DE10145311A1 - Kühlvorrichtung zur Kühlung von Elektronikbauteilen und Schaltschrank zur Aufnahme von Elektronikbauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Kühlung von einem oder mehreren Elektronikbauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Schaltschrank zur Aufnahme von Elektronikbauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.

Um Elektronikbauteile, wie beispielsweise Frequenzumrichter, innerhalb eines Schaltschrankes zu kühlen, ist grundsätzlich bekannt, die Elektronikbauteile an einem Kühlkörper anzuordnen. Dabei wird die von den Elektronikbauteilen erzeugte Wärme unmittelbar in den Kühlkörper übertragen. Zur kontinuierlichen Kühlung der Elektronikbauteile ist es nun erforderlich, dass die Wärmeenergie des Kühlkörpers abgeführt wird. Zur Wärmeabfuhr sind grundsätzlich zwei Varianten bekannt. Bei einer ersten Variante wird ein Heat-Pipe-System eingesetzt, wobei der Kühlkörper mit einem die Wärme aufnehmenden Abschnitt eines Kühlrohres verbunden ist. Innerhalb des Kühlrohres ist ein kondensierbares Wärmeträgerfluid enthalten, das durch Verdampfen innerhalb eines Wärme aufnehmenden Abschnittes des Kühlrohres und durch Kondensieren an einem Wärme abgebenden Abschnitt des Kühlrohres zu einem Wärmetransport führt. Somit wird die Wärmeenergie des Kühlkörpers über das Heat-Pipe-System abgeführt. Eine derartige Vorrichtung ist aus dem Patentabstrakt der JP 11-145664 bekannt. Hierbei wird die Wärme durch ein mit dem Wärme abgebenden Abschnitt des Kühlrohres verbundenen Wärmetauscher außerhalb eines Schaltschrankes abgeführt.

Bei einer zweiten Variante weist der Kühlkörper mehrere Kühlrippen auf, die die Wärmeenergie unmittelbar in die. Umgebung abgeben. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 34 15 554 C2 bekannt. Bei Verwendung derartiger Kühlkörper ragen die Kühlrippen vorzugsweise in einen Kühlschacht außerhalb des Schaltschrankes, um die Wärme außerhalb des Schaltschrankes in der Umgebungsluft abgeben zu können.

Bei beiden bekannten Systemen besteht das Problem, dass zum Austausch der Elektronikbauteile diese unmittelbar vom Kühlkörper zu lösen sind. Da insbesondere beim Anbringen der Elektronikbauteile an dem Kühlkörper darauf geachtet werden muß, dass ein gleichmäßiger Wärmeübergang über die gesamte Kontaktfläche zwischen dem Elektronikbauteil und dem Kühlkörper stattfinden kann, sind derartige Austauschvorgänge besonders aufwendig.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art sowie einen Schaltschrank der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Elektronikbauteile auf einfache Art ausgewechselt und variabel angeordnet werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Schaltschrank für hohe Schutzklassen bei flexibler Anordnung der Elektronikbauteile mit hoher Leistungsdichte zu schaffen.

Die Erfindung wird einerseits durch eine Kühlvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst und andererseits durch einen Schaltschrank mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung basiert darauf, dass zum Auswechseln der Elektronikbauteile die Schnittstelle zwischen dem Kühlkörper und den Bauteilen, die den Wärmeabtransport ausführen, genutzt wird. Somit bildet der Kühlkörper und die an dem Kühlkörper angeordneten Elektronikbauteile eine Baueinheit. Durch Verwendung eines Kühlrohres (Heat-Pipe) wird vorteilhaft der Abschnitt zum Aufnehmen der Wärme, das als Kaltende bezeichnet ist, zur Aufnahme der Baueinheit verwendet, wobei die Baueinheit auf das Kaltende des Kühlrohres aufgesteckt ist. Zum Austausch der Elektronikbauteile wird die Baueinheit von dem Kaltende des Kühlrohres wieder abgezogen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass individuell geformte Kühlkörper verwendet werden können, um beispielsweise eine hohe Anpassung zwischen dem Kühlkörper und den speziellen Elektronikbauteilen zu erhalten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine Vormontage der Baueinheit möglich ist. Damit ist die zur Wärmeübertragung erforderliche genaue Justierung auf einfache Weise möglich.

Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlrohr zu ermöglichen, ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 2 ausgeführt. Hierbei weist der Kühlkörper eine Klemmöffnung und zumindest ein Klemmmittel auf. Die Klemmöffnung ist derart ausgebildet, dass der Kühlkörper auf das freie Kaltende des Kühlrohres aufsteckbar und bis zu einer Klemmposition am Kühlrohr verschiebbar ist. In der Klemmposition wird der Kühlkörper sodann durch das Klemmmittel an dem Kühlrohr festgeklemmt. Somit ist ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Kühlrohr und dem Kühlkörper gegeben.

Besonders vorteilhaft läßt sich der Wärmeübergang zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlrohr dadurch beeinflussen, dass die Klemmöffnung durch eine Bohrung und einen die Bohrung erweiternden Spannschlitz gebildet wird. Im ungespannten Zustand besitzt die Bohrung einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als das Kühlrohr. Damit läßt sich die Baueinheit aus Kühlkörper und Elektronikbauteilen auf einfache Weise auf das Kühlrohr aufstecken. Durch den Spannschlitz sind zwei gegenüberliegende Spannflansche an dem Kühlkörper ausgebildet, die mittels des Klemmmittels gegeneinander verspannbar sind. Damit wird der Durchmesser der Bohrung derart verändert, dass die Innenwand der Bohrung mit der Außenwand des Kühlkörpers in Kontakt kommt. Die Bohrung ist vorzugsweise über die gesamte Länge des Kühlkörpers innerhalb des Kühlkörpers ausgebildet.

Das Klemmmittel kann hierbei als eine oder mehrere Schrauben gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Kühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder als ein Spannbügel gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Kühlvorrichtung nach Anspruch 5 ausgebildet sein.

In Abhängigkeit von der Größe des Kühlkörpers beziehungsweise in Abhängigkeit der abzuführenden Wärmemenge läßt sich der Kühlkörper gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Kühlvorrichtung auch mit mehreren parallel nebeneinander angeordneten Kühlrohren verbinden.

Dabei hat sich insbesondere die Ausbildung des Kühlkörpers als eine Kühlplatte mit mehreren Dickstellen als besonders günstig erwiesen, um einen schnellen und gleichmäßigen Wärmeabtransport zu erhalten. Hierbei sind in den Dickstellen die Klemmöffnungen zur Aufnahme der Kühlrohre enthalten.

Der erfindungsgemäße Schaltschrank zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das fest an der Rückwand angebrachte mit seinem Kaltende frei auskragend vorgesehene Kühlrohr beliebig mit einer Baueinheit bestückt werden kann. Ein Austausch und Veränderung der Elektronikbauteile ist somit schnell und ohne größeren Aufwand ausführbar.

Zur Befestigung des Kühlrohres in der Rückwand des Schaltschrankes wird vorzugsweise eine Verschraubung verwendet, so dass eine hohe Dichtigkeit gegenüber der Umgebung an dem Schaltschrank realisiert wird. Eine derartige Ausbildung des erfindungsgemäßen Schaltschrankes ermöglicht den Einsatz bis zu Schutzklassen von IP 65. Zur Aufnahme mehrerer Kühlkörper mit fixierten Elektronikbauteilen sind an der Rückwand des Schaltschrankes vorteilhaft mehrere Kühlrohre untereinander und/oder nebeneinander vorgesehen. Dabei können Kühlkörper verwendet werden, die an einem oder mehreren Kühlrohren aufgesteckt sind.

Weitere Vorteile sind anhand einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;

Fig. 2 und 3 schematisch weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;

Fig. 4 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltschrankes;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltschrankes.

