DE102013010867B4

DE102013010867B4 - Arrangement for cooling in a housing arrangeable electrical and / or electronic components and computer with such

Info

Publication number: DE102013010867B4
Application number: DE102013010867.5A
Authority: DE
Inventors: David Burkhardt
Original assignee: Protonet GmbH
Current assignee: PROTONET, INC. (N.D.GES.D. STAATES DELAWARE), , US
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2033-06-29
Also published as: DE102013010867A1; WO2014206578A2; WO2014206578A3

Abstract

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Anordnung zum Kühlen von in einem Gehäuse anornenbare elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, mit: – einem Gehäuse, das an seiner Oberseite und an seiner Unterseite eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, zum Ermöglichen einer natürlichen Konvektionsströmung durch das Gehäuse; – einem an der Oberseite des Gehäuses angeordneten Kühlkörper, welcher zumindest eine, über eine der Öffnungen angeordnete Lamelle aufweist, wobei der Kühlkörper relativ zu der Vielzahl von Öffnungen derart angeordnet ist, dass der auf Grund der Konvektion aus den Öffnungen in der Oberseite ausströmbare Luftstrom direkt auf die darüber liegende Lamelle ausgerichtet ist; und – wenigstens einer Heatpipe, die wenigstens eines der zu kühlenden Bauteile (120, 130) mit dem Kühlkörper (200) verbindet. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Rechner mit einer solchen Kühlanordnung.The present application relates to an arrangement for cooling electrical and / or electronic components which can be arranged in a housing, comprising: a housing having a multiplicity of openings on its top side and on its underside, for allowing natural convection flow through the housing ; - A arranged at the top of the housing heat sink, which has at least one, arranged on one of the openings blade, wherein the heat sink is arranged relative to the plurality of openings such that the due to the convection from the openings in the top ausströmbare air flow directly is aligned with the overlying lamella; and - at least one heat pipe, which connects at least one of the components to be cooled (120, 130) with the heat sink (200). Furthermore, the invention relates to a computer with such a cooling arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Kühlen von in einem Gehäuse anordnenbaren elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen und Rechner mit einer solchen. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Rechner mit einer solchen Kühlanordnung.The present invention relates to an arrangement for cooling of housable in a housing electrical and / or electronic components and computer with such. Furthermore, the invention relates to a computer with such a cooling arrangement.

Gehäuse für modulare elektronische bzw. elektrische Bauteile (auch als Bauelemente und/oder Komponenten bezeichnet) insbesondere Leistungshalbleiter und/oder SMD (surface-mounted device) Bauelemente müssen eine spezifizierte Arbeitstemperatur (z. B. Intel 7 Series Chipset/C2160: 108°C maximal im Inneren des Chips und 104°C an der Gehäuseoberfläche des Chips) für die im Gehäuse enthaltenen Bauelemente sicherstellen. Solche Gehäuse umfassen beispielsweise PC-Gehäuse, Servergehäuse, Steuer- und/oder Schaltschränke. Elektronische bzw. elektrische Bauelemente umfassen beispielsweise elektrische Leitung wie beispielsweise Kabel, Leiterplatten, Supraleiter, Wellenleiter wie beispielsweise Antennenelemente, Zirkulatoren, elektromechanische Bauelemente z. B. für die Stromversorgung, für die Frequenzerzeugung, passive Bauelemente wie z. B. Widerstände, Kondensatoren, aktive Bauelemente wie z. B. Halbleiter und Leistungshalbleiter, integrierte Schaltkreise, Aktoren, und/oder Sensoren.Housings for modular electronic or electrical components (also referred to as components and / or components), in particular power semiconductors and / or SMD (surface-mounted device) components must have a specified operating temperature (eg Intel 7 Series Chipset / C2160: 108 ° C maximum inside the chip and 104 ° C on the package surface of the chip) for the components included in the package. Such cases include, for example, PC cases, server cases, control and / or switch cabinets. Electronic or electrical components include, for example, electrical wiring such as cables, printed circuit boards, superconductors, waveguides such as antenna elements, circulators, electromechanical components z. B. for the power supply, for frequency generation, passive components such. B. resistors, capacitors, active devices such. As semiconductors and power semiconductors, integrated circuits, actuators, and / or sensors.

Bei einer kritischen Arbeitstemperatur kann die Lebensdauer der Bauelemente eingeschränkt sein und/oder eine stabile Funktion nicht immer gewährleistet werden. Eine kritische Arbeitstemperatur eines Bauelements kann eine Grenzwertangabe des Herstellers sein. Je nach Robustheit des Prozesses und anvisierter Haltbarkeit des Bauelements wählt der Hersteller einen geeigneten Temperaturbereich. Die physikalischen Degradierungsprozesse die dem zugrunde liegen, skalieren dagegen exponentiell mit steigender Temperatur und Stromdichte. Hersteller wählen deswegen einen zulässigen Betriebsbereich für eine bestimmte Lebensdauer. Beispielsweise sind bei Texasinstruments die meisten Chips für den kommerziellen Bereich z. B. für dauerhafte Temperaturen 0–70°C zugelassen. Eine Maximaltemperatur ist in der Regel etwas höher (95–110°C), je nach Chip Einsatzzweck, z. B. gelten bei Grafikprozessoren, bei denen ein Fehler (sog. Softerror) lediglich eine kurze Bildstörung bedeuten würde, höhere Grenzwerte (110°C) als etwa bei Anwendungsprozessoren (95°C). Demzufolge wird bei Gehäusen mit hoher elektrischer Leistungsdichte (z. B. 50 W/cm² einer 130 Watt CPU mit 263 mm² Die-Fläche (Core i7 Bloomfield)) eine aktive Kühlung (auch als Zwangskühlung bezeichnet) eingesetzt. Dabei werden häufig kleine Kühlkörper und/oder eine oder mehrere Lüfter, die Luft für den Wärmeaustausch fördern, eingesetzt. Solche Lüfter erlauben eine Reduktion der Größe des Kühlkörpers bei gleichbleibendem Temperaturwiderstand. Damit wird entsprechend die Förderleistung erhöht, um auf einen ähnlichen Wärmewiderstand zu kommen, welcher von einem größeren Kühlkörper ohne forcierte Lüftung erzielt wird. Nachteilig ist, dass solche Lüfter Emissionen wie beispielsweise einen Energieverbrauch, Staub, und/oder Schall erhöhen. Zudem erhöhen Lüfter, wie grundsätzliche jedes zusätzliche Bauelement, ein Fehlerpotential des zu kühlenden Geräts (z. B. Lagerschaden).At a critical working temperature, the life of the components may be limited and / or a stable function can not always be guaranteed. A critical working temperature of a component may be a manufacturer's limit value. Depending on the robustness of the process and the intended durability of the component, the manufacturer chooses a suitable temperature range. The physical degradation processes that underlie this, on the other hand, scale exponentially with increasing temperature and current density. Manufacturers therefore choose a permissible operating range for a specific service life. For example, in Texas Instruments most chips for the commercial sector z. B. for permanent temperatures 0-70 ° C approved. A maximum temperature is usually slightly higher (95-110 ° C), depending on the chip application, z. For example, in graphics processors where an error (so-called softerror) would only mean a short frame disturbance, higher limits (110 ° C) apply than with application processors (95 ° C). As a result, in high power density packages (eg 50 W / cm ^{2 of} a 130 watt CPU with 263 mm ² die area (Core i7 Bloomfield)) active cooling (also referred to as forced cooling) is used. In this case, small heat sink and / or one or more fans, which promote air for heat exchange, are often used. Such fans allow a reduction in the size of the heat sink with constant temperature resistance. Thus, the delivery rate is increased accordingly to come to a similar thermal resistance, which is achieved by a larger heat sink without forced ventilation. The disadvantage is that such fans increase emissions such as energy consumption, dust, and / or sound. In addition, fans, like any additional component in principle, increase the potential for failure of the device to be cooled (eg bearing damage).

Im industriellen Umfeld werden auch konvektionsgekühlte Gehäuse verwendet. Konvektionsgekühlte Gehäuse umfassen beispielsweise externe Aluminiumkühlkörper (auch als Extrusion bezeichnet), interne Wärmeleitbrücken (beispielsweise Heatpipes, Kupfer- und/oder Aluminiumblöcke) und/oder ein größtenteils geschlossenes Gehäuse. Gehäuse, welche lediglich Montagefugen und/oder Öffnungen für Netzteil und/oder Peripherieanschlüsse, die nicht Luft- oder Staubdicht sind, umfassen, können als größtenteils geschlossen bezeichnet werden. Dadurch kann Wärme an der Gehäuseoberfläche abgeführt werden. Zudem kann vermieden werden, dass Staub ins Gehäuseinnere eindringt. Nachteilig ist, dass die Bauweise mittels Aluminium-Extrusionen sehr materialintensiv, teuer und/oder energieaufwendig in der Herstellung ist. Die gestalterischen Möglichkeiten sind bei Extrusions-Teilen zudem eingeschränkt. Darüber hinaus kann bei einer solchen Konvektionskühlung eine Kühlung von Bauelementen und insbesondere von SMD Bauelemente im Inneren des Gehäuse die nicht mit Wärmeleitbrücken an den Kühlkörper angeschlossen sind, nicht gewährleistet werden. Dies ist vor allem für die Entwicklung immer leistungsfähiger Halbleiterplattformen mit immer größerer Bauelementedichte problematisch.In the industrial environment, convection-cooled housings are also used. Convection-cooled housings include, for example, external aluminum heat sinks (also referred to as extrusion), internal heat-conducting bridges (eg, heatpipes, copper and / or aluminum blocks), and / or a largely closed housing. Housings that include only mounting joints and / or openings for power supply and / or peripheral connections that are not air or dustproof can be said to be largely closed. This heat can be dissipated to the housing surface. In addition, it can be avoided that dust penetrates into the housing interior. The disadvantage is that the construction by means of aluminum extrusions is very material-intensive, expensive and / or energy-consuming to manufacture. The design options are also limited in extruded parts. Moreover, in such a convection cooling a cooling of components and in particular of SMD components inside the housing which are not connected to the heat sink with heat sinks, can not be guaranteed. This is particularly problematic for the development of increasingly powerful semiconductor platforms with ever greater component density.

