denen
sie sich eng an die Montageabschnitte 5b, 6c der
Kühlelemente 5, 6 anlegen (1). Dadurch entsteht nach
dem Erhärten
der Klebstoffschichten eine gute, feste Verbindung zwischen den
Kühlelementen 5, 6 und
den Kühlrippen 4 mit
der Folge, daß auch
ein guter Wärmeübergang zwischen
diesen Teilen sichergestellt ist.
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Wie
insbesondere 2 bis 4 zeigen, sind in den zwischen
den Kühlrippen 4 freien
Teilen des Oberflächenabschnitts 2b zusätzliche
Aufnahmen 7 in Form von rechteckförmige Querschnitte aufweisenden
Nuten ausgebildet, die parallel zu den Kühlrippen 4 verlaufen
und wie diese vorzugsweise über die
ganze Länge
oder Breite der Grundplatte 2 erstreckt sind.
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Die
Aufnahmen 7 dienen z. B. dem Zweck, untere Enden bzw. Montageabschnitte 8a von
weiteren und zunächst
lose vorliegenden Kühlrippen 8 aufzunehmen,
um dadurch die Abstände
zwischen den an die Grundplatte 2 angeformten Kühlrippen 4 zu halbieren,
so daß Aufnahmen 9 mit
entsprechend reduzierter Breite entstehen, in die halb so breite
Kühlelemente 5 im
Vergleich zu dem Fall ohne die Kühlrippen 8 eingesetzt
werden können.
Dadurch lassen sich auch mit durch Strangpressen hergestellten Grundplatten 2 kleinere
als sonst mögliche
Teilungen für
die Kühlrippen 4, 8 erreichen.
Eine andere Möglichkeit
zur Nutzung der Nuten 7 besteht darin, sie als Aufnahmen
für untere
Enden bzw. Montageabschnitte 6d der Kühlrippen 6a der Rippenprofile 6 zu
verwenden.
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In
beiden genannten Anwendungsfällen
ergeben sich beim Einführen
der Montageabschnitte 8a bzw. 6d in die Aufnahmen 7 im
Hinblick auf das Abstreifen von Klebstoffschichten dieselben Probleme
wie im Hinblick auf die Einführung
der Montageabschnitte 5b, 6c in die Aufnahmen 3.
Durch das erfindungsgemäße Biegen
der Grundplatte 2 vor dem Einführen der Montageabschnitte 8a, 6b werden
die Aufnahmen 7 jedoch in gleicher Weise wie die Aufnahmen 3 keilförmig aufgeweitet,
so daß die
beleimten Montageabschnite 8a, 6d ohne Gefahr
des Abstreifens von Kleber in die Aufnahmen 7 eingeführt werden
können.
Nach dem Zurückbiegen
der Grundplatte 2 in die aus 1 und 2 ersichtliche Form legen
sich daher bei richtiger Dimensionierung auch die Innenwände der
Aufnahmen 7 dicht an die Montageabschnitte 8a, 6d an.
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Die
Aufnahmen bzw. Nuten 7 werden vorzugweise bis zu einer
solchen, z. B. wenigstens etwa zwei Dritteln der Dicke der Grundplatte 2 entsprechenden
Tiefe in den Oberflächenabschnitt 2b eingearbeitet,
daß sie
den Biegevorgang (3)
für die Grundplatte 2 merklich
erleichtern, auch wenn die Grundplatte 2 aus wärmetechnischen
Gründen
vergleichsweise dick ausgebildet wird. Unter den Nuten 7 stehen
bleibende Abschnitte 2c der Grundplatte 2 wirken
in diesem Fall als parallel zu den Nuten 7 verlaufende
Sollbiegelinien, so daß sich
die Grundplatte 2 leicht längs gedachter, parallel zu
diesen verlaufender Achsen verbiegen und wieder zurückbiegen
läßt. Dadurch,
daß die
Aufnahmen 7 im montierten Zustand durch die Montageabschnitte 8a, 6d vorzugsweise
voll ausgefüllt
werden, entstehen im Bereich der Abschnitte 2c auch keine
Unterbrechungen für die
Wärmeleitung
in der bzw. durch die Grundplatte 2.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 5 und 6 weist eine durch Strangpressen
hergestellte Grundplatte 10 einen ersten, vorzugsweise
ebenen Oberflächenabschnitt 10a zur
Montage von Bauelementen, einen zweiten Oberflächenabschnitt 10b und
im Gegensatz zu 1 bis 4 Aufnahmen 11 auf,
die ausschließlich
aus in den zweiten Oberflächenabschnitt 10b eingearbeiteten
Nuten bestehen (5). In
diese Aufnahmen 11 werden Kühlelemente 12 in Form
von durch Strangpressen hergestellten Mehrkammerrohren eingesetzt,
die zu diesem Zweck z. B. an ihren unteren Enden mit je zwei angeformten,
als Montageabschnitte 12a dienenden Profilen versehen sind.