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. In Fig. 1.1 ist die Kühlvorrichtung schematisch in einer Draufsicht und in Fig. 1.2 schematisch in einem Querschnitt dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist; für beide Figuren.

Die Kühlvorrichtung weist ein Kühlrohr 1 auf, das als eine bekannte Heat-Pipe ausgebildet ist. Das Kühlrohr 1 enthält ein kondensierbares Wärmeträgerfluid, das innerhalb des Kühlrohres in einem Wärme aufnehmenden Abschnitt verdampft und in einem Wärme abgebenden Abschnitt kondensiert. Hierzu wird das dampfförmige und flüssige Wärmeträgerfluid in einem Kreislauf innerhalb des Kühlrohres 1 geführt. Bei dem in Fig. 1.1 gezeigten Kühlrohr ist der Wärme aufnehmende Abschnitt als Kaltende mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet. Der am gegenüberliegenden Ende des Kühlrohres ausgebildete Abschnitt zur Abgabe der Wärme ist als Warmende mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet.

Das Warmende 3 des Kühlrohres 1 ist mit einem Wärmetauscher 4 verbunden. Der Wärmetauscher 4 wird hierbei beispielhaft aus einer Vielzahl von Kühllamellen 5 gebildet, die am Umfang des Kühlrohres 1 angebracht sind.

Zwischen dem Warmende 3 und dem Kaltende 2 ist ein Anschlag 6 am Umfang des Kühlrohres 1 befestigt. An dem Anschlag 6 liegt ein Kühlkörper 7 an, der auf das Kaltende 2 des Kühlrohres 1 aufgesteckt ist. Auf der Oberfläche des Kühlkörpers 7 sind mehrere Elektronikbauteile 8 befestigt. Die Elektronikbauteile 8 können beispielsweise Frequenzumrichter, Leistungshalbleiter oder Platinen sein.

Wie in Fig. 1.2 dargestellt ist, besitzt der Kühlkörper 7 im mittleren Bereich eine Klemmöffnung 9. Die Klemmöffnung 9 ist als eine Bohrung ausgeführt und durchdringt den Kühlkörper über die gesamte Länge. Die Klemmöffnung 9 wird von dem Kühlrohr 1 durchdrungen. Seitlich neben der Klemmöffnung 9 ist ein Spannschlitz 10 in dem Kühlkörper 7 eingebracht. Der Spannschlitz 10 ist bis zur Klemmöffnung 9 durchgehend und erstreckt sich zumindest über eine Teillänge des Kühlrohres 1. Durch den Spannschlitz 10 sind an dem Kühlkörper 7 zwei Spannflansche 11.1 und 11.2 gebildet. Der Spannflansch 11.1 ist gegenüber dem Spannflansch 11.2 mittels eines Klemmmittels 12 verspannt. Das Klemmmittel 12 wird hierbei durch mehrere in Abstand hintereinander angeordnete Schrauben 21 gebildet. Mittels der Schrauben 21 wird der Kühlkörper 7 an dem Kaltende 2 des Kühlrohres 1 geklemmt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind die Elektronikbauteile 8 wärmeübertragend auf der Oberfläche des Kühlkörpers 7 befestigt. Zwischen den Unterseiten der Elektronikbauteile 8 sowie der Oberseite des Kühlkörpers 7 ist vorzugsweise eine Paste eingebracht, um einen über die gesamte Kontaktfläche gleichmäßigen Wärmeübergang zu erhalten. Die von den Elektronikbauteilen 8 in den Kühlkörper 7 übertragende Wärmeenergie wird innerhalb des Kühlkörpers 7 von dem Kaltende 2 des Kühlrohres 1 aufgenommen. Dabei verdampft das im Inneren im Kühlrohr anstehende Wärmeträgerfluid. Das dampfförmige Wärmeträgerfluid wird sodann zum gegenüberliegenden Warmende 3 des Kühlrohres 1 geführt. Hier erfolgt eine Abkühlung durch den Wärmetauscher 4, so dass das Wärmeträgerfluid kondensiert. Dieser Vorgang läuft kontinuierlich, so dass eine gleichmäßige Kühlung der Elektronikbauteile gewährleistet ist. Um zwischen dem Kühlkörper 7 und dem Kühlrohr 1 einen guten Wärmeübergang zu erhalten, ist der Kühlkörper 7 in einer Klemmposition am Umfang des Kühlrohres 1 geklemmt.