Anders als bei SMD Bauelementen kann die Kühlung von aufrecht stehenden THT(Through-Hole Technologie)-Bauteilen kann durch Aufsteckkühlkörper, eingelöteten THT Kühlblechen und/oder gleich durch Chip-Packages aus Keramik und/oder solche mit integrierte Metallplatte leicht gewährleistet werden. Die wesentlich kleineren SMD Bauelemente werden demgegenüber fast ausschließlich im Kunstoffpackage hergestellt, welches die Abwärme nicht durch die eigene Oberfläche abgeben kann, weil der Temperaturwiderstand des Kunststoffpackages zu hoch ist und/oder die Oberfläche durch die zunehmende Miniaturisierung nicht mehr ausreicht. Stattdessen muss die Kühlung durch die wärmeleitenden mit dem Chip-DIE verbundenen Leads und/oder BGA-pads an die Platine abgeben werden, welche dann als Kühlfahne dient. Somit dient die Platine mit den zugeordneten wärmeleitenden Kupferleiterbahnen als Kühlkörper für SMD Bauelemente in einer solchen Anordnung. Dazu werden bei einigen Platinen zusätzliche Flächen und/oder zusätzliche Kühl-Layer (deutsch: Schichten) verbaut, um aufgeklebte und/oder angelötete Kühlkörpern zu vermeiden. Demzufolge ist bei einer solchen Kühlung, die Integrationsdichte von Bauelemente nicht nur durch die Größe und/oder Anzahl der Layer und/oder Vias und durch das Format der SMD Bauelemente limitiert, sondern auch durch den Wärmewiderstand der Platine. Insbesondere sind die meisten handelsüblichen Platinen für Luftstrom konstruiert und besitzen keine ausreichende Kühlfläche um sie in einem geschlossenen passiven Gehäuse, verbauen zu können. Folglich werden zur Kühlung leistungsfähiger Bauelement Lüfter eingesetzt. Durch den Einsatz von Lüftern wird sowohl der Heatsink des angeschlossenen Bauelements (IC wie CPU, Grafikchip, Leistungselektronik wie Mosfet, Linearregler, etc.) gekühlt als auch der verursachte Luftstrom verringert. Zudem kann der Wärmetausch zwischen der Platine und der Umgebungsluft reduziert werden weil mehr Volumenstrom und/oder eine reduzierte laminare bzw. laminierte Gleitschicht vorliegen.Unlike SMD devices, the cooling of upright THT (through-hole technology) devices can be easily guaranteed by slip-on heatsinks, soldered THT heatsinks and / or by ceramic chip packages and / or those with integrated metal plate. By contrast, the much smaller SMD components are produced almost exclusively in the plastic package, which can not emit the waste heat through its own surface because the temperature resistance of the plastic package is too high and / or the surface is no longer sufficient due to the increasing miniaturization. Instead, the cooling must be released through the heat-conducting leads and / or BGA pads connected to the chip DIE to the board, which then serves as a cooling lug. Thus, the board with the associated thermally conductive copper conductor tracks serves as a heat sink for SMD components in one such arrangement. For this purpose, some boards additional surfaces and / or additional cooling layer (German: layers) are installed to avoid glued and / or soldered heat sinks. Consequently, with such a cooling, the integration density of components is limited not only by the size and / or number of layers and / or vias and by the format of the SMD components, but also by the thermal resistance of the board. In particular, most commercially available circuit boards are designed for airflow and have no sufficient cooling surface to be able to install them in a closed passive housing. As a result, fans are used to cool powerful device. Through the use of fans, both the heatsink of the connected component (IC such as CPU, graphics chip, power electronics such as mosfet, linear regulator, etc.) is cooled and the air flow caused is reduced. In addition, the heat exchange between the board and the ambient air can be reduced because there is more volume flow and / or a reduced laminar or laminated sliding layer.

Darüber hinaus gibt es noch Ansätze zur Kühlung von Bauelementen, welche in Trafoöl versenkt sind und/oder bei denen kleine Wärmeleitbrücken für jedes Bauelement existieren (meistens mit Wärmeleitpads, GapPads). Solche Kühlung ist aber verhältnismäßig unflexibel, teuer und/der erfordern geringe Toleranzen die in der Serienproduktion nicht gegeben sind. Folglich eignen sich solche Kühlungen nicht zum industriellen Einsatz und/oder zur Massenproduktion.In addition, there are still approaches for cooling of components, which are sunk in transformer oil and / or where there are small thermal bridges for each component (usually with Wärmeleitpads, GapPads). However, such cooling is relatively inflexible, expensive and / require low tolerances that are not available in mass production. Consequently, such cooling is not suitable for industrial use and / or mass production.

Wie bereits beschrieben, wird bei Gehäusen mit hoher elektrischer Leistungsdichte eine aktive Kühlung eingesetzt, wobei Kühlkörper und Lüfter ins Gehäuse eingesetzt werden. Kühlköper, auch als Heatsinks bezeichnet, sind beispielsweise gefräste Kühlkörper, geschabte Kühlkörper (auch als Skiving Fins bezeichnet), extrudierte Kühlkörper, gesenk-geschmiedete Kühlkörper, gegossene Kühlkörper, Kühlkörper aus Blechlamellen. Kühlkörper können Maßnahmen zur Senkung des Temperaturwiderstands beispielsweise durch verbesserte Wärmeverteilung, Heatpipes, Wasserkreisläufe, Kompressoren, Kupferinserts umfassen, welche vor bzw. zwischen den Kühlkörper in dem Gehäuse geschaltet werden können.As already described, in casings with high electrical power density, active cooling is used, wherein heat sinks and fans are inserted into the housing. Heat sinks, also referred to as heat sinks, are, for example, milled heatsinks, scraped heat sinks (also referred to as skiving fins), extruded heatsinks, drop forged heatsinks, cast heatsinks, heatsinks made from laminations. Heatsinks may include measures to reduce the temperature resistance, for example by improved heat distribution, heat pipes, water circuits, compressors, copper inserts, which can be switched before or between the heat sink in the housing.

Außerdem können wie in der Druckschrift JP2004-14638A offenbart, Baugruppen oder Schaltschrankeinschübe mit Wabengittern an der Oberseite und Lufteinlässen an der Unterseite versehen sein, so dass eine serielle Durchströmung mehrerer, in einem Schaltschrank vertikal angeordneter Einheiten mit Kühlluft möglich ist. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, da sie die natürliche Konvektionsrichtung unterstützt. Die Wabengitterform wirkt sich gegenüber anderen Öffnungen im Gehäuse außerdem positiv auf die elektromagnetische Verträglichkeit bzw. Abschirmung der im Gehäuse befindlichen elektronischen Baugruppen aus.In addition, as in the publication JP2004-14638A discloses assemblies or cabinets with honeycomb at the top and air inlets on the bottom be provided so that a serial flow through several, in a cabinet vertically arranged units with cooling air is possible. Such an arrangement is advantageous because it supports the natural convection direction. The honeycomb lattice shape also has a positive effect on the electromagnetic compatibility or shielding of the electronic assemblies located in the housing compared to other openings in the housing.

In der Druckschrift US4356864A ist außerdem offenbart, wie Lamellen an einer Gehäuseabdeckung angebracht werden können und die Oberfläche und Luftströmung mit relativ zu den Lamellen angebrachten Lüftungsöffnungen vergrößert werden können. Die Öffnungen sind jeweils direkt auf beiden Seiten längs der Lamelle angebracht, so dass es denkbar ist, dass ein Luftstrom aus dem Gehäuseinneren durch die Öffnungen direkt auf die Lamelle strömt zur Erzeugung einer erhöhten Gleitschichtablösung und dadurch eines verbesserten Wärmeaustauschs.In the publication US4356864A is also disclosed how slats can be attached to a housing cover and the surface and air flow can be increased with relative to the slats mounted vents. The apertures are each directly mounted on both sides along the louver, so that it is conceivable that an air flow from the housing interior through the openings flows directly onto the lamella to produce an increased sliding layer separation and thereby an improved heat exchange.

Eine Methode zur natürlichen Konvektionskühlung ist in der Druckschrift US5243493A dargelegt. Hier werden alle Platinen und Geräte senkrecht im Gehäuse angeordnet und Kühlkörper an Netzteil und Leistungstransistoren angeschlossen. Um eine natürliche Konvektion durch das Gehäuse zu ermöglichen, wurden außerdem Lüftungsöffnungen an der Unterseite verwendet und Gehäusefüße, die einen Abstand zwischen Gehäuse und Aufstellfläche erzeugen, damit Luft einströmen kann. Das Gehäuse verfügt weiter über Öffnungen an der Oberkante der Rückseite, die als Auslass für die erwärmte Luft dienen.A method for natural convection cooling is in the document US5243493A explained. Here, all boards and devices are arranged vertically in the housing and heatsink connected to power supply and power transistors. In order to allow natural convection through the housing, ventilation openings were also used at the bottom and housing feet, which create a space between the housing and the footprint, so that air can flow in. The housing also has openings at the top of the back, which serve as an outlet for the heated air.