Dabei ist die Anordnung z. B. so getroffen, daß die vorzugsweise als Flachrohre
mit rechteckigen Querschnitten ausgebildeten Kühlelemente 12 eine Breite
besitzen, die dem Abstand der Aufnahmen 11 entspricht.
Außerdem
sind die Aufnahmen 11 und Montageabschnitte 12a zweckmäßig so dimensioniert,
daß im
montierten Zustand in jeder Aufnahme 11 nebeneinander zwei
Montageabschnitte 12a von benachbarten Kühlelementen 12 mit
wenig Spiel Platz finden (5 und 6).
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Damit
auch bei diesem Ausführungsbeispiel das
Abstreifen von Klebstoffschichten während des Einführens der
Montageabschnitte 12a in die Aufnahmen 11 verhindert
wird, wird die Grundplatte 10 erfindungsgemäß wie beim
Ausführungsbeispiel
nach 1 bis 4 vorgebogen, um dadurch
die Aufnahmen 11 keilförmig
aufzuweiten. Nach dem Fügevorgang wird
die Grundplatte 10 wieder gerade gebogen, wodurch die Wandungen
der Aufnahmen 11 dicht gegen die beleimten Montageabschnitte 12a gelegt
werden. Auch hier werden die Aufnahmen 11 zweckmäßig mit einer
wenigstens etwa zwei Dritteln der Dicke der Grundplatte 10 entsprechenden
Tiefe hergestellt, um das Biegen der Grundplatte 10 zu
erleichtern, und im montierten Zustand voll von Montageabschnitten 12a ausgefüllt, so
daß durch
die unterhalb der Aufnahmen 11 liegenden Bereiche der Grundplatte 10 keine Verschlechterung
der Wärmeabfuhr
in Querrichtung stattfinden kann. Außerdem sind bei diesem Ausführungsbeispiel
die Kühlelemente 12 vorzugsweise
so geformt, daß sie
im montierten Zustand (6)
mit ihren Seitenwänden
dicht aneinander liegen, so daß in
diesen Bereichen keine Unterbrechung des Wärmeflusses durch Luftspalte
eintreten kann.
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Bei
einem alternativen und bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden analog zu 1 bis 4 lediglich Kühlrippen 8 (4) in die Aufnahmen 11 gesteckt
und mit ihren Montageelementen 8a in diesen durch Kleben
befestigt. Die über
die Grundplatte 10 hinausragenden Teile der vorzugsweise
aus planparallelen Platten bestehenden Kühlrippen 8 bilden
dann weitere Aufnahmen, in denen analog zu 4 Kühlelemente 5 bzw. 6 durch
Kleben befestigt werden können.
Im Unterschied zu 3 fehlen
in diesem Fall die durch Strangpressen od. dgl. an die Grundplatte 2 angeformten
Kühlrippen 4.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 7 und 8 unterscheidet sich von
dem nach 1 bis 6 dadurch, daß eine durch
Strangpressen hergestellte Grundplatte 14 ausschließlich Aufnahmen 15 aufweist,
die durch Kühlrippen 16 gebildet
und durch deren Außenwände 16a begrenzt
sind. Die Grundplatte 14 ist außerdem wie bei den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen
an einer Breitseite mit einem zur Montage der zu kühlenden
Bauelemente bestimmten, ebenen Oberflächenabschnitt 14a versehen, während die
Kühlrippen 16 von
der entgegengesetzten Breitseite ( = Oberflächenabschnitt 14b)
senkrecht abstehen. Im Gegensatz zu 1 bis 6 ist die Dicke der Grundplatte 14 durchgehend
so gering, daß bereits
dadurch die anhand der 1 bis 6 beschriebene Biegung der
Grundplatte 14 merklich erleichtert ist. Die Grundplatte 14 kann
daher um zu den Aufnahmen 15 parallele, gedachte Biegelinien
z. B. längs
einer Zylinderfläche
gebogen werden, um dadurch die am konvexen Oberflächenabschnitt 14b verteilt
angeordneten Kühlrippen 16 sternförmig anzuordnen
bzw. die sie begrenzenden Außenwände 16a vom
Oberflächenabschnitt 14b an
nach außen hin
keilförmig
auseinander laufen zu lassen. Die Aufnahmen 15 werden dadurch
nach außen
hin keilförmig
erweitert. Daher können
Kühlelemente 17,
die z. B. als Mehrkammerrohre mit rechteckigen Querschnitten ausgebildet
sind, in die Aufnahmen 15 eingesetzt werden, ohne daß dabei
die Gefahr besteht, daß auf
Montageabschnitte 17a aufgebrachte Klebstoffschichten 18,
die in 7 durch gestrichelte
Linien angedeutet sind, ungewollt abgestreift werden. Als Montageabschnitte 17a dienen
in diesem Fall hauptsächlich
diejenigen Abschnitte der beiden Breitseiten der Kühlelemente 17,
die im fertig montierten Zustand (8)
mit je einer benachbarten Kühlrippe 16 in
wärmeleitendem
Kontakt stehen.