Für den Fall, dass die Elektronikbauteile gewechselt oder ausgetauscht werden sollen, wird das Klemmmittel 12 gelöst. Hierzu werden die Schrauben 21 aus den Spannflanschen 11.1 und 11.2 herausgedreht. Durch die Entspannung der Spannflansche 11.1 und 11.2 vergrößert sich die Klemmöffnung 9 geringfügig, so dass der Kühlkörper 7 mit den Elektronikbauteilen 8 als eine Baueinheit von dem Kaltende 2 des Kühlrohres 1 abgezogen werden kann. Die Kühlvorrichtung ist danach bereit zur Aufnahme eines identischen Kühlkörpers oder eines in seiner Form veränderten Kühlkörpers. Damit wird eine hohe Flexibilität erreicht, so dass insbesondere eine individuelle Paarung zwischen Kühlkörper und Elektronikbauteilen möglich ist.

In Fig. 2 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung im Querschnitt dargestellt. Grundsätzlich sind in den nachfolgenden Figuren die Bauteile gleicher Funktion mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 2 dargestellte Kühlvorrichtung besteht aus zwei Kühlrohren 1.1 und 1.2. Jedem der Kühlrohre 1.1 und 1.2 ist jeweils ein Wärmetauscher - beispielsweise wie in Fig. 1.1 dargestellt - zugeordnet. Die beiden Kühlrohre 1.1 und 1.2 dienen zur Aufnahme eines Kühlkörpers 7. Der Kühlkörper 7 weißt hierzu zwei Klemmöffnungen 9.1 und 9.2 auf. Jede Klemmöffnung 9.1 und 9.2 ist durch einen seitlichen Spannschlitz 10.1 und 10.2 erweitert. Die Spannschlitze 10.1 und 10.2 durchdringen den Kühlkörper in der gesamten Länge, so dass sich ein oberer Spannflansch 11.1 und ein unterer Spannflansch 11.2 ausbildet. In dem oberen Spannflansch 11.1 ist ein Spannbügel 13 drehbar gelagert. Der Spannbügel 13 läßt sich zwischen einer Klemmposition - wie in Fig. 2 dargestellt - und einer Ruheposition verschwenken. In der Klemmposition umgreift der Spannbügel 13 den unteren Spannflansch 11. 2 und verspannt beide Spannflansche 11.1 und 11.2 gegeneinander. Zur Begrenzung der Klemmung kann der Spannbügel 13 einen Ansatz aufweisen, der die Einengung des Spannschlitzes 10 auf einen maximalen Wert begrenzt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sind die Spannbügel 13.1 und 13.2 in ihren Klemmstellung dargestellt. Der Kühlkörper 7 ist mit seinen Klemmöffnungen 9 an den Kühlrohren 1.1 und 1.2 geklemmt. Auf der Oberseite und auf der Unterseite des Kühlkörpers 7 sind jeweils Elektronikbauteile 8.1 und 8.2 angeordnet.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung dargestellt. Der Kühlkörper wird hier durch eine Kühlplatte 14 gebildet. Auf der Oberseite der Kühlplatte 14 sind mehrere Elektronikbauteile 8.1, 8.2 und 8.3 wärmeübertragend angeordnet. Auf der Unterseite der Kühlplatte 14 weißt die Kühlplatte 14 mehrere parallel nebeneinander ausgebildete Dickstellen 15 auf. Die Dickstellen 15 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Kühlplatte 14. In den Dickstellen 15 sind die Klemmöffnungen 9.1, 9.2 und 9.3 sowie die Spannschlitze 10.1, 10.2 und 10.3 ausgebildet. In jeder Klemmöffnung 9 ist ein Kühlrohr 1 aufgenommen. In den durch die Spannschlitze 10 gebildeten Spannflanschen 11 ist ein Klemmmittel 12 eingebracht, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Insoweit wird an dieser Stelle zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführung Bezug genommen.

