DE10043014A1 - Kühlelement - Google Patents

Abstract

Ein Kühlelement (10) zum Kühlen eines elektrischen Bauteiles besteht aus einem einstückigen Kühlkörper (12) aus Metall, der eine Grundplatte (14) mit einer Kontaktfläche (16) an der Grundplattenunterseite (17) und ein von der Grundplatte abragendes Kühlteil (19-22) aufweist. Das Kühlkörper-Metall besteht aus annähernd reinem Aluminium, dessen Volumenanteil mindestens 99,0% beträgt. Dadurch sind Kühlkörper realisierbar, die gegenüber herkömmlichen aus Aluminium-Legierungen bestehenden Kühlkörpern eine erheblich verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweisen und damit größere Kühlleistungen erbringen können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlelement zum Kühlen eines elektrischen Bauteiles.

Kühlelemente werden zum Kühlen elektrischer Bauteile einge­ setzt, die im Betrieb viel Wärme entwickeln und ohne Kühlung nicht funktionsfähig wären oder sogar zerstört würden. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Bauteile der Leistungselek­ tronik und um digitale Bauteile. Als Werkstoff für Kühlelemente werden wegen ihrer guten wärmeleitenden und mechanischen Eigen­ schaften häufig Aluminium-Legierungen verwendet, aus denen sich einstückige Kühlkörper herstellen lassen. Diese Kühlkörper kön­ nen zur Verbesserung der Kühlleistung von der Kühlelement- Grundplatte abragende Kühlteile aufweisen, beispielsweise Kühl­ rippen oder Kühlstifte.

Aufgabe der Erfindung ist es, die thermischen Eigenschaften von Kühlelementen zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merk­ malen des Anspruchs 1.

Das Material des erfindungsgemäßen einstückigen Kühlelement- Kühlkörpers besteht aus annähernd reinem Aluminium, das einen Aluminium-Volumenanteil von mindestens 99,0% hat. Die Wärme­ leitfähigkeit von annähernd reinem Aluminium ist um 20% bis 50% höher als die Wärmeleitfähigkeit der bisher verwendeten Aluminium-Legierungen und liegt bei 200 bis 235 W/mK. Durch das Weglassen der Legierungsbestandteile kann das hohe Wärmeleitfä­ higkeits-Potential des Werkstoffes Aluminium nahezu vollständig genutzt werden. Auf diese Weise lassen sich Kühlelemente rea­ lisieren, die wegen ihrer deutlich höheren Wärmeleitfähigkeit kleiner und leichter sind, als die bisher verwendeten Kühlele­ mente aus Aluminium-Legierungen oder anderen Metallen. Ferner ist die Dichte des reinen Aluminiums größer und seine Ober­ flächengüte besser als bei Aluminium-Legierungen. Die bessere Oberflächengüte des reinen Aluminiums führt zu einem besseren Wärmeübergang zwischen dem Kühlelement-Kühlkörper und dem elek­ trischen Bauteil, wodurch ebenfalls die Kühlleistung insgesamt verbessert wird.

An der Grundplattenunterseite des Kühlkörpers ist eine Kontakt­ fläche zum thermischen Ankoppeln des zu kühlenden elektrischen Bauteils vorgesehen. Die Kontaktfläche kann auch an einer von der Grundplatte abragenden Wand vorgesehen sein. Das zu küh­ lende elektrische Bauteil kann direkt an der Kontaktfläche an­ gebracht werden, kann jedoch auch in einem gehäuseartigen Kühl­ körper mit einer wärmeleitenden Vergußmasse vergossen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Kühlteile vorgesehen, die als annähernd senkrecht von der Grundplat­ tenoberseite abragende Kühlstifte ausgebildet sind. Im Ver­ gleich zu Kühlrippen weisen Kühlstifte eine relativ große Ober­ fläche auf, wodurch der Übergang der Wärme von dem Kühlkörper auf die Kühlluft verbessert wird. Ein verbesserter Wärmeüber­ gang von dem Kühlkörper auf die Kühlluft ist deshalb erforder­ lich, weil durch die Verwendung reinen Aluminiums die Wärme­ leitfähigkeit des Kühlkörpers verbessert ist und dadurch größere Wärmemengen an die Kühlluft abgegeben werden müssen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verhältnis der Kühlstiftlänge zu dem Kühlstiftdurchmesser größer als 10. Auch die im Verhältnis zum Kühlstiftdurchmesser vergrößerte Kühl­ stiftlänge führt zu einem besseren und größeren Wärmeübergang von dem Kühlstift zur Kühlluft. Auch durch diese Maßnahme kön­ nen die wegen der besseren Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers auftretenden größeren Wärmemengen besser an die Umgebungsluft abgegeben werden.

