DE102011108980A1 - Kühlmodul und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Kühlmodul und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Chun-Ming Wu
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei das Kühlmodul eine Grundplatte und ein Wärmerohr umfasst, wobei die Grundplatte eine erste Nut und eine erste Vertiefung aufweist, die miteinander verbunden sind, und wobei das Wärmerohr in der ersten Nut aufgenommen ist. Dadurch kann das Wärmerohr direkt mit der Wärmequelle in Kontakt stehen und ohne Schweißen mit der Grundplatte verbunden werden, so dass die Herstellungskosten erheblich reduziert werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul und Verfahren zu dessen Herstellung, das die Schweißverbindung bei der Montage durch Zusammenbauen ersetzt.
  • Stand der Technik
  • Das Kühlmodul ist durch mehrere Kühlelemente gebildet, wie Wärmerohr, Kühler, Grundplatte usw. Diese Kühlelemente sind üblicherweise durch Schweißverbindung miteinander verbunden. Bei der Verbindung von Kühlelementen aus Aluminium ist ein spezielles Schweißverfahren erforderlich, so dass die Bearbeitungskosten erhöht werden.
  • Es ist auch möglich, die Kühlelemente mit Schrauben zu verbinden. Die Schraubverbindung ist jedoch nur für manche Kühlelemente geeignet (wie Kühlrippensatz und Grundplatte). Das Wärmerohr kann nicht mit Schrauben befestigt werden.
  • Die Grundplatte bildet üblicherweise ein Loch oder eine Nut für das Wärmerohr, um das Wärmerohr mit der Grundplatte zu verbinden. Dadurch wird zwar das Problem bei der Schweißverbindung und der Schraubverbindung vermieden, kann zwischen dem Wärmerohr und der Grundplatte jedoch ein Spalt auftreten, wodurch ein Wärmewiderstand erzeugt wird, so dass die Kühlwirkung reduziert wird.
  • Daher weist die herkömmliche Lösung folgende Nachteile auf:
    • 1. höhere Kosten,
    • 2. Eignung für nur einige Kühlelemente,
    • 3. schlechte Kühlwirkung.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlmodul zu schaffen, das die Verbindungsflexibilität der Bauteile erhöht.
  • Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Kühlmodul zu schaffen, das die Wärmeleitwirkung erhöht.
  • Der Erfindung liegt eine nochmals weitere Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren des Kühlmoduls zu schaffen, das die Verbindungsflexibilität der Bauteile erhöht und die Wärmeleitwirkung erhöht.
  • Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Kühlmodul gelöst, das umfasst:
    eine Grundplatte, die eine erste Fläche, eine zweite Fläche und mindestens eine erste Nut aufweist, wobei die erste Fläche eine erste Vertiefung bildet, wobei die erste Nut mit der ersten Vertiefung verbunden ist, und
    mindestens ein Wärmerohr, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist und in der ersten Nut aufgenommen ist.
  • Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gelöst, das folgende Schritte enthält:
    mindestens ein Wärmerohr und eine Grundplatte mit mindestens einer Nut werden bereitgestellt;
    das Wärmerohr wird in die Nut der Grundplatte eingesetzt; und
    in der der Nut gegenüberliegenden Seite der Grundplatte wird durch mechanische Bearbeitung eine Vertiefung hergestellt, die mit dem Wärmerohr verbunden ist.
  • Dadurch kann die Wärmeleitwirkung und die Verbindungsflexibilität der Bauteile des Kühlmoduls erhöht werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 2 eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 3 eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 4 eine perspektivische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 5 eine Explosionsdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 6 eine perspektivische Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 7 eine Explosionsdarstellung des fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 8 eine perspektivische Darstellung des fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 9 eine Explosionsdarstellung des sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 10 eine Explosionsdarstellung des siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kühlmoduls,
  • 11 ein Ablaufdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
  • 12 ein Ablaufdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
  • 13 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Kühlmoduls beim Einsatz.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
  • Die 1 und 2 zeigen das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls 1, das eine Grundplatte 11 und mindestens ein Wärmerohr 12 umfasst.
  • Die Grundplatte 11 weist eine erste Fläche 111, eine zweite Fläche 112 und mindestens eine erste Nut 113 auf. Die erste Fläche 111 bildet eine erste Vertiefung 114. Die erste Nut 113 ist mit der ersten Vertiefung 114 verbunden.
