DE102009007612A1 - Heat dissipation device for e.g. LED display, of motor vehicle, has metal strip with lamella section consisting of lamellas, and pins provided in fastening section and fixed in opening of base plate in force-fit manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Kühlen elektronischer Bauteile sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Vorrichtung.The The present invention describes a device for cooling electronic components and a method for producing these Contraption.
Abhängig von ihrem Wirkungsgrad kommt es bei elektronischen Bauteilen auch immer zu einer Wärmeentwicklung. Besonders auf Grund der wachsenden Anforderungen an die Größenreduzierung elektronischer Geräte und der damit verknüpften hohen Integrationsdichte der einzelnen Komponenten ergibt sich die Notwendigkeit einer Wärmeabfuhr. Die dafür benötigte Vorrichtung muss jedoch nicht nur eine gute Wärmeabfuhr gewährleisten, sondern auch sowohl möglichst geringes Gewicht und geringe Größe als auch minimale Produktionskosten aufweisen.Dependent their efficiency also occurs with electronic components always to a heat development. Especially because of growing demands for size reduction of electronic Devices and the associated high density of integration the individual components results in the need for heat dissipation. However, the required device does not have to ensure only a good heat dissipation, but also both the lowest possible weight and small size as well as have minimal production costs.
Bedingt durch die aktuelle Umweltgesetzgebung werden Kaltkathodenröhren in Anzeigeinstrumenten und Displaybeleuchtungen gerade in Kraftfahrzeugen mehr und mehr durch LED's (Light Emitting Diode) ersetzt. Um eine ausreichende Helligkeit zu erzielen, sind leistungsfähige LED's in ausreichender Anzahl notwendig. Durch die konstruktiv bedingt enge Anordnung entsteht auf kleinstem Raum eine hohe Wärmeleistung, die die Lebensdauer und Funktion der LED's stark einschränkt. Vergleichbare Wärmeprobleme entstehen ebenso beim Einsatz eines leistungsfähigen OLED-Displays (Organic Light Emitting Diode). Daher müssen geeignete Maßnahmen zur Wärmeabfuhr vorgesehen werden. Der gerade in den Instrumente und Displays in Kraftfahrzeugen sehr begrenzte Bauraum muss bestmöglich zur Abgabe der Wärme an die Umgebung genutzt werden.conditioned The current environmental legislation will make cold cathode tubes in display instruments and display lights currently in motor vehicles more and more replaced by LEDs (Light Emitting Diode). To one to achieve sufficient brightness are powerful LED's in sufficient number necessary. Due to the constructive limited Arrangement results in a very small space a high heat output, which greatly limits the life and function of the LEDs. Comparable heat problems also arise during use a powerful OLED display (Organic Light Emitting Diode). Therefore, suitable measures for heat dissipation be provided. The straight in the instruments and displays in Vehicles very limited space needs the best possible be used to deliver the heat to the environment.
Im Allgemeinen werden hierzu Metallblöcke aus Profilen oder aus Guss mit gefrästen oder angeformten Kühlrippen zur Oberflächenvergrößerung eingesetzt. Die Nachteile dieser Kühlkörper sind das vergleichsweise hohe Gewicht, die aufwendige Herstellung durch Fräsen oder Gießen mit Nachbearbeitung und die durch das Herstellverfahren bedingte, nicht immer optimale Anpassung an den Bauraum. Weitere Nachteile sind die aufwendige Werkzeugherstellung mit Urmodell und Abformung, sowie eine die Umwelt belastende Herstellung in einem Gießprozess.in the In general, metal blocks made of profiles or made of cast iron with milled or molded cooling fins used for surface enlargement. The disadvantages of these heat sinks are the comparatively high weight, the elaborate production by milling or Casting with post-processing and by the manufacturing process conditional, not always optimal adaptation to the installation space. Further Disadvantages are the complex tool production with master model and Molding, as well as an environmentally harmful production in one Casting process.