Vorzugsweise sind die Kühlstifte in zueinander parallelen Rei­ hen angeordnet, wobei die Kühlstifte einer Reihe in Längsrich­ tung versetzt zu den Kühlstiften einer Nachbarreihe angeordnet sind. Durch die versetzte Anordnung wird eine größere Verwir­ belung der durch das Kühlstift-Feld hindurchziehenden Kühlluft bewirkt, was wiederum einen verbesserten Wärmeübergang von den Kühlstiften zu der Kühlluft bewirkt. Auch durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die durch die verbesserte Wärmeleitfähig­ keit des Kühlkörpers auftretenden, größeren Wärmemengen nicht zu einem Wärmestau in den Kühlstiften führen, sondern an die Kühl­ luft abgegeben werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Kühlstifte der­ art angeordnet, dass ein Kühlstift in annähernd gleicher Ent­ fernung mindestens fünf benachbarte Kühlstifte aufweist. Auch durch diese sternartige Anordnung der Kühlstifte zueinander wird eine Verwirbelung der durch das Kühlstift-Feld hindurch­ fließenden Kühlluft und damit ein verbesserter Wärmeübergang zwischen Kühlstiftoberfläche und Kühlluft bewirkt.

Vorzugsweise weist die Grundplatte an ihrer Unterseite ab­ ragende Halteteile zur Justierung und Fixierung des Kühlkörpers an dem elektrischen Bauteil auf. Die einstückig mit der Grund­ platte ausgebildeten Halteteile können als Haltestifte oder ähnliches ausgebildet sein, die in entsprechende Ausnehmungen des elektrischen Bauteiles eingreifen können. Auf diese Weise wird die genaue Lage des Kühlkörpers an dem elektrischen Bau­ teil vorgegeben. Dadurch wird die Montage erleichtert und die richtige Positionierung des Kühlkörpers auf dem elektrischen Bauteil in einer den optimalen Wärmeübergang zwischen Bauteil und Kühlkörper gewährleistenden Position gesichert. Es können alternativ auch andere Körper von der Unterseite des Kühl­ körpers abragen. Von dem Kühlkörper können sowohl von der Ober- als auch von der Unterseite beliebig geformte Körper einstückig abragen.

Vorzugsweise weist die Grundplatte an der Grundplattenunter­ seite eine Ausnehmung auf, wobei der Boden der Ausnehmung die Kontaktfläche bildet. Die Grundplatte wird mit ihrer Ausnehmung auf das elektrische Bauteil aufgestülpt und kann auf diese Weise unverrückbar mit dem elektrischen Bauteil verbunden wer­ den.

Alternativ oder ergänzend zu den als Kühlstifte ausgebildeten Kühlteilen, kann das Kühlteil auch als senkrecht von der Grund­ platte abstehende Kühlrippe ausgebildet sein. Ferner kann die Grundplatte eine zur Unterseite abragende umlaufende Schürzen­ wand aufweisen und die Kühlrippe die Grundplatte und die Schür­ zenwand U-förmig umfassen. Während die Grundplatte mit der um­ laufenden Schürze ein nur zu einer Seite offenes Gehäuse bil­ det, das beispielsweise gleichzeitig als Abschirmgehäuse gegen elektromagnetische Strahlung dienen kann, ist die Kühlrippe um drei Seiten herumgezogen, so dass sie eine relativ große Ober­ fläche für einen verbesserten Wärmeübergang von dem Kühlkörper zu der Kühlluft aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Querschnitt eines Kühlstiftes rund oder sternartig ausgebildet. Der Querschnitt kann insbesondere kreisrund, oval, tropfen- oder ellipsenförmig ausgebildet sein.