Bei den in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist die lösbare Verbindung zwischen dem Kühlkörper 7 und dem Kühlrohr 1 durch beispielhafte Klemmverbindungen realisiert. Grundsätzlich sind jedoch alle Art von lösbaren Verbindungen möglich, wobei die Wahl der Verbindung im wesentlichen durch den gewünschten Wärmeübergang zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlrohr bestimmt wird. So wäre es grundsätzlich möglich, den Kühlkörper unmittelbar mit einer Bohrung auf das Kaltende des Kühlrohres aufzuschieben. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs könnte dabei beispielhaft eine Wärmepaste zwischen dem Kühlrohr und dem Kühlkörper eingesetzt werden.

In Fig. 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltschrankes in einem Querschnitt dargestellt. Der Schaltschrank besitzt ein Schrankgehäuse 20. Innerhalb des Schrankgehäuses 20 sind Elektronikbauteile 8 gekapselt eingeschlossen. Zur Kühlung der Elektronikbauteile 8 ist eine Kühleinrichtung vorgesehen, die durch ein Kühlrohrsystem (Heat-Pipe-System) 1 gebildet wird. Das Kühlrohr 1 ist in einer Rückwand 16 befestigt. Hierzu ist eine Verschraubung 18 vorgesehen, die die Durchdringung des Kühlrohres 1 in der Rückwand 16 gleichzeitig gegenüber der Umgebung abdichtet. Die Verschraubung 18 ist auf der innen liegenden Seite der Rückwand 16 an einem Halter 22 verschraubt. Das Kühlrohr 1 besitzt ein Kaltende 2 innerhalb des Schrankgehäuses 20 und ein Warmende 3 außerhalb des Schrankgehäuses 20. Hierzu ist auf der außen liegenden Seite der Rückwand 16 ein Kühlschacht 17 gebildet. In dem Kühlschacht 17 ist ein Wärmetauscher 4 mit dem Warmende 3 des Kühlrohres 1 verbunden. Der Wärmetauscher 4 weist eine Vielzahl von Kühllamellen 5 auf, die am Umfang des Kühlrohres 1 angebracht sind. An dem in das Innere des Schrankgehäuses 2 frei auskragend hineinragende Kaltende 2 des Kühlrohres 1 ist ein Kühlkörper 7 aufgeschoben. Der Kühlkörper 7 liegt am Halter 22 an. Der Halter 22 definiert somit die Klemmposition des Kühlkörpers 7. Die Klemmverbindung zwischen dem Kühlkörper 7 und dem Kühlrohr 1 könnte nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis 3 ausgeführt sein. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltschrankes ist nur eine Kühleinrichtung mit einem Kühlrohr 1 vorgesehen, so dass nur eine Baueinheit, bestehend aus einem Kühlkörper und mehreren Elektronikbauteilen, innerhalb des Schaltschrankes angeordnet ist.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltschrankes gezeigt, in Fig. 5.1 ist der Schaltschrank in einer Vorderansicht und in Fig. 5.2 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Der Aufbau des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen identisch zu dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, so dass an dieser Stelle zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede aufgezeigt werden.