Daher
werden solche Kühlelemente häufig auch durch Strangpressen
von Grundplatten und einzelnen Kühlrippen aus einem gut
wärmeleitenden Metall hergestellt, wie es etwa in der
Aus
der
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Kühlen elektronischer Bauteile zu entwickeln, die eine gleichmäßige Wärmeabfuhr bei gleichzeitig geringen Baukosten und hoher Ausgestaltungsflexibilität gewährleistet.task The present invention is therefore an apparatus for cooling to develop electronic components that are uniform Heat dissipation at the same time low construction costs and high Design flexibility ensured.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Wärmeabfuhr bestehend aus einer Bodenplatte und mindestens einem gebogenen Blechband mit einem Lamellenabschnitt mit mehreren Lamellen und einem Befestigungsabschnitt vorgesehen, wobei die Bodenplatte und das Blechband wärmeleitend miteinander verbunden sind. Um die Vorrichtung einfach herstellen zu können und eine große Flexibilität in der Ausnutzung des für die Wärmeabfuhr zur Verfügung stehenden Bauraums zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in dem Befestigungsabschnitt Zapfen ausgebildet sind, die kraftschlüssig in Öffnungen der Bodenplatte festgelegt sind. Als Zapfen sind insbesondere von der der Bodenplatte zugewandten Seite der Lamellen vorstehend ausgebildete Vorsprünge anzusehen. Die der Bodenplatte zugewandte Unterseite der Lamellen mit den Zapfen bildet somit den Befestigungsabschnitt.This object is achieved with the features of claims 1 and 9. According to the invention a device for heat dissipation is provided consisting of a bottom plate and at least one bent sheet-metal strip with a fin section with a plurality of fins and a mounting portion, wherein the bottom plate and the metal strip are thermally conductively connected to each other. In order to produce the device easily and to achieve a great deal of flexibility in the utilization of the available space for heat dissipation, it is proposed according to the invention that in the attachment portion pins are formed, which are fixed non-positively in openings of the bottom plate. As cones are in particular of to view the projections of the bottom plate facing side of the slats protruding. The base plate facing the underside of the fins with the pin thus forms the attachment portion.
Gemäß einer technisch einfachen und sehr zuverlässigen kraftschlüssigen Verbindung sind die Zapfen in den Öffnungen der Bodenplatte vernietet.According to one technically simple and very reliable frictional Connection are the pins in the openings of the bottom plate riveted.
Eine Alternative kraftschlüssige Befestigung sieht vor, dass die Zapfen in die Öffnungen der Bodenplatte kraftschlüssig eingesteckt sind, vorzugsweise indem die Öffnungen im Verhältnis zu dem Außenumfang der Zapfen ein Untermaß aufweisen. In diesem Fall ist es sogar möglich, das Blechband mit den Lamellen ohne zusätzliches Werkzeug an der Bodenplatte festzulegen, wobei sich in der Praxis herausgestellt hat, dass eine ausreichend zuverlässige Verbindung hergestellt wird.A Alternative frictional attachment provides that the pins in the openings of the bottom plate frictionally are inserted, preferably by the openings in proportion have an undersize to the outer circumference of the pins. In this case, it is even possible to use the sheet metal strip with the Slats without additional tools on the bottom plate it has been found in practice that a sufficiently reliable connection is made.
Dennoch kann erfindungsgemäß vorgesehen werden, dass die Zapfen in den Öffnungen der Bodenplatte verklebt sind. Als Kleber wird vorzugsweise ein Klebstoff mit guten wärmeleitenden Eigenschaften verwendet. Dieser Klebstoff kann beispielsweise in der kraftschlüssigen Verbindung verbleibende Freiräume schließen und so neben einer zusätzlichen Sicherung der kraftschlüssigen Verbindung auch den Wärmeübergang zwischen dem Blechband mit den Lamellen und der Bodenplatte verbessern.Yet can be provided according to the invention, that the Pins are glued in the openings of the bottom plate. As an adhesive is preferably an adhesive with good heat conducting Properties used. This adhesive can be used, for example, in the frictional connection remaining free space close and so next to an additional fuse the non-positive connection and the heat transfer between the sheet metal strip with the fins and the bottom plate improve.