Kühlkörper aus Extrusionsprofil haben in der Regel den Nachteil begrenzter Durchströmungsrichtungen, da das Herstellungsverfahren keine Öffnungen in der Bodenplatte oder quer zur Extrusionsrichtung erlaubt. In der Druckschrift US20100059213A wird eine Methode beschrieben, die durch Einschneiden eines einstückigen Extrusionskühlkörpers nicht nur eine weitere Durchströmungsrichtung quer zur Extrusionsrichtung ermöglicht, sondern auch die Bodenplatte durchbrechen kann. Dies wird durch eine im Profilquerschnitt mit regelmäßig abgesetzten Bereichen erreicht. Gerade Schnitte quer zur Extrusionsrichtung durchtrennen die Bereiche mit nach unten versetzter Bodenplatte, während die Bodenplatte in den Absätzen dazwischen zusammenhängend bleibt. Diese Lösung ist allerdings in der Form durch die Anforderungen des Extrusionsverfahrens limitiert, wie etwa die Einhaltung von Minimalwandstärken und keine Möglichkeit, die Lamellen in anderen Winkeln als parallel bzw. in Extrusionsrichtung zueinander anzuordnen. Die Bauweise mit gelochter Bodenplatte und möglichst freien Durchströmrichtungen ist vorteilhaft.Heat sinks made of extrusion profile usually have the disadvantage of limited flow directions, since the manufacturing process does not allow openings in the bottom plate or transverse to the extrusion direction. In the publication US20100059213A describes a method that allows not only a further flow direction transverse to the extrusion direction by cutting a one-piece extrusion heat sink, but also can break through the bottom plate. This is achieved by a profile cross-section with regularly stepped areas. Straight cuts transverse to the extrusion cut through the areas with the bottom plate offset downwards, while the bottom plate remains coherent in the steps between them. However, this solution is limited in shape by the requirements of the extrusion process, such as compliance with minimum wall thicknesses and no way to arrange the lamellae at angles other than parallel or in the extrusion direction to each other. The construction with perforated bottom plate and the most free flow directions is advantageous.

Wird ein Kühlkörper aus Blechlamellen, gelötet, gepresst und/oder gesteckt, so wird verhältnismäßig wenig Material verbaut, weile dünne Lamellen verwendet werden und/oder Material-Mix (beispielsweise eine Grundplatte Kupfer, Lamellen Aluminium) nur minimalen zusätzlichen Aufwand erfordert. If a heat sink made of laminations, soldered, pressed and / or plugged, so relatively little material is installed, because thin slats are used and / or material mix (for example, a copper base plate, aluminum fins) requires only minimal additional effort.

Sowohl gefräste Kühlkörper als auch geschabte Kühlkörper erreichen zwar unter Umständen eine ähnliche Lamellendichte und ähnlich dünne Materialquerschnitte wie die Blechlamellen, sind aber wesentlich aufwändiger in der Herstellung und in Materialien und Format stark eingeschränkt.Although both milled heat sink and scraped heat sink may reach a similar lamella density and similar thin material cross-sections as the laminations, but are much more complex in the production and in materials and format severely limited.

Extrusionskühlkörper, gegossene und gesenk-geschmiedete Kühlkörper haben fertigungsbedingt viel größere Lamellen oder Pins als mit Blechlamellen möglich sind. Folglich sind diese schwerer und weniger gut skalierbar als ein Kühlkörper aus Blechlamellen.Extrusion heatsinks, cast and drop forged heat sinks have much larger lamellae or pins due to production than are possible with laminations. Consequently, they are heavier and less scalable than a heat sink made of laminations.

Entsprechend haben sich Lamellenkühlkörper im Hochleistungsbereich durchgesetzt. Beispielsweise kommen für Automobile Aluminiumkühlkörper mit gesteckten Lamellen und/oder zwischen Flachrohre gelötete Lamellen (Netzkühler) zum Einsatz. In der Kälte-Klimatechnik werden beispielsweise Kühlkörper aus Kupferrohr mit gesteckten Aluminiumlamellen eingesetzt. Für PCs und Notebooks haben sich Lamellenkühlkörper in Kombination mit Heatpipes durchgesetzt. Die bisher verwendeten Lamellenkühlkörper haben allerdings Nachteilteile. So ist nur eine geringe strukturelle und/oder mechanische Stabilität gegeben. Darüber hinaus verbiegen sich dünne Lamellen leicht. Ein aus flachen gerade Lamellen bestehender Kühlkörper bietet wenig Scher- und Torsionssteifigkeit.Accordingly, finned heat sinks have prevailed in the high performance area. For example, aluminum heat sinks with inserted lamellas and / or lamellae soldered between flat tubes (mains cooler) are used for automobiles. In refrigeration and air conditioning, for example, heat sinks made of copper pipe with inserted aluminum fins are used. For PCs and notebooks, finned heat sinks in combination with heatpipes have prevailed. However, the finned heat sinks used to date have disadvantages. Thus, only a slight structural and / or mechanical stability is given. In addition, thin slats bend easily. A heat sink consisting of flat straight blades offers little shear and torsional rigidity.

In Anbetracht des obigen sind Nachteile der bekannten und herkömmlichen konvektionsgekühlten Gehäuse und der verwendeten Kühlkörper zu vermeiden. Dementsprechend ist eine lautlose und emissionsarme Konvektionskühlung für elektronische und/oder elektrische Bauelemente vorzusehen. Dabei sollte weniger Rohmaterial als bei herkömmlicher Konvektionskühlung benötigt werden. Eine hohe Toleranz in der Fertigung sollte möglich sein, damit die Konvektionskühlung für einen Massenproduktion geeignet sein, also sowohl in der Fertigung (Stückzahl, Verfahren) als auch in der Anwendung (Leistung, Größe, Gestaltung) skalierbar sein. Dabei sollen bevorzugt Lamellen als Kühlkörper zum Einsatz kommen, welche eine verbesserte strukturelle und/oder mechanische Stabilität aufweisen. Die Lamellen sollten möglichst vielseitig einsetzbar sein. Entsprechend sind für ein Gehäuse gesteckte Lamellen vorzusehen, welche trotz geringer Materialstärke ausreichend steif sind, um eine solide Gehäusefläche zu bilden. Es soll zudem ermöglicht werden, das elektronischen und/oder elektrischen Bauelemente sollen nicht nur innerhalb der spezifizierten Arbeitstemperaturen gehalten werden, sondern eine höhere Lebenserwartung gegenüber der herkömmlichen Zwangskühlung haben, wobei der durch thermischen Stress verursachte Alterungsprozess verringert werden kann.In view of the above, disadvantages of the known and conventional convection-cooled housings and the heatsinks used are to be avoided. Accordingly, a silent and low-emission convection cooling for electronic and / or electrical components is provided. This should require less raw material than conventional convection cooling. A high tolerance in the production should be possible, so that the Konvektionskühlung be suitable for a mass production, thus both in the production (quantity, procedure) as well as in the application (achievement, size, organization) scalable. In this case, slats are preferably used as a heat sink, which have improved structural and / or mechanical stability. The slats should be as versatile as possible. Accordingly, lamellae inserted for a housing must be provided, which, despite the low material thickness, are sufficiently rigid to form a solid housing surface. It should also be made possible that the electronic and / or electrical components should not only be kept within the specified working temperatures, but have a longer life expectancy compared to the conventional forced cooling, whereby the aging process caused by thermal stress can be reduced.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend, eine Anordnung zum Kühlen von in einem Gehäuse anordnenbaren elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen vorzusehen, welche eine strukturell und/oder mechanisch stabile, lautlose, emissionsarme, kostengünstige, skalierbare Konvektionskühlung ermöglicht.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an arrangement for cooling electronic and / or electrical components which can be arranged in a housing and which enables structurally and / or mechanically stable, silent, low-emission, cost-effective, scalable convection cooling.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung zum Kühlen von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen in einem Gehäuse vorgesehen. Das Gehäuse (100) umfassend:
eine Vielzahl von Öffnungen an der Oberseite des Gehäuses; und
einen Kühlkörper, welcher zumindest eine Lamelle umfasst, wobei der Kühlkörper an der Oberseite des Gehäuses relativ zu der Vielzahl von Öffnungen angeordnet ist, so dass ein Luftstrom durch das Gehäuse direkt auf die darüber liegende Lamelle ausgerichtet ist.According to the invention, an arrangement for cooling electrical and / or electronic components in a housing is provided. The housing ( 100 ) full:
a plurality of openings at the top of the housing; and
a heat sink comprising at least one fin, wherein the heat sink is disposed at the top of the housing relative to the plurality of apertures so that an air flow through the housing is directly aligned with the overlying fin.

Die Lamellen des Kühlkörpers können auf der Oberseite des Gehäuses senkrecht zu den Öffnungen an der Oberseite des Gehäuses angebracht werden, so dass der Luftstrom aus den Öffnungen geteilt wird und direkt an der Oberfläche der Lamellen entlang strömt.The fins of the heat sink may be mounted on the top of the housing perpendicular to the openings at the top of the housing so that the airflow from the openings is shared and flows directly along the surface of the fins.

Bevorzugt hat der Kühlkörper eine Vielzahl von Lamellen, wobei die Lamellen in einem Abstand von 6 bis 20 mm parallel zueinander in dem Kühlkörper angeordnet sind.Preferably, the heat sink has a plurality of fins, wherein the fins are arranged at a distance of 6 to 20 mm parallel to each other in the heat sink.