Wie in Fig. 5.1 und Fig. 5.2 gezeigt, sind mehrere Kühleinrichtungen nebeneinander und untereinander in der Rückwand 16 befestigt. Die Wärmetauscher 4 sind innerhalb des Kühlschachtes 17 angeordnet. In dem Kühlschacht 17 ist zusätzlich den Wärmetauschern 4 ein Gebläse 19 zugeordnet. Das Gebläse 19 erzeugt dabei einen Kühlluftstrom, welcher die Wärmetauscher 4 umströmt. Innerhalb des Schrankgehäuses 20 ragen die Kaltenden 2 der Kühlrohre 1 hinein. Dabei ist an jeweils zwei benachbarten Kaltenden 2 der Kühlrohre 1 ein Kühlkörper 7 geklemmt. Im Inneren des Schrankgehäuses 20 sind somit insgesamt acht Kühlkörper und sechzehn Kühlrohre angeordnet. Jeder der Kühlkörper 7 weist ein oder mehrere Elektronikbauteile 8 auf, die wärmeübertragend an den Kühlflächen des Kühlkörpers 7 befestigt sind. Die Ausbildung der Kühlkörper sowie die Anordnung der Elektronikbauteile kann hierbei jedoch individuell den Anfordernissen der Kühlung angepaßt werden. Auf diese Weise kann eine sehr hohe Antriebs-/Heizleistungsdichte in dem Schaltschrank installiert werden. Der Schaltschrank zeichnet sich insbesondere durch den kompakten Aufbau und seine Möglichkeit zur flexiblen Bestückung aus. Aufgrund der hohen Schutzklassenanforderung, die durch die Befestigung der Kühlrohre in der Rückwand erreicht wird, sind die erfindungsgemäßen Schaltschränke auch bei größerer Umweltbelastung durch flüchtige in der Umluft enthaltene Bestandteile geeignet. So werden derartige Schaltschränke vorzugsweise in Spinnanlagen oder Textilmaschinen eingesetzt.

Um sowohl einen guten Wärmeübergang als auch eine gute Wärmeleitung innerhalb des Kühlkörpers zu erreichen, sind die Kühlkörper vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt. Die Klemmöffnungen sowie die Kühlflächen zur Aufnahme der Elektronikbauteile lassen sich besonders durch Stranggußprofile ausbilden. Damit sind die durch die Kühlkörper und Elektronikbauteile gebildeten Baueinheiten sehr leicht und schnell zu demontieren und montieren.

Bezugszeichenliste

1

Kühlrohr, Heat Pipe

2

Kaltende

3

Warmende

4

Wärmetauscher

5

Kühllamellen

6

Anschlag

7

Kühlkörper

8

Elektronikbauteil

9

Klemmöffnung, Bohrung

10

Spannschlitz

11

Spannflansch

12

Klemmittel

13

Spannbügel

14

Kühlplatte

15

Dickstelle

16

Rückwand

17

Kühlschacht

18

Verschraubung

19

Gebläse

20

Schrankgehäuse

21

Schraube

22

Halter

Claims (17)

1. Kühlvorrichtung zur Kühlung von einem oder mehreren Elektronikbauteilen (8) mit einem Kühlrohr (Heat Pipe) (1), welches einen die Wärme aufnehmenden Abschnitt (Kaltende) (2) und einen die Wärme abgebenden Abschnitt (Warmende) (3) aufweist, mit einem Wärmetauscher (4), der mit dem Warmende (3) des Kühlrohres verbunden ist, und mit einem Kühlkörper (7), der die Elektronikbauteile (8) trägt und der mit dem Kaltende (2) des Kühlrohres (1) wärmeübertragend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (7) und die Elektronikbauteile (8) eine Baueinheit bilden, die durch Aufstecken auf das Kaltende (2) des Kühlrohres (1) oder Abziehen von dem Kaltende (2) des Kühlrohres austauschbar mit dem Kühlrohr (1) verbunden ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (7) eine Klemmöffnung (9) und zumindest ein Klemmittel (12) aufweist und daß die Klemmöffnung (9) derart ausgebildet ist, daß der Kühlkörper (7) auf das freie Kaltende (2) des Kühlrohres (1) aufsteckbar und bis zu einer Klemmposition am Kühlrohr (1) verschiebbar ist, so daß der Kühlkörper (7) durch das Klemmittel (12) in der Klemmposition an dem Kühlrohr (1) klemmbar ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmöffnung durch eine Bohrung (9) und einen die Bohrung (9) erweiternden Spannschlitz (10) gebildet wird, daß die Bohrung (9) vor einer Klemmung des Kühlkörpers (7) geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Kühlrohres (1) und daß zur Klemmung des Kühlkörpers (7) zwei durch den Spannschlitz (10) gebildete Spannflansche (11) gegeneinander verspannbar sind.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmittel (12) zumindest eine Schraube ist, die den Spannschlitz (10) zum Klemmen des Kühlkörpers durchdringt.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel zumindest ein Spannbügel (13) ist, der an einem der Spannflansche (11.1) schwenkbar gelagert ist und der zum Klemmen des Kühlkörpers (7) an dem zweiten Spannflansch (11.2) arretierbar ist.