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Damit
sich auch im Bereich der vergleichsweise dünnen Grundplatte 14 eine
gute Wärmeverteilung
in der Plattenebene ergibt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die dem Oberflächenabschnitt 14b bzw.
den Böden
der Aufnahmen 15 anliegenden Endabschnitte 17b der
Kühlelemente 17 vergleichsweise
dick auszubilden (vgl. vor allem 8).
Dadurch wird die Dicke der Grundplatte 14 außerhalb
der Fußpunkte
der Kühlrippen 16 durchgehend
um die Dicke der Endabschnitte 17b vergrößert und
die Wärmeverteilung
entsprechend verbessert. Alternativ könnten die Kühlelemente 17 durch
Rippenprofile 6 nach 4 ersetzt
sein, deren Montageabschnitte 6d durch den Endabschnitten 17b entsprechende,
dicke Endabschnitte gebildet sind. In weiterer Abwandlung von 7 und 8 könnten
die zwischen den Kühlrippen 16 freien
Teile des Oberflächenabschnitts 14b mit
eingearbeiteten Nuten versehen werden, in welchem Fall im wesentlichen
die bereits anhand der 1 bis 4 beschriebene Grundplatte
erhalten wird.
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9 und 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem eine im wesentlichen planparallele Grundplatte 20 einen
ersten, ebenen Oberflächenabschnitt 20a zum
Anbringen von Bauelementen und auf der entgegengesetzten Breitseite einen
zweiten Oberflächenabschnitt 20b mit
einer Vielzahl von Aufnahmen 21 aufweist, die durch vorzugsweise
zickzackförmig
aneinander grenzende, in den Oberflächenabschnitt 20b eingearbeitete
Nuten mit dreieckförmigen
Querschnitten gebildet sind. Die Aufnahmen 21 werden daher
durch Innenwände 21a begrenzt,
die sich von der Grundplatte 20 an nach außen hin
keilförmig
erweitern. Die Grundplatte 20 wird vorzugsweise durch Strangpressen
hergestellt und unterscheidet sich von den Grundplatten nach 1 bis 8 dadurch, daß die Innenwände 21a bereits aufgrund
der Herstellung und nicht aufgrund einer nachträglichen Verbiegung der Grundplatte 20 keilförmig auseinander
laufen.
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Als
Kühlelemente 22 werden
beim Ausführungsbeispiel
nach 9 und 10 beispielsweise mit rechteckigen
Querschnitten versehene Mehrkammerrohre verwendet, die an unteren,
den Aufnahmen 21 zugeordneten Schmalseiten als Montageabschnitte 22a mit
entsprechend keilförmig
zusammenlaufenden Außenflächen 22b ausgebildet
sind.
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Dadurch
ist es möglich,
die Innenwände 21a der
Aufnahmen 21 und/oder die Außenwände 22b der Montageabschnitte 22a zu
beleimen und dann aufeinander zu legen, ohne daß die Gefahr des Abstreifers
der aufgebrachten Klebstoffschichten besteht.
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Die
Breite der Kühlelemente 22 entspricht
in 9 und 10 vorzugsweise dem Teilungsabstand bzw.
der Breite der Aufnahmen 21, so daß bei richtiger Dimensionierung
in jede Aufnahme 21 der Montageabschnitt 22a eines
zugeordneten Kühlelements 22 eingesetzt
werden kann und im montierten Zustand (10) die Kühlelemente 22 mit
ihren Breitseiten aneinander liegen. Nach einem besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist es daher möglich,
die Kühlelemente 22 bzw.