Weiterhin bevorzugt sind die Lamellen bei einer Sechseckbreite von 20 mm und einem Abstand durch die tiefgezogene Sechseckstruktur effektiv 10 mm voneinander entfernt parallel zueinander im Kühlkörper angeordnet.Further preferably, the lamellae are arranged at a hexagonal width of 20 mm and a distance through the deep-drawn hexagonal structure effectively 10 mm apart from each other parallel to each other in the heat sink.

Dementsprechend sind die Lamellen in einem größtmöglichen Abstand zueinander beabstandet. Ein größerer Abstand bedeutet zwar mehr Effektivität pro Fläche, aber auch weniger Fläche und somit weniger Lamellen. Bei der Konstruktion eines Kühlkörpers wird eine Balance zwischen Effektivität pro Fläche und Flächeneinsatz gewählt. Durch das zur Verfügung stehende Volumen auf der Oberseite des Gehäuses steht eine sehr materialsparende, die Effektivität pro Fläche bevorzugende Balance zur Auswahl. Accordingly, the fins are spaced at a maximum distance from each other. Although a larger distance means more effectiveness per area, but also less area and thus fewer fins. When designing a heat sink, a balance is made between effectiveness per area and area use. Due to the available volume on the top of the housing is a very material-saving, the effectiveness per area preferable balance to choose from.

In der Unterseite der Hülle des Gehäuses sind Öffnungen vorgesehen, welche relativ zu den Öffnungen an der Oberseite angeordnet sind, so dass eine natürliche Konvektionsrichtung der Luft in dem Gehäuse ermöglicht wird.In the bottom of the shell of the housing openings are provided, which are arranged relative to the openings at the top, so that a natural convection direction of the air is made possible in the housing.

Bevorzugt sind die Öffnungen in der Unterseite des Gehäuses so relativ zu den Öffnungen an der Oberseite des Gehäuses angeordnet, dass die Öffnungen an der Unterseite ähnlich zu den Öffnungen an der Oberseite angeordnet sind und/oder einen vergleichbaren Gesamtquerschnitt aufweisen.Preferably, the openings in the bottom of the housing are arranged relative to the openings at the top of the housing so that the openings are arranged on the underside similar to the openings on the top and / or have a comparable overall cross-section.

Bevorzugt sind die Öffnungen als Langlöcher ausgebildet. Bevorzugt weisen die Langlöcher eine Länge von den gerundeten Schlitzen vom Radiusmittelpunkt zum Mittelpunkt auf, welche der Länge einer Sechseck-Kantenlänge einer Lamelle des Kühlkörpers entspricht. Weiterhin bevorzugt weisen die Langlöcher eine Breite auf, welche dem vier bis sechsfachen der Stärke einer Lamelle entspricht, beispielsweise 0.8 mm zu 4 mm. Damit die Stabilität der Oberseite des Gehäuses nicht beeinträchtigt wird, sind die Langlöcher bevorzugt lediglich unterhalb der senkrechten Abschnitte der Lamellen des Kühlkörpers angeordnet.Preferably, the openings are formed as slots. Preferably, the elongated holes have a length from the rounded slots from the radius center to the center, which corresponds to the length of a hexagonal edge length of a fin of the heat sink. Further preferably, the elongated holes have a width which corresponds to four to six times the thickness of a lamella, for example 0.8 mm to 4 mm. So that the stability of the upper side of the housing is not impaired, the elongated holes are preferably arranged only below the vertical sections of the fins of the heat sink.

Bevorzugt sind die Bauteile relativ zueinander und zu dem Kühlkörper so angeordnet, dass eine natürliche Konvektion der Luft in dem Gehäuse ermöglicht wird. Bevorzugt sind dabei diejenigen der Bauteile mit niedrigster Belastbarkeit in der Ansaugluft unten im Gehäuse und diejenigen der Bauteile mit höchster Belastbarkeit in der Ansaugluft oben im Gehäuse angeordnet.Preferably, the components are arranged relative to each other and to the heat sink so that a natural convection of the air in the housing is made possible. In this case, those of the components with the lowest load capacity in the intake air at the bottom in the housing and those of the components with the highest load capacity in the intake air are preferably arranged at the top in the housing.

Erfindungsgemäß ist ein Kühlkörper vorhanden. Der Kühlkörper umfasst:
zumindest eine aus einem Blechstreifen einstückig ausgebildet Lamelle, wobei die Lamellensegmente der Lamelle eine Sechseckform aufweisen.According to the invention, a heat sink is present. The heat sink includes:
at least one of a sheet metal strip integrally formed lamella, wherein the lamellar segments of the lamella have a hexagonal shape.

Bevorzugt ist eine Vielzahl von Lamellen vorgesehen, wobei die Lamellen parallel zueinander angeordnet werden, um ein rechteckiges Gitter aus einer Vielzahl von sechseckigen Lamellensegmenten zu bilden.Preferably, a plurality of fins are provided, wherein the fins are arranged parallel to each other to form a rectangular grid of a plurality of hexagonal lamella segments.

Erfindungsgemäß ist der Kühlkörper an der Oberseite eines Gehäuses angeordnet.According to the invention, the heat sink is arranged on the upper side of a housing.

Ein nicht von der Erfindung umfasstes Verfahren zur Herstellung einer Lamelle eines Kühlkörpers zum Kühlen von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen kann umfassen:
beabstandetes Schlitzen eines auf der dünnen Kante waagerecht stehenden Blechstreifens;
Drücken bzw. Pressen der durch die beim Schlitzen entstandenen Lamellensegmente in Sechseckformen.A method not included in the invention for producing a fin of a heat sink for cooling electrical and / or electronic components may include:
spaced slitting of a metal strip standing horizontally on the thin edge;
Pressing or pressing of the lamellar segments formed by slitting in hexagon shapes.

Die Länge der gerundeten Schlitze von Radiusmittelpunkt zum Mittelpunkt entspricht der Länge einer Sechseck-Kantenlänge in dem Blechstreifen einer Lamelle. Die Schlitze verhalten sich bevorzugt zu den Sechsecken und/oder der Sechseckbreite ca. 1,7 zu 1. Bei einer beispielhaften Sechseckbreite von 20 mm ergibt sich so eine Schlitzlänge (abgewickelte Sechseckhälfte) von 34 mm. Das gesamte sechseckige Wabengitter einer Lamelle kann also betrachtet werden wie aus gleichförmigen Lamellensegmenten bestehend, mit je einem Sechseck und einem geraden Abschnitt mit der Länge der Kantenlänge des Sechsecks. Die sich daraus ergebende Gesamtlänge eines solchen Segments ist 35 mm, bei einer beispielhaften Sechseckbreite von 20 mm.The length of the rounded slots from the radius center to the center corresponds to the length of a hexagon edge length in the metal strip of a lamella. The slots preferably relate to the hexagons and / or the hexagon width approximately 1.7 to 1. With an exemplary hexagonal width of 20 mm, this results in a slot length (unwound hexagonal half) of 34 mm. The entire hexagonal honeycomb lattice of a lamella can thus be considered as consisting of uniform lamellar segments, each with a hexagon and a straight section with the length of the edge length of the hexagon. The resulting overall length of such a segment is 35 mm, with an exemplary hexagonal width of 20 mm.

Bevorzugt umfasst das Drücken bzw. Pressen
ein (räumliches) Hochziehen (bzw. eine Tiefziehumformung) des Teils des Lamellensegments oberhalb des jeweiligen Schlitzes in eine Richtung; und
ein Tiefziehen (als eine Art der Blechumformung) des Teils des Lamellensegments unterhalb des Schlitzes in die entgegengesetzte Richtung.Preferably, the pressing comprises
a (spatial) pulling up (or a thermoforming) of the part of the lamellar segment above the respective slot in one direction; and
a deep drawing (as a type of sheet metal forming) of the part of the lamellar segment below the slot in the opposite direction.

Bevorzugte Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezug auf begleitende Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es wird angemerkt, dass selbst wenn Ausführungsformen separat beschrieben sind, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können. Es zeigen:Preferred embodiments will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. It is noted that even though embodiments are described separately, individual features thereof may be combined into additional embodiments. Show it:

1A einen schematischen Aufbau eines herkömmlichen Industriegehäuses, welches passiv gekühlt ist, 1A a schematic structure of a conventional industrial housing, which is passively cooled,

1B einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen konvektionsgekühlten Gehäuses, 1B a schematic structure of a convection-cooled housing according to the invention,

2A eine Seitenansicht eines beispielhaften erfindungsgemäßen konvektionsgekühlten Servergehäuses, 2A a side view of an exemplary convection-cooled server housing according to the invention,

2B eine Draufsicht eines beispielhaften erfindungsgemäßen konvektionsgekühlten Servergehäuses, 2 B a top view of an exemplary convection-cooled server housing according to the invention,

3A einen Blechstreifen, aus welchem eine erfindungsgemäße Lamelle gefertigt werden kann, 3A a sheet metal strip from which a lamella according to the invention can be produced,

3B eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Lamelle, 3B a top view of a blade according to the invention,

3C eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lamelle, 3C a side view of a blade according to the invention,

4 ein Werkzeug zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Lamelle, 4 a tool for producing a lamella according to the invention,

5 ein Screenshot eines Messszenarios zur Messung der Kühlungseffektivität des erfindungsgemäßen Kühlkörpers, 5 a screenshot of a measurement scenario for measuring the cooling efficiency of the heat sink according to the invention,

6A bis 6E Screenshots von Messergebnissen eines ersten Tests zum Messen der Kühlleistung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers und 6A to 6E Screenshots of measurement results of a first test for measuring the cooling capacity of a heat sink according to the invention and

7A bis 7E Screenshots von Messergebnissen eines zweiten Tests zum Messen der Kühlleistung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers. 7A to 7E Screenshots of measurement results of a second test for measuring the cooling capacity of a heat sink according to the invention.