6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmposition durch einen Anschlag (6) gebildet ist, der fest mit dem Kühlrohr (1) verbunden ist.

7. Kühlvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (7) mit mehreren parallel nebeneinander angeordneten Kühlrohren (1) verbunden ist.

8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper als eine Kühlplatte (14) mit mehreren Dickstellen (15) ausgebildet ist, welche parallel nebeneinander angeordnet sind und jeweils eine Klemmöffnung (9) zur Aufnahme der Kühlrohre (1) aufweisen.

9. Schaltschrank zur Aufnahme von Elektronikbauteilen (8) mit einem Schrankgehäuse (20), mit einem Kühlschacht (17), der an einer Rückwand (16) außerhalb des Schrankgehäuses (20) angeordnet ist, und mit einer Kühleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (1) derart an der Rückwand befestigt ist, daß das Warmende (3) des Kühlrohres (1) mit dem Wärmetauscher (4) in den Kühlschacht (17) hineinragt und daß das Kaltende (2) des Kühlrohres (1) frei auskragend in das Schrankgehäuse (20) hineinragt, und daß der Kühlkörper (7) und die Elektronikbauteile (8) eine Baueinheit bilden, die durch Aufstecken auf das Kaltende (2) des Kühlrohres (1) oder Abziehen von dem Kaltende (2) des Kühlrohres (1) austauschbar mit dem Kühlrohr (1) verbunden ist.

10. Schaltschrank nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (7) eine Klemmöffnung (9) und zumindest ein Klemmittel (12) aufweist und daß die Klemmöffnung (9) derart ausgebildet ist, daß der Kühlkörper (7) auf das freie Kaltende (2) des Kühlrohres (1) aufsteckbar und bis zu einer Klemmposition am Kühlrohr (1) verschiebbar ist, so daß der Kühlkörper (7) durch das Klemmittel (12) in der Klemmposition an dem Kühlrohr (1) klemmbar ist.

11. Schaltschrank nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmöffnung durch eine Bohrung (9) und einen die Bohrung (9) erweiternden Spannschlitz (10) gebildet wird, wobei die Bohrung (9) vor der Klemmung größer ist als der Außendurchmesser des Kühlrohres (1) und wobei die sich in dem Spannschlitz (10) gegenüberliegenden Spannflansche (11) gegeneinander verspannbar sind.

12. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmposition durch einen Anschlag (22) gebildet ist, der fest mit der Rückwand (16) und dem Kühlrohr (1) verbunden ist.

13. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren parallel nebeneinander angeordneten Kühlrohre (1) an der Rückwand (16) befestigt sind und an den Kaltenden (2) mit dem Kühlkörper (7) verbunden sind.

14. Schaltschrank nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper als eine Kühlplatte (14) mit mehreren Dickstellen (15) ausgebildet ist, welche parallel nebeneinander angeordnet sind und jeweils eine Klemmöffnung (9) zur Aufnahme der Kühlrohre (1) aufweisen.

15. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr (1) durch eine Verschraubung (18) dichtend mit der Rückwand (16) verbunden ist.

16. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückwand (16) mehrere Kühlrohre (1) zur Aufnahme mehrerer Kühlkörper (7) mit Elektronikbauteilen (8) untereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.

17. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlschacht (17) ein Gebläse (19) zugeordnet ist, welches einen Kühlluftstrom in Richtung der Wärmetauscher (4) erzeugt.