Mehrkammerrohre entsprechend 9 zu
einem vormontierten Stapel bzw. Block zusammenzufassen, indem sie mit
ihren Breitseiten aneinander gelegt und dann durch Kleben zu einer
festen Baueinheit 23 miteinander verbunden werden. Im Unterschied
z. B. zu 7 und 8 weisen beim Ausführungsbeispiel
nach 9 und 10 die Aufnahmen 21 und
die in ihnen zu liegen kommenden Montageabschnitte 22 bzw.
deren Außenflächen 22b eine
senkrecht zum Oberflächenabschnitt 20b gemessene
Tiefe bzw. Höhe
auf, die wesentlich kleiner als die Gesamthöhe der Kühlelemente 22 ist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist schließlich
in 11 und 12 dargestellt. Es enthält zwei
zweckmäßig identische
und spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Mittelebene angeordnete
Grundplatten 26a und 26b, die an voneinander abgewandten,
vorzugsweise ebenen Breitseiten bzw. Oberflächenabschnitten 26c zur
Aufnahme von zu kühlenden
Bauelementen eingerichtet sind. In einander zugewandte, zweite Oberflächenabschnitte 26d der
Grundplatten 26a, 26b sind jeweils nutenförmige Aufnahmen 27a bzw. 27b eingearbeitet,
die durch zum Oberflächenabschnitt 26d hin
keilförmig
auseinander laufende Innenwände 28a begrenzt
sind. Zwischen den Aufnahmen 27a, 27b bleiben
daher analog zu 1 bis 4, 7 und 8 jeweils
Kühlrippen 28 stehen,
deren Außenwände die
Innenwände 28a der Aufnahmen 27a, 27b bilden.
Außerdem
sind die Grundplatten 26a, 26b mit ihren Aufnahmen 27a, 27b einander
derart zugewandt, daß diese
bündig
aufeinander ausgerichtet sind.
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Gemäß 11 sind aus 12 ersichtliche, als Mehrkammerrohre
ausgebildete Kühlelemente 29 in
die Aufnahmen 27a, 27b eingesetzt. Die Kühlelemente 29 besitzen
im wesentlichen rhombusförmige Außenquerschnitte
derart, daß – in Richtung
eines langen Durchmessers d betrachtet – eines der schmalseitigen
Enden der Kühl elemente 29 z.
B. in eine der Aufnahmen 27a der Grundplatte 26a und das
entgegengesetzte schmalseitige Ende desselben Kühlelements 29z. B.
in eine zugeordnete Aufnahme 27b der anderen Grundplatte 26b paßt, wie 11 deutlich zeigt. Dabei
können
die beiden Grundplatten 26a, 26b einander derart
zugeordnet sein, daß zwischen
ihren gegenüber
liegenden Oberflächenabschnitten 26d im
montierten Zustand der Kühlelemente 29 mehr
oder weniger große
Spalte 30 stehen bleiben.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 11 und 12 werden die Aufnahmen 27a, 27b wie
im Fall der 9 und 10 bereits bei ihrer Herstellung
durch Strangpressen mit den keilförmigen Querschnitten versehen,
so daß ein
Verbiegen der Grundplatten 26a, 26b nicht erforderlich
ist. Außerdem
werden die Außenquerschnitte
der Kühlelemente 29 zweckmäßig so dimensioniert,
daß durch
die Außenflächen der
Kühlelemente 29 gebildete
Montageabschnitte 29a erst kurz vor dem vollen Eindringen
der Kühlelemente 29 in
die Aufnahmen 27a, 27b mit den zugeordneten Innenwänden 28a in
Berührung
kommen. Dadurch wird wie im Fall der 9, 10 sicher vermieden, daß an den
Montageabschnitten 29a angebrachte Klebstoffschichten beim
Einführen
der Kühlelemente 29 in
die Aufnahmen 27a, 27b ungewollt abgestreift werden.
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Im übrigen entspricht
die Tiefe der Aufnahmen 27a, 27b – in Richtung
des langen Durchmessers d betrachtet – vorzugsweise etwa der halben,
in derselben Richtung gemessenen Höhe der Kühlelemente 29, so
daß diese
im montierten Zustand praktisch auf ihrem ganzen Umfang in wärmeleitender Berührung mit
den Kühlrippen 28 stehen.