1A zeigt ein herkömmliches Gehäuse 10 mit einem Kühlkörper 18 zur Kühlung der im Gehäuse 10 enthaltenen Platinen 14 und/oder Bauelementen 16 (nachfolgend zusammenfassend auch als Bauteile 14, 16 bezeichnet). Das Gehäuse 10 kann eine Hülle 12 umfassen, beispielsweise damit ummantelt sein. Der Kühlkörper 18 kann an der Oberseite des Gehäuses, wie in 1A gezeigt, angebracht sein. 1A shows a conventional housing 10 with a heat sink 18 for cooling in the housing 10 contained boards 14 and / or components 16 (in the following also as components 14 . 16 designated). The housing 10 can be a shell 12 include, for example, be coated with it. The heat sink 18 can be at the top of the case, as in 1A shown to be appropriate.

Nachteilig bei einem solchen herkömmlich passiv gekühlten Gehäuse 10 kann sein, dass sich ein Hitzestau im Inneren des Gehäuses bildet. Der Hitzestau im Inneren des Gehäuses 10 kann dadurch entstehen, dass ein Kühlkörper aus Strangprofil nur in einer Richtung durchströmt werden kann und ansonsten plattenförmig ist. Ein geringerer Lamellenabstand von Strangkühlkörpern wird gewählt, um einen Materialeinsatz und eine Kühlleistung zu optimieren. Durch die massive Bodenplatte eines Strangkühlkörpers 18 würde ein großer Lamellenabstand mit einem Kühlkörper aus Blechstreifen erheblich Ressourcen verbrauchen. Stattdessen wird in der Regel ein kleinerer Kühlkörper 18 mit dichteren Lamellen gewählt, ein leichter, luftiger Kühlkörper mit mehreren Durchströmrichtungen ist im Strangprofilverfahren nicht umsetzbar. Der Kühlköper 18 kann zwar eine relative große Oberfläche aufweisen, weil ein kleinerer Kühlkörper 18 mit sehr dichten Lamellen über eine größere Gesamtoberfläche verfügt als ein großer Kühlkörper mit großzügigem Lamellenabstand, welche aber nur schlecht ausgenutzt wird. Eine schlechtere Ausnutzung kann dadurch entstehen, dass der Temperaturwiderstand des Kühlkörpers 18 mit der Luftgeschwindigkeit und dem Abstand der Kühlflächen zueinander sinkt. Ersteres liegt daran, dass die Luft als wärmeableitendes Medium bei höherer Geschwindigkeit über eine größere (Wärme-)Kapazität verfügt. Letzteres ergibt sich bei großem Lamellenabstand durch den größeren Abstrahlwinkel zum umgebenden Raum, wodurch mehr Wärmeenergie in Form von Infrarotstrahlung an den umgebenden Raum abgegeben wird, als von Lamelle zu Lamelle verteilt. Dementsprechend ist auf eine Fläche verteilt, eine Effizienz mit steigendem Lamellenabstand größer. Dadurch kann die Platine 14 nur unzureichend gekühlt werden. Es entsteht nur eine geringer Luftstrom in einem massiven Körper des Gehäuses 10. Um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten, muss entsprechend ein Lüfter in Kombination mit dem Kühlkörper 18 verwendet werden, um die Luft durch das Gehäuse 10 zu pressen.A disadvantage of such a conventionally passively cooled housing 10 may be that a heat accumulation forms inside the housing. The heat build-up inside the case 10 can arise because a heat sink made of extruded profile can only be flowed through in one direction and is otherwise plate-shaped. A smaller fin spacing of extruded heatsinks is chosen to optimize material usage and cooling performance. Through the massive base plate of a strand cooling body 18 A large fin spacing with a sheet metal strip heat sink would consume significant resources. Instead, it usually gets a smaller heat sink 18 chosen with denser fins, a light, airy heat sink with multiple flow directions is not feasible in the extruded profile method. The heat sink 18 Although may have a relatively large surface, because a smaller heat sink 18 with very dense fins over a larger total surface has as a large heat sink with generous fin spacing, which is only badly exploited. A worse utilization can be caused by the fact that the temperature resistance of the heat sink 18 decreases with the air velocity and the distance of the cooling surfaces to each other. The former is because the air as a heat-dissipating medium at higher speed has a larger (heat) capacity. The latter results in large lamellar spacing by the larger radiation angle to the surrounding space, whereby more heat energy is emitted in the form of infrared radiation to the surrounding space, as distributed from lamella to lamella. Accordingly, distributed over a surface, efficiency increases with increasing fin spacing. This allows the board 14 insufficiently cooled. There is only a small flow of air in a solid body of the housing 10 , To ensure adequate cooling, a fan must be used in combination with the heat sink 18 used to air through the housing 10 to squeeze.

1B zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse 100 mit einem erfindungsgemäßen Kühlkörper 200. Der Kühlkörper 200 umfasst eine oder mehrere Lamellen 210, welche mit Bezug auf 3A, 3B, 3C und 4 beschrieben sind. In dem Gehäuse sind ein oder mehrere Platinen 120 und/oder ein oder mehrere elektrische und/oder elektronische Bauelemente 130 (zusammenfassend nachfolgend auch als Bauteile 120, 130 bezeichnet) angeordnet. Das Gehäuse 100 ist dementsprechend zur Aufnahme entsprechender Platinen 120 und/oder Bauelemente 130 geeignet. Das Gehäuse 100 ist beispielsweise ein PC-Gehäuse, ein Notebook-Gehäuse, ein Server-Gehäuse, ein Steuer und/oder Schaltschrank. 1B shows a schematic longitudinal section through a housing according to the invention 100 with a heat sink according to the invention 200 , The heat sink 200 includes one or more fins 210 which with respect to 3A . 3B . 3C and 4 are described. In the housing are one or more boards 120 and / or one or more electrical and / or electronic components 130 (Summarized below as components 120 . 130 designated) arranged. The housing 100 is accordingly to Recording of appropriate boards 120 and / or components 130 suitable. The housing 100 is for example a PC case, a notebook case, a server case, a control and / or control cabinet.

Das Gehäuse 100 kann eine Blechhülle (z. B. eine Stahlblechhülle) 110 umfassen, beispielsweise damit ummantelt sein. Der Kühlkörper 200 ist an dem Gehäuse 100 angeordnet. Bevorzugt ist der Kühlkörper 200 an der oberen Außenfläche der Blechhülle 110 angeordnet und schließ bündig mit dem Gehäuse 100 ab.The housing 100 can be a sheet metal shell (eg a sheet steel shell) 110 include, for example, be coated with it. The heat sink 200 is on the case 100 arranged. The heat sink is preferred 200 on the upper outer surface of the sheet metal shell 110 arranged and closed flush with the housing 100 from.

2A zeigt eine Seitenansicht eines wie bezüglich 1B beschrieben erfindungsgemäßen konvektionsgekühlten Gehäuses 100 mit Kühlkörper 200. 2A shows a side view of how to respect 1B described convection-cooled housing according to the invention 100 with heat sink 200 ,

2B zeigt eine Draufsicht eines wie bezüglich 1B beschrieben erfindungsgemäßen konvektionsgekühlten Gehäuses 100 mit Kühlkörper 200. 2 B shows a plan view of a how 1B described convection-cooled housing according to the invention 100 with heat sink 200 ,

Bevorzugt sind die Bauelemente 130 und/oder Platinen 120 so in dem Gehäuse 100 angeordnet und/oder der Kühlkörper 200 ist so ausgestaltet und/oder an dem Gehäuse 100 (relative zu den Bauteilen 120, 130) angeordnet, dass eine natürliche Konvektion der Luft in dem Gehäuse 100 ermöglicht wird, um die Funktion der Zwangskühlung insbesondere für SMD-Bauelemente zu erfüllen, wobei aber kein Lüfter zusätzlich benötigt wird. Weiterhin wird eine Strömungsoptimierung erzielt. In anderen Worten, der Druckwiderstand im Gehäuse wird minimiert (auch also Formwiderstand bezeichnet) und zwar bei einer gleichzeitigen Maximierung des Reibungswiderstands an den Bauelementen 130 und/oder der/den Platine(n) 120 (auch als Flächenwiderstand bezeichnet). Die Bauelemente 130 und/oder Platinen 120 werden im nachfolgenden zusammenfassend auch als Bauteile 120, 130 bezeichnet.The components are preferred 130 and / or boards 120 so in the case 100 arranged and / or the heat sink 200 is designed and / or on the housing 100 (relative to the components 120 . 130 ) arranged that a natural convection of the air in the housing 100 is made possible to meet the function of forced cooling in particular for SMD components, but no fan is additionally required. Furthermore, a flow optimization is achieved. In other words, the pressure resistance in the housing is minimized (also called shape resistance) and that with a simultaneous maximization of the frictional resistance of the components 130 and / or the board (s) 120 (also known as sheet resistance). The components 130 and / or boards 120 will be summarized below as components 120 . 130 designated.