Vorzugsweise weisen die freien Kühlstiftenden Befestigungsele­ mente zur Befestigung eines Gebläses auf. Das Befestigungsele­ ment kann beispielsweise in Form eines Außengewindes oder einer Gewindebohrung ausgebildet sein. Auf diese Weise läßt sich mit einfachen Mitteln ein Kühlluft zuführendes oder absaugendes Ge­ bläse auf dem Kühlkörper montieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Grundplatte ei­ nen seitlich abragenden Befestigungsflansch auf. Der Befesti­ gungsflansch dient der Befestigung des Kühlelementes an dem elektronischen Bauteil oder an der das Bauteil haltenden Pla­ tine.

Vorzugsweise ist der Volumenanteil des Aluminiums in dem Kühl­ körper-Metall mindestens 99,5%. Dies entspricht genau dem Alu­ minium-Volumenanteil von sogenanntem reinen Aluminium, wie es gewerblich angeboten wird. Derartiges Aluminium hat einen Wär­ meleitwert von annähernd 220 W/mK.

Im folgenden werden anhand der Abbildungen vier Ausführungsbei­ spiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungform eines Kühlelementes in Sei­ tenansicht,

Fig. 2 das Kühlelement der Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 das Kühlelement der Fig. 1 in Unteransicht,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Kühlelementes mit einer umlaufenden Schürzenwand in einem Längsschnitt,

Fig. 5 das Kühlelement der Fig. 4 in Unteransicht,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform eines gehäuseartigen Kühlelementes mit Kühlrippen in Draufsicht,

Fig. 7 das Kühlelement der Fig. 6 in Seitenansicht,

Fig. 8 das Kühlelement der Fig. 6 in Unteransicht, und

Fig. 9 eine vierte Ausführungsform eines im Grundriß kreis­ runden Kühlelementes in Draufsicht.

In den Fig. 1-9 sind vier verschiedene Ausführungsformen von Kühlelementen 10; 50; 60; 70 zum Kühlen elektrischer Bauteile dar­ gestellt. Derartige Kühlelemente 10; 50; 60; 70 werden insbeson­ dere zur Kühlung von Leistungselektronik-Bauteilen und von di­ gitalen Bauteilen, beispielsweise von Prozessoren, verwendet.

Jedes der Kühlelemente 10; 50; 60; 70 besteht aus einem ein­ stückigen Metall-Kühlkörper 12; 52; 62; 72, der aus sogenanntem reinem Aluminium hergestellt ist und einen Aluminium-Volumenan­ teil von ca. 99,5% aufweist. Der Aluminiumanteil kann auch ge­ ringfügig kleiner sein oder bis zu 99,9% betragen. Gegenüber den bisher verwendeten Aluminium-Legierungen weist reines Alu­ minium mit einem Volumenanteil von mindestens 99,0%, insbeson­ dere von mindestens 99,5%, eine erheblich verbesserte Wärme­ leitfähigkeit auf, die 200 bis 220 W/mK beträgt. Mit dem reinen Aluminium können kleinere Kühlelemente zum Kühlen elektrischer Bauteile realisiert werden bzw. größere Wärmemengen bei gleicher Baugröße abgeführt werden, also insgesamt größere Kühlleistungen erbracht werden. Zur Umformung des reinen Alu­ miniums zu Kühlkörpern können geeignete bekannte Umform-Ver­ fahren eingesetzt werden.