  • Das Wärmerohr 12 weist eine erste Seite 121 und eine zweite Seite 122 auf und ist in der ersten Nut 13 aufgenommen. Die erste Seite 121 fluchtet mit dem Boden der ersten Nut 113.
  • 3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die erste Nut 113 eine offene Seite 1131 und eine geschlossene Seite 1132 aufweist, wobei die Breite der offenen Seite 1131 kleiner ist als die der geschlossenen Seite 1132.
  • 4 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Grundplatte 11 ein erstes Verlängerungsende 115, ein zweites Verlängerungsende 116, ein drittes Verlängerungsende 117 und ein viertes Verlängerungsende 118 aufweist. Das erste, zweite, dritte und vierte Verlängerungsende 115, 116, 117, 118 besitzen jeweils ein Loch 119.
  • 5 und 6 zeigen das vierte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass eine Deckplatte 13 die zweite Fläche 112 der Grundplatte 11 bedeckt.
  • 7 und 8 zeigen das fünfte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das sich von dem vierten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Deckplatte 13 in den vier Ecken jeweils mindestens ein Loch 131 für eine Schraube 2 aufweist, die die Deckplatte auf einer Basisplatte 3 befestigt.
  • 9 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das sich von dem vierten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass das Kühlmodull mindestens eine Verbindungseinheit 14 aufweist, die durch eine Ausnehmung 141 und einen Vorsprung 142 gebildet ist, wobei sich die Ausnehmung 141 in der zweiten Fläche 112 der Grundplatte 11 und der Vorsprung 142 auf der der zweiten Fläche 112 zugewandten Seite der Deckplatte 13 befindet, wobei der Vorsprung 142 in die Ausnehmung 141 eingreift.
  • 10 zeigt das siebte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das sich von dem vierten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass das Kühlmodul 1 mindestens eine Verbindungseinheit 14 aufweist, die durch eine Ausnehmung 141 und einen Vorsprung 142 gebildet ist, wobei sich die Ausnehmung 141 in der der zweiten Fläche 112 zugewandten Seite der Deckplatte 13 und der Vorsprung 142 auf der zweiten Fläche 112 der Grundplatte 11 befindet, und wobei der Vorsprung 142 in die Ausnehmung 141 eingreift.
  • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Kühlmoduls. Wie in Verbindung mit den 1 und 2 ersichtlich ist, beinhaltet das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren folgende Schritte:
    S1: mindestens ein Wärmerohr und eine Grundplatte mit mindestens einer Nut werden bereitgestellt;
    Ein Wärmerohr 12 und eine Grundplatte 11 mit mindestens einer Nut (die erste Nut 113) werden bereitgestellt.
    S2: das Wärmerohr wird in die Nut der Grundplatte eingesetzt;
    Mindestens ein Ende des Wärmerohrs 12 wird in die Nut (die erste Nut 113) der Grundplatte 11 eingesetzt.
    S3: in der der Nut gegenüberliegenden Seite der Grundplatte wird durch mechanische Bearbeitung eine Vertiefung hergestellt, die mit dem Wärmerohr verbunden ist;
    In der der Nut (die erste Nut 113) gegenüberliegenden Seite der Grundplatte 11 wird durch mechanische Bearbeitung eine Vertiefung (die erste Vertiefung 114) hergestellt, die mit der Nut (die erste Nut 113) verbunden ist. Die erste Seite 121 des Wärmerohrs 12 fluchtet mit dem Boden der Vertiefung (die erste Vertiefung 114).
  • 12 zeigt ein Ablaufdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Kühlmoduls. Wie in Verbindung mit den 1 bis 6 ersichtlich ist, beinhaltet das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren folgende Schritte:
    S1: mindestens ein Wärmerohr und eine Grundplatte mit mindestens einer Nut werden bereitgestellt;
    S2: das Wärmerohr wird in die Nut der Grundplatte eingesetzt;
    S3: in der der Nut gegenüberliegenden Seite der Grundplatte wird durch mechanische Bearbeitung eine Vertiefung hergestellt, die mit dem Wärmerohr verbunden ist;
    Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass nach dem Schritt S2, in dem das Wärmerohr in die Nut der Grundplatte eingesetzt wird, ein Schritt S9 eingefügt wird, in dem eine Deckplatte die Nut bedeckt und das Wärmerohr in der Nut verschließt.
  • Eine Deckplatte 13 bedeckt die Seite mit der Nut (die erste Nut 113) der Grundplatte 11 und verschließt das Wärmerohr 12 in der Nut (die erste Nut 113).