Bevorzugt werden in dem Gehäuse 100 die Platine(n) 120 und/oder Bauelemente 130 so angeordnet, dass eine natürliche Konvektionsrichtung (nämlich von unten nach oben) nicht gestört wird. Dazu sind an der Oberseite 104 und/oder an der Unterseite 102 des Gehäuses 100 in der Hülle 110 Öffnungen 140 vorgesehen. Die Öffnungen 140 in der Oberseite 104 des Gehäuses können in Form von Langlöchern ausgebildet sein und können so ausgerichtet werden, dass der Luftstrom direkt auf die darüberliegenden Lamellen 210 des Kühlkörpers 200 fokussiert ist. Die Öffnungen 140 strömen eine Lamelle 210 und/oder einzelne Abschnitte einer Lamelle 210 so von unten an, dass die Mitte des Luftstroms auf die Unterseite der Lamelle 210 gerichtet ist und der Luftstrom an der Lamelle 210 geteilt wird. Außerdem sind die Lamellen 210 des Kühlkörpers 200 größer beabstandet als in herkömmlichen Gehäusen. Bei zwangsbelüfteten Lamellenkühlkörpern sind Beabstandungen von unter 2 mm üblich, bei Strangkühlkörpern ist ein Abstand von 2–10 mm üblich, meist unter 6 mm. Bei dem Kühlkörper 200 ist bevorzugt ein Abstand der Lamellen 210 von größer als 6 mm vorgesehen. Dementsprechend können die Vorteile eines größeren Lamellenabstands, welcher eine verbesserte thermische Strahlung ermöglichen mit den Effizienzverbesserungen eines engmaschigeren Kühlkörpers 200, welcher eine bessere Ablösung der laminaren Gleitschicht ermöglicht, kombiniert werden. Bei gegebenem Volumenstrom erzeugt ein engmaschigeres Netz eine bessere Gleitschichtablösung. Dies ist ein linearer Effekt, also alles was engmaschiger ist, sei es auch nur 0.1 mm weniger, erzeugt theoretisch eine minimal bessere Gleitschichtablösung, also besseren Wärmetransfer an das Kühlmedium. Ein engmaschigeres Netz eines Kühlkörpers 200 erzeugt aber auch einen größeren statischen Druck und lässt weniger Infrarotabstrahlung zu. Durch die Anströmung der Lamellen 210 ist der Kühlkörper 200 mit großen Lamellenabständen ausgebildet, weist aber eine Luftanströmung eines Kühlkörpers mit geringem Lamellenabstand auf. Bevorzugt werden keine seitlichen Ausschnitte in der Hülle 110 des Gehäuses 100 vorgesehen, um den natürlichen Luftstrom (auch als Kamineffekt bezeichnet) nicht unnötig zu verwirbeln und/oder zwischen den Bauelementen 130 und/oder Platinen 120 zu verringern.Preferred are in the housing 100 the board (s) 120 and / or components 130 arranged so that a natural Konvektionsrichtung (namely from bottom to top) is not disturbed. These are at the top 104 and / or at the bottom 102 of the housing 100 in the shell 110 openings 140 intended. The openings 140 in the top 104 The housing may be in the form of elongated holes and can be aligned so that the air flow directly to the overlying lamellae 210 of the heat sink 200 is focused. The openings 140 flow a lamella 210 and / or individual sections of a lamella 210 so from the bottom, that the center of the air flow to the bottom of the slat 210 is directed and the air flow at the lamella 210 is shared. In addition, the slats 210 of the heat sink 200 spaced larger than in conventional housings. With forced-ventilated lamellar heat sinks, spacings of less than 2 mm are usual, with chillers a distance of 2-10 mm is usual, usually less than 6 mm. At the heat sink 200 is preferably a distance of the slats 210 provided greater than 6 mm. Accordingly, the advantages of a larger fin spacing, which allow for improved thermal radiation, can be achieved with the efficiency improvements of a more closely meshed heat sink 200 , which allows a better detachment of the laminar overlay, combined. For a given volumetric flow, a more dense mesh will provide better slip delamination. This is a linear effect, so everything that is more closely meshed, even if it is only 0.1 mm less, theoretically produces a slightly better sliding layer separation, ie better heat transfer to the cooling medium. A closer mesh of a heat sink 200 but also creates a greater static pressure and allows less infrared radiation. Due to the flow of the lamellae 210 is the heat sink 200 formed with large pitches, but has an air flow to a heat sink with a small fin spacing. Preferably, no lateral cutouts in the shell 110 of the housing 100 provided to the natural air flow (also referred to as chimney effect) do not vortex unnecessarily and / or between the components 130 and / or boards 120 to reduce.

Die Bauelemente 130 und/oder Platine(n) 120 werden in der Reihenfolge ihrer thermischen Belastbarkeit im Gehäuse 100 angeordnet, wobei Bauteile 120, 130 mit niedrigster Belastbarkeit in der Ansaugluft unten und Bauteile 120, 130 mit höchster Belastbarkeit oben im Gehäuse angeordnet werden. Bauteile 120, 130 mit niedrigster Belastbarkeit umfassen beispielsweise Festplatten (Belastbarkeit 0–60°C). Bauteile 120, 130 mit höchster Belastbarkeit umfassen beispielsweise Spannungswandler (Kondensatoren Belastbarkeit bis 85°C oder 105°C), Prozessoren (bis 95°C), und/oder Hauptplatine mit Chipset (Belastbarkeit bis 104°C). Außerdem kann für die Bauteile mit der größten Abwärme der Kühlkörper 200 außerhalb des Gehäuses 100 bzw. an der oberen Außenfläche der Hülle 110 angeordnet werden, um negative Auswirkungen auf die umliegenden Bauteile 120, 130 zu vermeiden. Alternative und/oder zusätzlich kann ein Kühlkörper 200 an der Rückseite und/oder einer Seitenfläche des Gehäuses 100 angeordnet werden. Jedoch ist die Anordnung des Kühlkörpers 200 auf der Oberseite des Gehäuses 100 zu bevorzugen, um den Luftstrom durch das Gehäuse 100 durch Konvektion zu verstärken. Die Anordnung an einer Seitenfläche und/oder der Rückseite des Gehäuses 100 würde die Auftrennung in zwei Luftströme, innen und außen, bzw. auf der einen und auf der anderen Seite bedeuten. Bevorzugt werden Kühlstrukturen und/oder Kleinstkühlkörpern innerhalb des Gehäuses 100 vermieden. Stattdessen erfolgt eine Maximierung des Luftflusses und/oder der Effektivität des Kühlkörpers 200, welcher auf der Oberseite 104 des Gehäuses 100 angeordnet ist.The components 130 and / or board (s) 120 be in the order of their thermal capacity in the housing 100 arranged, with components 120 . 130 with lowest load capacity in the intake air below and components 120 . 130 be arranged with maximum load in the top of the housing. components 120 . 130 for example, hard disks with a maximum load capacity (load capacity 0-60 ° C). components 120 . 130 For example, voltage transformers (capacitors load capacity up to 85 ° C or 105 ° C), processors (up to 95 ° C) and / or motherboard with chipset (load capacity up to 104 ° C) can be used for maximum load. In addition, for the components with the largest waste heat of the heat sink 200 outside the case 100 or on the upper outer surface of the shell 110 be arranged to adversely affect the surrounding components 120 . 130 to avoid. Alternative and / or additionally may be a heat sink 200 at the back and / or a side surface of the housing 100 to be ordered. However, the arrangement of the heat sink 200 on the top of the case 100 to prefer the air flow through the housing 100 to strengthen by convection. The arrangement on a side surface and / or the back of the housing 100 The separation would be in two air streams, inside and outside, or on one side and on the other side mean. Cooling structures and / or micro-cooling bodies are preferred within the housing 100 avoided. Instead, there is a maximization of the air flow and / or the effectiveness of the heat sink 200 which is on the top 104 of the housing 100 is arranged.

Weiterhin kann eine Oberflächenbeschichtung der im Gehäuse 100 angeordneten Elemententräger (nicht gezeigt), der daran angeordneten Bauteile 120, 130, und/oder der Lamellen 210 des Kühlkörpers 200 bezüglich eines thermischen Emissionsgrades gewählt werden. Der Emissionsgrad eines schwarz anodisierten Aluminiumteils erreicht einen Emissionsgrad von bis zu 0.85, also 85% von dem eines perfekten schwarzen Körpers (also der physikalisch idealen thermischen Strahlungsquelle). Unbeschichtetes Aluminium dagegen erreicht in der Regel nur einen Emissionsgrad von ca. 0.05. Lackierung und Pulverbeschichtung sind wegen ihrer isolatorischen Wirkung für die Wärmeleitung eine schlechte Wahl der Oberflächenbeschichtung. Bevorzugt ist eine metallische Beschichtung wie z. B. Schwarzverzinkung und/oder Eloxierung zu wählen anstatt einer Lackierung und/oder Pulverbeschichtung.Furthermore, a surface coating in the housing 100 arranged element carrier (not shown), the components arranged thereon 120 . 130 , and / or the slats 210 of the heat sink 200 be selected with respect to a thermal emissivity. The emissivity of a black anodised aluminum part reaches an emissivity of up to 0.85, ie 85% of that of a perfect black body (ie the physically ideal thermal radiation source). Uncoated aluminum, on the other hand, usually only reaches an emissivity of approx. 0.05. Painting and powder coating are a poor choice of surface coating due to their insulating effect for heat conduction. Preferably, a metallic coating such. As black zinc plating and / or anodizing to choose instead of a paint and / or powder coating.