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Blechband einschließlich des Lamellen- und des Befestigungsabschnitts mäanderförmig gebogen. Dabei können zwei benachbarte Lamellen insbesondere U-förmig jeweils mittels eines Lamellenstegs miteinander verbunden sein. Eine bevorzugte Ausführungsform liegt darin, dass benachbarte Lamellen parallel bzw. im Wesentlichen parallel, d. h. mit einem Winkel insbesondere kleiner als 5° relativ zueinander, ausgerichtet sind. Bezogen auf die Höhe der Lamellen sind die Lamellenstege niedriger ausgebildet, vorzugsweise maximal bis zu einem Vier tel der Höhe der Lamellen. Auf diese Weise wird ein Luftzug zwischen den Lamellen ermöglicht, der für eine bessere Kühlwirkung sorgt.According to one Embodiment of the present invention is the sheet metal strip including the lamella and the attachment section meandering curved. There can be two adjacent lamellae in particular U-shaped in each case by means of a Lamella web to be interconnected. A preferred embodiment is that adjacent lamellae are parallel or substantially parallel, d. H. with an angle in particular less than 5 ° relative each other, are aligned. Relative to the amount of Slats, the lamella webs are formed lower, preferably maximum up to a quarter of the height of the slats. On this way a draft between the slats is made possible, which ensures a better cooling effect.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Lamellen des Blechbands im Bereich des Befestigungsabschnitts auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Lamellen über ein Lamellenband miteinander verbunden. Das Lamellenband begrenzt das Blechband somit seitlich, wobei die Lamellen an dem Lamellenband umgebogen werden und vorzugsweise senkrecht dazu gestellt sind, ohne dass die Erfindung auf diese Ausrichtung begrenzt wäre. Somit ist es möglich, die Lamellen flexibel an den zur Verfügung stehenden Bauraum anzupassen. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Lamellenband dient insbesondere einer gemeinsamen Montage aller Lamellen an der Bodenplatte, so dass das Lamellenband nach der Montage der einzelnen Lamellen auch von diesen abgetrennt werden kann.According to one alternative embodiment of the present invention are the lamellae of the metal strip in the region of the mounting portion on the opposite sides of the slats over a slat band connected together. The slat band limited the sheet metal strip thus side, with the slats on the slat strip bent over and are preferably placed perpendicular thereto, without the invention being limited to this orientation. Thus, it is possible, the lamellae flexible to the Adjust available space. The inventively proposed Slat band serves in particular a common assembly of all Slats on the bottom plate, leaving the slat band after assembly the individual slats can also be separated from these.
Bei dieser Ausführungsform können erfindungsgemäß auch mehrere Blechbänder ineinander verschachtelt angeordnet sein, um die Kühlwirkung insgesamt zu verbessern. Dazu werden die Lamellenbänder vorzugsweise aufeinander gelegt, wobei die Lamellen der beiden Blechbänder versetzt zueinander angeordnet sind. Die ineinander verschachtelten Blechbänder sind vorzugsweise identisch aufgebaut.at This embodiment can also be used according to the invention several metal strips nested inside each other be to improve the overall cooling effect. To the lamellar bands are preferably placed on top of each other, wherein the slats of the two metal strips offset from one another are arranged. The nested metal strips are preferably constructed identically.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bodenplatte der Vorrichtung zur Wärmeabfuhr gleichzeitig eine Gehäuseflache eines elektronischen Gerätes, insbesondere eines Displays mit LED- oder OLED-Beleuchtung, bildet. Indem die Bodenplatte der Vorrichtung zur Wärmeabfuhr gleichzeitig eine Gehäusewand darstellt, wird kein unnötiger Bauraum beansprucht und unnötiges Gewicht vermieden. Ferner wird ein optimaler Wärmeübergang zu dem zu kühlenden Gerät erreicht, da die Vorrichtung zur Wär meabfuhr und das zu kühlende Gerät teilweise baugleich sind, so dass an dieser Stelle kein Wärmeübergang stattfinden muss.According to one preferred embodiment of the invention is provided that the bottom plate of the device for heat dissipation simultaneously a housing surface of an electronic device, especially a display with LED or OLED lighting forms. By the bottom plate of the device for heat dissipation simultaneously a housing wall is no unnecessary Requested space and unnecessary weight avoided. Furthermore, will an optimal heat transfer to the to be cooled Device achieved because the device for heat dissipation meabfuhr and the device to be cooled partially identical are, so that at this point no heat transfer must take place.