Die Kühlkörper 12; 52; 62 der Kühlelemente 10; 50; 60 der Fig. 1-5 und 9 bestehen jeweils aus einer Grundplatte 14; 51; 64 und aus als Kühlstifte 19, 20 ₁-20 ₆; 57; 67 ausgebildeten Kühlteilen, die senkrecht von der Grundplatte 14; 51; 64 senkrecht abragen und jeweils Kühlstift-Felder (18; 58; 68) bilden.

Das Kühlelement 10 der Fig. 1-3 weist eine Kontaktfläche 16 an der Grundplattenunterseite 17 auf, wie in Fig. 1 dargestellt und an seiner Oberseite ein Feld 18 von einzelnen Kühlstiften 19, 20 ₁-20 ₆ auf, die jeweils zylindrisch ausgebildet sind und einen kreisrunden Querschnitt haben. Die Kühlstifte 19, 20 ₁-20 ₆ sind einstückig mit der Grundplatte 14 verbunden, so dass der Wärmeübergang zwischen der Grundplatte 14 und den Kühlstiften 19, 20 ₁-20 ₆ ungestört ist. Die Kühlstifte 19, 20 ₁-20 ₆ sind in sieben Längsreihen parallel zueinander angeordnet, wobei sie nicht miteinander ausgerichtet, sondern zueinander versetzt an­ geordnet sind.

Die Kühlstiftquerreihen 20 ₁-20 ₆ des einen Längsendes des Kühl­ körpers 12 sind von Querreihe zu Querreihe zum Längsende hin verkürzt ausgebildet, so dass sich an dem einen Grundplat­ tenende eine stufenartige Anordnung der Kühlstiftquerreihen 20 ₁-20 ₆ ergibt. Während die langen Kühlstifte 19 eine Länge von ungefähr 50 mm aufweisen, haben die kürzesten Kühlstifte 20 ₆ eine Länge von ungefähr 30 mm.

Die Kühlstifte 20 ₁-20 ₆ haben jeweils einen Durchmesser von un­ gefähr 4,5 mm. Damit ist das Verhältnis der Kühlstiftlänge zum Kühlstiftdurchmesser bei den langen Kühlstiften 19 ungefähr gleich 11. Durch die stufenartige Anordnung der. Kühlstifte 20₁- 20₆ haben die Kühlstifte jeweils nur die Länge, die für die Ab­ führung der dort hinfließenden Wärmemengen erforderlich ist. Wenn an dem rechten Kühlkörperende weniger abzuführende Wärme­ menge auftritt, sind hier kürzere Kühlstifte 20 ₆ ausreichend, um die hier auftretenden Wärmemengen an die Kühlluft abzu­ führen. Ferner wird durch die stufenartige Ausbildung der Kühl­ stifte 19, 20 ₁-20 ₆ auch eine Verwirbelung der anströmenden Kühl­ luft bewirkt, wodurch wiederum der Wärmeübergang zwischen den Kühlstiften 19, 20 ₁-20 ₆ und der Kühlluft verbessert wird.

Die Kontaktfläche 16 an der Grundplattenunterseite 17 ragt un­ gefähr 0,2 mm aus der Grundplattenebene hervor und ist spanab­ hebend zu einer ebenen Fläche mit einer Rauhtiefe von höchstens 10 µm bearbeitet worden. Durch die Ebenheit und geringe Rauh­ tiefe der Kontaktfläche 16 wird ein guter Kontakt zu einer ent­ sprechenden Kontaktfläche eines zu kühlenden elektrischen Bau­ teiles gewährleistet. Zwischen dem elektrischen Bauteil und dem Kühlelement 10 wird auf diese Weise auch ein nur kleiner Luftspalt vermieden, so dass insgesamt ein guter Wärmeübergang zwischen einem elektrischen Bauteil und dem Kühlelement 10 ge­ währleistet ist.