  • Die mechanische Bearbeitung im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kann das Fräsen oder Hobeln sein.
  • Wie aus 13 ersichtlich ist, können die erste Seite 121 und die zweite Seite 122 des Wärmerohrs 12 durch die Grundplatte 11 des Kühlmoduls 1 gleichzeitig mit einer Wärmequelle 4 in Kontakt stehen, wodurch die Kühlwirkung erhöht wird und die Einsatzflexibilität erhöht wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kühlmodul
    11
    Grundplatte
    111
    erste Fläche
    112
    zweite Fläche
    113
    erste Nut
    1131
    offene Seite
    1132
    Geschlossene Seite
    114
    erste Vertiefung
    115
    erstes Verlängerungsende
    116
    zweites Verlängerungsende
    117
    drittes Verlängerungsende
    118
    viertes Verlängerungsende
    119
    Loch
    12
    Wärmerohr
    121
    erste Seite
    122
    zweite Seite
    13
    Deckplatte
    131
    Loch
    14
    Verbindungseinheit
    141
    Ausnehmung
    142
    Vorsprung
    2
    Schraube
    3
    Basisplatte
    4
    Wärmequelle

Claims (10)

  1. Kühlmodul, umfassend eine Grundplatte (11), die eine erste Fläche (111), eine zweite Fläche (112) und mindestens eine erste Nut (113) aufweist, wobei die erste Fläche (111) eine erste Vertiefung (114) bildet, wobei die erste Nut (113) mit der ersten Vertiefung (114) verbunden ist, und mindestens ein Wärmerohr (12), das eine erste Seite (121 und eine zweite Seite (122) aufweist und in der ersten Nut (13) aufgenommen ist.
  2. Kühlmodul nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Deckplatte (13), die die erste Fläche (111) der Grundplatte (11) bedeckt.
  3. Kühlmodul nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eine Verbindungseinheit (14), die durch eine Ausnehmung (141) und einen Vorsprung (142) gebildet ist, wobei sich die Ausnehmung (141) in der zweiten Fläche (112) der Grundplatte (11) und der Vorsprung (142) auf der der zweiten Fläche (112) zugewandten Seite der Deckplatte (13) befindet, wobei der Vorsprung (142) in die Ausnehmung (141) eingreift.
  4. Kühlmodul nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eine Verbindungseinheit (14), die durch eine Ausnehmung (141) und einen Vorsprung (142) gebildet ist, wobei sich die Ausnehmung (141) in der der zweiten Fläche (112) zugewandten Seite der Deckplatte (13) und der Vorsprung (142) auf der zweiten Fläche (112) der Grundplatte (11) befindet, und wobei der Vorsprung (142) in die Ausnehmung (141) eingreift.
  5. Kühlmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (13) in den vier Ecken jeweils mindestens ein Loch (131) aufweist.
  6. Kühlmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (11) ein erstes Verlängerungsende (115), ein zweites Verlängerungsende (116), ein drittes Verlängerungsende (117) und ein viertes Verlängerungsende (118) aufweist, wobei das erste, zweite, dritte und vierte Verlängerungsende (115, 116, 117, 118) jeweils ein Loch (119) besitzen.
  7. Kühlmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nut (113) eine offene Seite (1131) und eine geschlossene Seite (1132) aufweist, wobei die Breite der offenen Seite (1131) kleiner ist als die der geschlossenen Seite (1132).
  8. Herstellungsverfahren des Kühlmoduls, das folgende Schritte beinhaltet: mindestens ein Wärmerohr und eine Grundplatte mit mindestens einer Nut werden bereitgestellt; das Wärmerohr wird in die Nut der Grundplatte eingesetzt; und in der der Nut gegenüberliegenden Seite der Grundplatte wird durch mechanische Bearbeitung eine Vertiefung hergestellt, die mit dem Wärmerohr verbunden ist.
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Bearbeitung das Fräsen oder Hobeln ist.
  10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt S2, in dem das Wärmerohr in die Nut der Grundplatte eingesetzt wird, ein Schritt S4 eingefügt wird, in dem eine Deckplatte die Nut bedeckt und das Wärmerohr in der Nut verschließt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109900148A (zh) * 2019-04-01 2019-06-18 济南大学 一种滑动式的热管组合散热器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109900148A (zh) * 2019-04-01 2019-06-18 济南大学 一种滑动式的热管组合散热器

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