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Bodenplatte und das Blechband bzw. die Blechbänder aus einem unterschiedlichen Material bestehen. Dies kann auf Grund der zusammengesetzten Bauweise besonders einfach realisiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Bodenplatte, die gleichzeitig als Gehäusewand dienen kann, beispielsweise aus vergleichsweise stabilem Aluminium oder Aluminium-Blech bestehen, um die Vorrichtung zur Wärmeabfuhr und ggf. des Gehäuse eines elektronischen Geräts zu stabilisieren. Die Blechbänder mit den Lamellen können dagegen aus einem besonders gut Wärme leitenden Material bestehen, um die Wärme gut zu transportieren und an die Umgebungsluft abzugeben. Als Material für die Blechbänder kommt beispielsweise Messing in Frage.In Further development of the invention can be provided that the bottom plate and the sheet metal strip or the metal strips of a different material consist. This may be particularly due to the composite design easy to be realized. According to a preferred Embodiment, the bottom plate, the same time can serve as a housing wall, for example, comparatively stable aluminum or aluminum sheet to the device for heat dissipation and possibly the housing of an electronic Stabilize device. The metal bands with the On the other hand, slats can heat up very well conductive material to transport the heat well and to the ambient air. As material for the Sheet metal strips, for example, brass in question.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Wärmeabfuhr bestehend aus einer Bodenplatte und mindestens einem gebogenen Blechband mit einem Lamellenabschnitt mit mehreren Lamellen und einem Befestigungsabschnitt. Die Vorrichtung ist insbesondere wie vorbeschrieben ausgebildet. Ein besonders einfacher Prozess der Herstellung lässt sich erreichen, indem in die Bodenplatte Öffnungen eingebracht und an dem Befestigungsabschnitt des Blechbandes Zapfen ausgebildet werden, wobei anschließend die Zapfen in den Öffnungen kraftschlüssig festgelegt werden, beispielsweise durch ein Untermaß der Öffnungen, ein Vernieten oder dergleichen. Gegebenenfalls kann zusätzlich ein Verkleben der Zapfen in den Öffnungen erfolgen, wobei der Kleber dann vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen sollte.The invention further relates to a method for producing a device for heat dissipation consisting of a bottom plate and at least one bent sheet-metal strip with a multi-fin section and a mounting portion. The device is designed in particular as described above. A particularly simple process of manufacture can be achieved by openings are made in the bottom plate and formed on the attachment portion of the sheet metal pin, wherein then the Pins are fixed non-positively in the openings, for example by an undersize of the openings, riveting or the like. Optionally, in addition, a bonding of the pins in the openings take place, wherein the adhesive should then preferably have a high thermal conductivity.
Gemäß einer besonders bevorzugten Herstellungsweise ist vorgesehen, dass das Blechband aus einem planen Blech, beispielsweise einem Aluminiumblech, ausgestanzt und anschließend gebogen wird. Dies ist im Herstellungsprozess besonders einfach und kann auf kostengünstige Standardmaterialien zurückgreifen.According to one Particularly preferred method of preparation is provided that the Sheet metal strip from a flat sheet, such as an aluminum sheet, punched out and then bent. This is in the manufacturing process particularly simple and can be based on inexpensive standard materials To fall back on.
Eine hohe Kühleffizienz lässt sich bei sehr günstigen Herstellungskosten ferner dadurch erreichen, dass mehrere identisch aufgebaute Blechbänder verschachtelt ineinander an der Bodenplatte festgelegt werden.A high cooling efficiency can be at very favorable Manufacturing costs also achieve that several identical built-up metal strips nested in each other at the Base plate to be set.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.Further Advantages, features and applications of the present Invention will become apparent from the following description of Embodiments and the drawing. All form described and / or illustrated features for itself or in any combination the subject matter of the present Invention, also independent of its summary in the claims or their remittances.
Es zeigenIt demonstrate
Die
in
Um
das Blechband
Damit
die Zapfen
Dieses
Umbiegen kann maschinell in einem zweiten Arbeitsschritt erfolgen,
so dass das Blechband
Die
Form der Lamellen
In
den
Die
Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellte Form der Bodenplatte
Wie
insbesondere der Explosionsdarstellung gemäß
Auf
diese Weise werden beide Blechbänder
Beide
Blechbänder
Erfindungsgemäß ist
es jedoch auch möglich, die Lamellenbänder
- 11
- Vorrichtung zur Wärmeabfuhrcontraption for heat dissipation
- 22
- Bodenplattebaseplate
- 33
- Blechbandmetal strip
- 44
- Lamellenabschnittfin section
- 55
- Lamellelamella
- 66
- Befestigungsabschnittattachment section
- 77
- Zapfenspigot
- 88th
- Öffnungopening
- 99
- Nutgroove
- 1010
- Lamellenstegsipe web
- 1111
- Zwischenraumgap
- 1212
- Vorrichtung zur Wärmeabfuhrcontraption for heat dissipation
- 1313
- Blechbandmetal strip
- 1414
- Lamellenslats
- 1515
- Befestigungsschnittmounting interface
- 1616
- Zapfenspigot
- 1717
- Lamellenbandsegment belt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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