In dem Kühlstiftfeld 18 sind insgesamt vier Freistellen 24 vor­ gesehen, die keinen Kühlstift aufweisen, und die bei der Her­ stellung des Kühlelementes 10 als Ansatz für ein Auswerfwerk­ zeug dienen, mit dem das in seine Form gebrachte Kühlelement 10 aus der Form ausgestoßen wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die Grundplatte 14 zu beiden Seiten jeweils einen Befestigungsflansch 26, 28 auf, wobei der eine Befestigungsflansch 26 eine Mittelbohrung 30 zum Fest­ schrauben des Kühlelementes 10 aufweist und der andere Flansch 28 als Klemmflansch ausgebildet ist. Ferner weisen die beiden Befestigungsflansche 26, 28 jeweils zwei seitlich offene Ausneh­ mungen 42 auf, mit denen der Kühlkörper an entsprechenden Stif­ ten oder Rippen eines elektrischen Bauteiles oder einer Platine einsetzbar und fixierbar ist. Ferner sind an den Grundplatten- Längsseiten jeweils zwei kleinere rechteckige Klemmausnehmungen 44 vorgesehen, in denen entsprechende Befestigungszungen eines elektrischen Bauteiles oder einer Platine fixiert werden kön­ nen. Ferner weist die Grundplatte 14 an einer Längsseite seit­ lich abragende, T-förmige Befestigungskörper 46 und an der anderen Längsseite seitlich abragende L-förmige Befestigungs­ körper 48 auf. Die Befestigungskörper 46, 48 sind verbiegbar ausgebildet, so dass sie an entsprechenden Befestigungsele­ menten eines elektrischen Bauteiles oder einer Platine ange­ preßt werden und das Kühlelement auf diese Weise fixiert werden kann.

An der Unterseite 17 der Grundplatte 14 sind jeweils Halteteile 32, 33 vorgesehen, die nach unten abragen. Die Halteteile 32, 33 bestehen jeweils aus einer ungefähr rechteckigen Basis 34 und aus einem bzw. zwei Haltestiften 36. Die Basis 34 hat eine Höhe von ungefähr 2,0 mm, der Haltestift 36 eine Höhe von ungefähr 3,0 mm. Seitlich der Eckbereiche der Kontaktfläche 16 ist je­ weils ein weiteres senkrecht abragendes stiftartiges Halteteil 38 vorgesehen. Die Halteteile 32, 33, 38 dienen der genauen Pla­ zierung und der Fixierung des Kühlelementes 10 bzw. seiner Kon­ taktfläche 16 auf einem elektrischen Bauteil bzw. seiner Kon­ taktfläche.

Die Höhe der Grundplatte beträgt ungefähr 3,0 mm. Die Grund­ platte 14 weist ferner einen Sockel 15 auf, der eine Höhe von 7,0 mm hat. Der Sockel 15 dient im wesentlichen als Wärme­ speicher und sorgt auf diese Weise für eine Wärme-Zwischen­ speicherung und damit für eine Glättung von auftretenden Tem­ peraturspitzen des zu kühlenden elektrischen Bauteiles.

Bei dem Kühlelement 50 der Fig. 4 und 5 handelt es sich um ein becherartig ausgebildetes Kühlelement. Von der Grundplatte 51 ragen an der Oberseite senkrecht Kühlstifte 57 ab, die ein Kühlstiftfeld 58 bilden. Von der Grundplatte 51 ragt senkrecht eine umlaufende Schürzenwand 54 ab, an der außen senkrecht ab­ ragende Kühlrippen 56 vorgesehen sind. Der von der Grundplatte 51 und der umlaufenden Schürzenwand 54 gebildete Innenraum wird ferner durch zwei Trennwände 59 in insgesamt drei becherartige Hohlräume unterteilt. Die Grundplatte 51 wird von einem seit­ lich über den gesamten Umfang abstehenden umlaufenden Flansch 53 umrahmt. Auch der Kühlkörper dieses Kühlelementes 50 ist einstückig aus reinem Aluminium hergestellt. In den drei Hohl­ räumen an der Grundplattenunterseite können elektrische Bau­ teile jeweils mit einer wärmeleitenden Vergußmasse eingegossen werden. Auf diese Weise können die elektrischen Bauteile Wärme in alle Richtungen abgeben und der Kühlkörper 52 Wärme über eine große Kühlkörperfläche aufnehmen. Die Vergußmasse muß dazu eine so große Wärmeleitfähigkeit aufweisen, dass kein Wärmestau auftreten kann.