Der Kühlkörper 200 umfasst leichte schlanke Lamellen 210 im Gegensatz zu massiven gesenkgeschmiedeten, gefrästen und/oder extrudierten Kühlkörpern. Die Lamellen 210 sind in einem größtmöglichen Abstand zueinander in dem Kühlkörper 200 angeordnet, so dass eine Maximierung der Kühlleistung pro Materialeinsatz ermöglicht wird. Bevorzugt wird für das zur Verfügung stehende Bauvolumen ein Kompromiss aus größtmöglichem Lamellenabstand und ausreichend großer Kühloberfläche angestrebt. Dieser Abstand liegt um den Faktor 2 bis 10 höher als bei zwangsgekühlten Kühlkörpern und um den Faktor 1.5 bis 4 höher als bei herkömmlichen extrudierten Passivkühlkörpern. Der Kühlkörper 200 ist an einer Außenseite, bevorzugt der Oberseite, des Gehäuses 100 angeordnet. Vom dem Kühlkörper können Kupferheatpipes zum Anschluss von Leistungsbauelementen 130 (z. B. CPU) vorgesehen sein.The heat sink 200 includes light slender slats 210 in contrast to massive drop-forged, milled and / or extruded heat sinks. The slats 210 are at the greatest possible distance from each other in the heat sink 200 arranged so that a maximization of the cooling capacity per material use is made possible. Preferably, a compromise is sought for the available volume of construction from the largest possible fin spacing and sufficiently large cooling surface. This distance is higher by a factor of 2 to 10 than by force-cooled heat sinks and by a factor of 1.5 to 4 higher than with conventional extruded passive heat sinks. The heat sink 200 is on an outside, preferably the top, of the housing 100 arranged. From the heat sink copper heat pipes can be used to connect power devices 130 (eg, CPU).

Bevorzugt werden Lötverbindungen im Wesentlichen im Wärmekreislauf des Gehäuses 100 vorgesehen, wobei nur notfalls, wenn die Montagemöglichkeiten sonst erheblich beeinträchtigen würden, Wärmeleitpaste vorzusehen ist. Bei Wärmeleitpastenverbindungen kann dann der Anpressdrucks maximiert werden. Eine Wärmeleitpastenverbindung (auch als Thermal Interface Material bezeichnet), z. B. Wärmeleitpaste, aber auch Pads oder Thermal Tape ist dazu vorgesehen, die winzigen Zwischenräume in der Oberfläche zwischen Bauteilen (z. B. Chip bzw. Schutzkappe des Chips) und dem Kühlkörper bzw. der Wärmeleitbrücke, zu füllen. Bei Flächen von mehreren Quadratzentimetern, wie etwa bei Prozessoren, ist ein hoher Anpressdruck von über 300 N notwendig um das TIM zu verteilen. Ein hoher Anpressdruck sorgt außerdem dafür, dass etwaige Fertigungstoleranzen bei der Wärmeleitbrücke nicht zu einem verkanten des Heatsinks und damit fatalen Luftspalt führen. Es können innerhalb des Gehäuses Verkantungen (auch als Luftspalt bezeichnet) durch Verwendung flexibler Heatpipes vermieden werden. Im Gehäuse können bei der Anordnung und Montage der darin vorgesehenen Bauteile 120, 130 schwingende Bauteile 120, 130 (z. B. eine Festplatte) entkoppelt werden, um eine Geräuschemission nicht zulasten der verbesserten Konvektionskühlung zu erhöhen.Preferably, solder joints are substantially in the heat cycle of the housing 100 provided, if necessary, if the mounting options would otherwise affect significantly, thermal compound is provided. With Wärmeleitpastenverbindungen then the contact pressure can be maximized. A Wärmeleitpastenverbindung (also referred to as thermal interface material), z. B. thermal grease, but also pads or thermal tape is intended to fill the tiny gaps in the surface between components (eg, chip or cap of the chip) and the heat sink or the Wärmeleitbrücke. For areas of several square centimeters, such as processors, a high contact pressure of over 300 N is necessary to distribute the TIM. A high contact pressure also ensures that any manufacturing tolerances in the Wärmeleitbrücke not lead to a tilting of the Heatsinks and thus fatal air gap. It can be avoided within the housing tilting (also referred to as air gap) by using flexible heat pipes. In the housing, in the arrangement and assembly of the components provided therein 120 . 130 vibrating components 120 . 130 (eg a hard disk) should be decoupled in order not to increase a noise emission at the expense of the improved convection cooling.

Bevorzugt kann die Hülle 110 des Gehäuses 100 überwiegend aus Stanzteilen aus Feinblech gefertigt werden, so dass eine skalierbare Produktion von Prototypen bis hin zur Massenfertigung ermöglicht wird. Der Energieaufwand gegenüber Frästeilen, Druckguss, Extrusion und/oder Spritzguss ist beim Stanzverfahren wesentlich niedriger. Wärmeleitbrücken in dem Gehäuse 100 können aus einzelnen Heatpipes mit angelöteten Coldplates ausgebildet sein. Die relative mechanische Flexibilität dieser Lösungen gegenüber massiven Wärmeleitverbindungen ermöglicht größere Toleranzen bei Blechteilen für und/oder in dem Gehäuse 100 und damit eine kostengünstige, standortunabhängige Fertigung des Gehäuses und/oder des Kühlkörpers 200 für das Gehäuse 100.Preferably, the shell 110 of the housing 100 are mainly made of stamped parts made of sheet metal, so that a scalable production of prototypes up to mass production is possible. The energy consumption compared to milling, die casting, extrusion and / or injection molding is much lower in the stamping process. Wärmeleitbrücken in the housing 100 can be formed from individual heatpipes with soldered coldplates. The relative mechanical flexibility of these solutions over massive Wärmeleitverbindungen allows greater tolerances for sheet metal parts for and / or in the housing 100 and thus a cost-effective, location-independent production of the housing and / or the heat sink 200 for the housing 100 ,

Bevorzugt ist das Gehäuse 100, insbesondere die Hülle 110 des Gehäuses 100 aus Blech, bevorzugt aus Stahlblech gefertigt, so dass eine elektromagnetische Verträglichkeit verbessert wird. Die in dem Gehäuse 100 angeordneten Bauteile 120, 130 sind gegen äußerliche Beschädigungen im Gehäuse trotz Kühlungsöffnungen 140 sehr gut abgeschirmt, weil die Öffnungen 140 nur an der Oberseite und/oder an der Unterseite der Hülle 110 des Gehäuses 100 vorgesehen sind, die Öffnungen 140 kleine Langlöcher sind (bevorzugt mit einer Länge von 17 mm und einer Breite von 4 mm) und/oder die Öffnungen 140 in der Hülle 140 an der Oberseite des Gehäuses 100 unterhalb des darüber angeordneten Kühlkörpers 200 vorgesehen sind.The housing is preferred 100 , especially the shell 110 of the housing 100 made of sheet metal, preferably made of sheet steel, so that an electromagnetic compatibility is improved. The in the case 100 arranged components 120 . 130 are against external damage in the housing despite cooling holes 140 very well shielded, because the openings 140 only on the top and / or bottom of the case 110 of the housing 100 are provided, the openings 140 small oblong holes are (preferably with a length of 17 mm and a width of 4 mm) and / or the openings 140 in the shell 140 at the top of the case 100 below the heatsink above it 200 are provided.

Die im Vergleich zum zwangsbelüfteten Kühlkörper mittels Lüfter wesentlich größere Wärmekapazität und dadurch Trägheit des Kühlkörpers 200 sorgt für eine erheblich längere Aufwärm- und/oder Abkühlphasen der Bauteile 120, 130. Das verringert den thermischen Stress, der für ein beschleunigtes Altern von C4/Flipchip-Packages und/oder kalten Lötstellen an BGA-Bauelementen verantwortlich ist. Ferner widerspricht eine herkömmliche Koppelung einer intelligenten Drehzahlsteuerung der Zwangslüftung mittels Lüfter an die Temperatur bzw. Auslastung eines einzelnen größeren Bauteils (z. B. an die CPU) dem eigentlich für die Kühlung insbesondere von SMD-Bauelemente auf einer Platine notwendigen Luftstrom. Dies erzeugt zusätzlichen thermischen Stress in dem Kunststoff- oder Keramik-Gehäuses eines kleineren Bauteils.The compared to the forced-ventilated heat sink by means of a fan much larger heat capacity and thus inertia of the heat sink 200 ensures a significantly longer warm-up and / or cooling phases of the components 120 . 130 , This reduces the thermal stress responsible for accelerated aging of C4 / flip chip packages and / or cold bumps on BGA devices. Furthermore, a conventional coupling of an intelligent speed control of the forced ventilation by means of a fan contradicts Temperature or utilization of a single larger component (eg, to the CPU) the actually necessary for the cooling of particular SMD components on a board airflow. This creates additional thermal stress in the plastic or ceramic housing of a smaller component.

3A, 3B und 3C zeigen eine beispielhafte erfindungsgemäße Lamelle 210 welche alleine oder in Kombination mit einer oder mehrer solcher Lamellen 210 einen Kühlkörper 200 für ein Gehäuse bildet. Bevorzugt können eine Vielzahl von Lamellen 210 so parallel beabstandet (bevorzugt in einem Abstand von 20 mm) angeordnet werden, dass sie zusammen ein rechteckiges Gitter aus aneinandergereihten Lamellensegmenten 212 bilden, welches einen Kühlkörper bildet. 3A . 3B and 3C show an exemplary lamella according to the invention 210 which alone or in combination with one or more such lamellae 210 a heat sink 200 for a housing forms. Preferably, a plurality of fins 210 spaced apart in parallel (preferably at a distance of 20 mm) so that together they form a rectangular grid of lamella segments arranged next to one another 212 form, which forms a heat sink.