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Die
Kühlelemente 6, 12, 17, 22 und 29 bestehen
vorzugsweise aus durch Strangpressen hergestellten Bauteilen, die
je nach Bedarf mit quer angeordneten, durch Querstege gebildeten
Wärmeleitflächen 6b (4) bzw. 12b (5) bzw. 17c ( 8) bzw. 22c (9) bzw. 29b (12) od. dgl. versehen sind.
Dabei können
die Anzahlen und die Abstände
der Wärmeleitflächen je
nach der erforderlichen Wärmeaustauschleistung
weitgehend frei gewählt
werden, was entsprechend auch für
die Wärmeleitflächen 5a (4) der Kühlelemente 5 gilt.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Kühlleistungen der erfindungsgemäßen Kühlkörper weitgehend unabhängig von
den beim Strangpressen der Grundplatten realisierbaren Teilungsabständen der
angeformten Kühlrippen 4, 16 bzw. 28 eingestellt
werden können.
Vorteilhaft ist auch, daß die
Kühlelemente
je nach Bedarf im wesentlichen vollständig in den von den angeformten
Kühlrippen
gebildeten Aufnahmen versenkt angeordnet (1 bis 4, 7, 9) oder nur zu einem kleinen Teil (5, 6 und 9, 10) in diese gesteckt werden
können.
Dadurch ergibt sich eine hohe Flexibilität im Hinblick sowohl auf die äußerliche
Gestaltung als auch auf die gewünschte
Kühlleistung. Schließlich ist
es vorteilhaft, daß wegen
der Verbindung der Teile durch Kleben auch auch Werkstoffe verwendet
werden können,
die nicht oder nur schwer lötbar
sind. Das gilt insbesondere für
verschiedene, gut wärmeleitende
Aluminium-Gußlegierungen,
aber auch z. B. für
Kupfer und Legierungen aus verschiedenen und in der Wärmeaustauschertechnik
bekannten Materialien, wobei auch innerhalb eines und desselben
Kühlkörpers unterschiedliche
Materialien zur Anwendung kommen können.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die
auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Beispielsweise wäre es möglich, die
Aufnahmen 11 und die Montageabschnitte 12a (5) analog zu 9 keilförmig auszubilden. Dasselbe
gilt für
die Aufnahmen 7 und die Montagelemente 6d und 8a nach 4. Außerdem ist klar, daß insbesondere
die Aufnahmen 3, 7, 11, 15 und 21 auch
mit anderen als rechteckigen Querschnitten versehen und z. B. im
Bereich ihrer Böden
dreieckförmig,
oval, halbkreisförmig
od. dgl. ausgebildet sein könnten.
Weiter ist es möglich,
die Kühlelemente
in Abhängigkeit
von der gewünschten Kühlleistung
und dem gewünschten
Strömungswiderstand
für die
Kühlluft
mit mehr oder weniger dicken bzw. zahlreichen Wärmeleitflächen zu versehen. Außerdem ist
klar, daß die
Grundplatten 2, 10 und 14 auch in ihren
gekrümmten
Formen nach 3, 5 und 7 durch Strangpressen hergestellt werden
könnten,
wodurch ein Biegevorgang eingespart würde. Dabei können zum
Biegen der Grundplatten im Prinzip alle zum Biegen von Blechen od.
dgl. bekannten Werkzeuge und Vorrichtungen verwendet und die Verbiegungen
zweckmäßig im plastischen Bereich
vorgenommen werden. Alternativ können
die Grundplatten und die Kühlelemente
aber auch auf andere Weise als durch Strangpressen hergestellt werden.
Beispielsweise wäre
es möglich,
die Grundplatten durch Fräsen
mit den Nuten 7, 11 usw. zu versehen, insbesondere
wenn sich die Anfertigung eines kostspieligen Strangpreß-Werkzeugs
aufgrund kleiner herzustellender Stückzahlen nicht lohnt. Weiterhin
wäre es
beim Ausführungsbeispiel
nach 11 und 12 möglich, den Kühlkörper aus
nur einer der beiden Grundplatten 26a bzw. 26b herzustellen, die
aus 12 ersichtlichen
Mehrkammerrohre in der Mitte zu teilen und die jeweiligen Aufnahmen 26a, 26b mit
den dadurch erhaltenen, annähernd
trapezförmige
Querschnitte aufweisenden Rohrhälften
auszufüllen.
Schließlich
versteht sich, daß die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und
beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.