In den Fig. 6-8 ist ein als Gehäuse ausgebildetes Kühlelement 70 dargestellt, dessen Kühlkörper 72 eine Grundplatte 74 und eine zur Grundplattenunterseite senkrecht abragende umlaufende Schürzenwand 76 aufweist. Durch die Grundplatte 74 und die Schürzenwand 76 wird ein rechteckiges Abschirmgehäuse gebildet, das der elektromagnetischen Abschirmung elektrischer Bauteile dienen kann. Innerhalb des Gehäuses sind zwei Querwände 78 vor­ gesehen. Als Kühlkörper sind sechs Kühlrippen 80 vorgesehen, die senkrecht von der Grundplatte 74 und der Schürzenwand 76 abstehen und die Grundplatte 74 und die Schürzenwand 76 U-för­ mig umfassen. Mit dem Kühlelement-Gehäuse kann ein oder können mehrere elektrische Bauteile gekühlt werden, die an der Unter­ seite der Grundplatte 74, oder an den Querwänden 78 befestigt sein können. Auch das Kühlelement 70 ist einstückig aus reinem Aluminium hergestellt.

Das in Fig. 9 gezeigte Kühlelement 60 ist in Draufsicht kreis­ rund ausgebildet. Die einzelnen Kühlstifte 67 des Kühlstift- Feldes 68 sind kreisartig um den Mittelpunkt herum und versetzt zueinander angeordnet.

Die Kühlstifte ragen zwar vorzugsweise senkrecht von der jewei­ ligen Grundplatte ab, können jedoch auch teilweise schräg von der Grundplatte abragen oder entsprechend verbogen sein, so dass sie insgesamt fächerartig von der Grundplatte abragen.

An den freien Enden einiger Kühlstifte kann ein Außengewinde oder eine Gewindebohrung vorgesehen sein, so dass ein Gebläse an diesen Kühlstiftenden mit einer entsprechenden Mutter bzw. Schraube befestigt werden kann. Dazu können auch ein Zylinder­ stift oder eine zylindrische Bohrung am freien Kühlstiftende dienen. Die Dicke der Grundplatte muß grundsätzlich nicht über die gesamte Länge oder Breite konstant sein, sondern kann, je nach örtlich erforderlichem Wärmepuffer, örtlich dünner oder dicker ausfallen. Die Bodendicke kann dadurch variiert werden, dass der Boden nach unten und/oder zur Oberseite hin Ausstül­ pungen oder Ausnehmungen aufweist.

Die Kühlstiftenden können flach, konvex oder konkav oder auf andere Weise ausgeformt sein, um beispielsweise die Ver­ letzungsgefahr zu verringern oder die Verwirbelung der Kühlluft an den Kühlstiftenden zu verbessern. Die Kühlstifte können längenmäßig derart variieren, dass sie insgesamt eine wellenar­ tige Gesamtkontur bilden oder andere Geseamtkonturen aufweisen. Die Kühlstifte können im Durchmesser und in ihrer Querschnitts­ form alle gleich, jedoch auch verschieden voneinander ausgebil­ det sein. Die Querschnittsform kann auch trapezartig, rauten­ artig oder sonstwie unsymmetrisch sein.

Zur Befestigung und Zentrierung können beliebige Stifte, Stege oder Ausnehmungen an der Grundplatte gebildet werden.

Die Grundplatte selbst kann ebenfalls einen beliebigen Grundriß aufweisen, beispielsweise U-förmig, dreieckig, rautenartig oder sternartig. Die Grundplatte kann auch durchgehende Ausstan­ zungen aufweisen, durch die beispielsweise der Kühlluftdurch­ tritt verbessert werden kann.

Auch von der Grundplattenunterseite können Kühlstücke, bei­ spielsweise Kühlstifte oder Kühlrippen abragen. Die aus an­ nähernd reinem Aluminium hergestellten Kühlkörper können kom­ plexe Formen aufweisen, insbesondere zur Unterseite und seit­ lich abragende Elemente, die zusammen mit der Grundplatte einen einstückigen Kühlkörper bilden.

Durch die Verwendung von reinem Aluminium mit einem Volumenan­ teil von mindestens 99,0% sind in Kombination mit relativ lan­ gen Kühlstiften oder langgestreckten Kühlrippen und ggf. groß­ volumigen Grundplatten Kühlkörper realisierbar, deren Kühl­ leistung gegenüber aus Aluminium-Legierungen hergestellten her­ kömmlichen Kühlkörpern erheblich verbessert sind. Wie Versuche ergeben haben, kann die Kühlleistung auf diesem Wege ohne wei­ teres um 20 bis 50% gesteigert werden.

Claims (15)

1. Kühlelement zum Kühlen eines elektrischen Bauteiles, mit einem einstückigen Kühlkörper (12; 52; 62; 77) aus Metall, der eine Grundplatte (14; 54; 64; 74) mit einer Kontaktfläche (16) an der Grundplattenunterseite (17) und ein von der Grundplatte abragendes Kühlteil (19; 20 ₁-20 ₆; 55, 57; 67; 80) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlkörper-Metall aus annähernd reinem Aluminium besteht, wobei der Volumenanteil des Aluminiums mindestens 99,0% beträgt.

2. Kühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlteile vorgesehen sind, die als annähernd senk­ recht von der Grundplattenoberseite abragende Kühlstifte (19, 20 ₁-20 ₆; 55, 57; 67) ausgebildet sind.

3. Kühlelement nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Kühlstiftlänge zu dem Kühlstiftdurchmes­ ser größer als 10 ist.

4. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kühlstifte (19, 20 ₁-20 ₆) in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die Kühlstifte (19, 20 ₁-20 ₆) einer Reihe in Längsrichtung versetzt zu den Kühlstiften (19, 20 ₁-20 ₆) einer Nachbarreihe angeordnet sind.

5. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kühlstifte (19, 20 ₁-20 ₆) derart angeord­ net sind, dass ein Kühlstift in annähernd gleicher Ent­ fernung mindestens fünf benachbarte Kühlstifte aufweist.

6. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Grundplatte (14) an ihrer Unterseite (17) abragende Halteteile (32, 33, 38) zur Fixierung des Kühlkörpers (12) an dem elektrischen Bauteil aufweist.

7. Kühlelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (52; 74) eine zur Unterseite abragende um­ laufende Schürzenwand (54; 76) aufweist.

8. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Grundplatte an der Grundplattenunter­ seite eine Ausnehmung aufweist, wobei der Boden der Ausneh­ mung die Kontaktfläche bildet.

9. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlteil als senkrecht von der Grundplatte (74) abstehende Kühlrippe (80) ausgebildet ist.

10. Kühlelement nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippe (80) die Grundplatte (74) und die Schür­ zenwand (76) U-förmig umfaßt.

11. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Kühlstift-Querschnitt rund oder sternartig ist.

12. Kühlelement nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die freien Kühlstiftenden Befestigungsele­ mente zur Befestigung eines Gebläses aufweisen.

13. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Höhe der Grundplatte (14) größer als 9,0 mm ist.

14. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Grundplatte (14) einen seitlich abragen­ den Befestigungsflansch (26, 28) aufweist.

15. Kühlelement nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Volumenanteil des Aluminiums in dem Kühlkörper (12; 52; 62; 72) mindestens 99,5% beträgt.