3A zeigt ein gewalztes Metall, beispielsweise ein Blech, bevorzugt Aluminium oder Kupferlegierungen mit hohem Wärmeleitkoeffizienten am meisten bevorzugt AL5052/ISO AlMg2.5, aus welchem eine Lamelle 210 hergestellt werden kann. Dazu wird ein, wie in 3A gezeigte auf der dünnen Kante waagerecht stehender Blechstreifen mehrfach beabstandet geschlitzt (beispielsweise 250–300 mm, bevorzugt 287 mm Gesamtlänge, 15–25 mm, bevorzugt 20 mm Breite, 35–50 mm, bevorzugt 46,5 mm Schlitzlänge, 8–15 mm, bevorzugt 12 mm Schlitzabstand). Danach werden die durch die Schlitze entstandenen Bereiche der Lamelle 210 in Sechseckformen gedrückt, wobei sich die Gesamtlänge der Ausgangs-Lamelle 210, wie in 3A gezeigt, verkürzt. Die Sechseckformen können parallel oder nacheinander erzeugt werden. Beim Erzeugen der Sechseckformen, wie in 3B und 3C gezeigt, wird der Teil der Lamelle 210 oberhalb des jeweiligen Schlitzes in die eine Richtung (räumlich) hochgezogen und der Teile der Lamelle 210 unterhalb diese Schlitzes in die entgegengesetzte Richtung (räumlich) tiefgezogen, so dass sich von oben betrachtet (siehe 3B) jeweils ein Sechseck ergibt. Die Sechseckformen bilden somit die Lamellensegmente 212 der erzeugten Lamelle 210. Entsprechend werden die Teile der Lamelle 210 oberhalb und unterhalb des Schlitzes gleichzeitig in beide Richtungen technisch tiefgezogen, unabhängig in welcher Raumachse der Umformvorgang stattfindet. 3A shows a rolled metal, for example a sheet, preferably aluminum or copper alloys with a high coefficient of thermal conductivity, most preferably AL5052 / ISO AlMg2.5, from which a lamella 210 can be produced. This will be a, as in 3A slit shown spaced on the thin edge horizontally standing sheet metal strip (for example 250-300 mm, preferably 287 mm total length, 15-25 mm, preferably 20 mm width, 35-50 mm, preferably 46.5 mm slot length, 8-15 mm, preferably 12 mm slot spacing). After that, the areas of the lamella created by the slits become 210 pressed in hexagons, leaving the total length of the output lamella 210 , as in 3A shown, shortened. The hexagon shapes can be generated in parallel or in succession. When creating the hexagon shapes, as in 3B and 3C shown, becomes the part of the slat 210 above the respective slot in one direction (spatially) pulled up and the parts of the lamella 210 below this slot in the opposite direction (spatially) deep-drawn, so that viewed from above (see 3B ) yields one hexagon each. The hexagon shapes thus form the lamellar segments 212 the generated lamella 210 , Accordingly, the parts of the slat 210 above and below the slot at the same time deep drawn in both directions, regardless of the spatial axis of the forming process takes place.

3B zeigt eine entsprechen hergestellte Lamelle 210 mit einer Vielzahl von Lamellensegmenten 212 in einer Draufsicht. 3C zeigt eine entsprechend hergestellte Lamelle 210 mit einer Vielzahl von Lamellensegmenten 212 in einer Seitenansicht. Bevorzugt ist die Lamelle 210 eine Blechlamelle 210. 3B shows a corresponding manufactured lamella 210 with a multiplicity of lamellar segments 212 in a top view. 3C shows a correspondingly produced lamella 210 with a multiplicity of lamellar segments 212 in a side view. The lamella is preferred 210 a sheet metal lamella 210 ,

Dadurch dass Lamellen 210 wie mit Bezug auf 3A–3C beschrieben hergestellt werden und eine Kette von Sechsecken, also den Lamellensegmenten 212, bildet, ergibt sich für die Lamellen 210 eine wesentlich vergrößerte Winkelstabilität zur Grundplatte eines Gehäuses, in die die Lamelle 210 gesteckt werden kann, um alleine oder in Kombination mit einer oder mehrerer Lamellen 210 eine Kühlkörper 200 für das Gehäuse zu bilden.Because of slats 210 as related to 3A - 3C described and a chain of hexagons, so the lamellar segments 212 , forms, results for the slats 210 a significantly increased angular stability to the base plate of a housing, in which the blade 210 can be plugged alone or in combination with one or more slats 210 a heat sink 200 to form for the case.

Im Gegensatz zu herkömmlich sogenannten Honeycomb Waben (Honig-Waben), bei denen ein Sechseckstreifen aus jeweils zwei Blechstreifen zusammengesetzt wird, werden bei einer gezeigten Lamelle 210 doppelte Blechwandstärken, Verschweißung und/oder Verklebung der Blechstreifen vermieden. Demgegenüber würde eine doppelte Materialstärke zu mehr Gewicht und/oder Materialeinsatz ohne Gewinn an Kühloberfläche sowie eine prozessaufwändige Fügestelle führen. Vielmehr entstehen bei der (parallelen) Aneinanderreihung der Lamellen 210 zur Herstellung eines Kühlkörpers Zwischenräume, welche zwar von oben nicht sichtbar sind, da diese ein durchgehendes Wabengitter bilden (siehe 2B), aber beim Blick schräg von oben eine Absetzung der Waben zueinander erzeigen (siehe 3C). Dementsprechend muss ist lediglich ein geringerer Materialeinsatz notwendig.In contrast to conventional so-called Honeycomb Honeycomb (honeycomb), in which a hexagonal strip is composed of two metal strips are in a lamella shown 210 Double sheet wall thicknesses, welding and / or gluing the sheet metal strips avoided. In contrast, a double material thickness would lead to more weight and / or material use without profit on cooling surface and a process-consuming joint. Rather, arise in the (parallel) juxtaposition of the slats 210 for the production of a heat sink gaps, which are not visible from above, as they form a continuous honeycomb grid (see 2 B ), but when viewing obliquely from above, show a displacement of the honeycombs towards each other (see 3C ). Accordingly, only a lesser amount of material is necessary.

4 zeigt ein beispielhaftes Werkzeug 300 zur Herstellung einer Lamelle 210. Bevorzugt können Lamellen mittels des gezeigten Werkzeugs 300 hergestellt werden. Das Werkzeug 300 ist aus einen oder mehreren Werkzeugteilen 302–320 zusammengesetzt und ermöglicht die Erzeugung von Lamellen 210 aus geschlitzten Blechstreifen. 4 shows an exemplary tool 300 for producing a lamella 210 , Preferably, lamellae by means of the tool shown 300 getting produced. The tool 300 is from one or more tool parts 302 - 320 composed and allows the generation of slats 210 from slotted sheet metal strips.

Wie in 4 gezeigt werden Lamellen 210 nicht durch einfaches Kantziehen und/oder Tiefziehen der Kanten an den Schlitzen hergestellt, sondern durch ein oder mehrere verschiedene Bewegungen der beiden Pressbacken 310, 312, 314, 316 im Verhältnis zum Rückhalter (nicht gezeigt), um die Lamelle in das Werkzeug zu drücken, so dass der Schlitz genau auf Höhe des Übergangs zwischen beiden Pressbacken 310, 312, 314, 316 liegt und nicht etwa darüber und/oder einer genaue Berücksichtigung der Verkürzungsfaktoren (die geometrische Verkürzung aus dem Sechseck, sowie die Stauchung, Materialverdrängung und Längung in einigen Ecken, ca. 0.69x der ursprünglichen Blechlänge bezogen auf den geschlitzten Bereich der Lamelle). Die Pressbacken 310, 312, 314, 316 werden in einer Führung 302 (oder einer eine externen Linearführung) gehalten und durch ein jeweiliges Gewindeblöcke 306, 308 (oder ein Pneumatikzylinder oder ein Kniehebel) auf einem Gewinde 304 gegeneinander gepresst, um die Lamellensegmente 212 aus dem Blechstreifen zu formen. Die unteren Pressbacken 310, 312 und die oberen Pressbacken 314, 316 werden von einer jeweiligen Deckplatte 318, 320 abgedeckt.As in 4 Slats are shown 210 not made by simple Kantziehen and / or deep drawing of the edges of the slots, but by one or more different movements of the two pressing jaws 310 . 312 . 314 . 316 relative to the retainer (not shown) to press the blade into the tool so that the slot is exactly level with the transition between the two dies 310 . 312 . 314 . 316 and not about it and / or a precise consideration of the shortening factors (the geometric shortening of the hexagon, as well as the compression, material displacement and elongation in some corners, about 0.69x the original sheet length relative to the slotted portion of the lamella). The pressing jaws 310 . 312 . 314 . 316 be in a leadership 302 (or an external linear guide) and held by a respective threaded blocks 306 . 308 (or a pneumatic cylinder or a toggle) on a thread 304 pressed against each other to the lamellar segments 212 out of the metal strip too to shape. The lower pressing jaws 310 . 312 and the upper pressing jaws 314 . 316 be from a respective cover plate 318 . 320 covered.

Lamellen 210 können aus wie in 3A gezeigten Blechstreifen folgendermaßen hergestellt werden.slats 210 can look like in 3A shown metal strips are produced as follows.

In einem Herstellungsverfahren, wird ein Tiefziehwerkzeug für ein jeweiliges Lamellensegment, welches sich durch den jeweiligen Schlitz ergibt, einer Lamelle 210 verwendet, wobei für das jeweilige Lamellensegment 212 jeweils zwei Backen verwendet werden. Für jedes Lamellensegment 212, wird die Lamelle 210 abwechselnd von den Backen umgedreht und tiefgezogen.In a manufacturing process, a deep-drawing tool for a respective slat segment, which results through the respective slot, a slat 210 used, wherein for the respective slat segment 212 two jaws are used. For each slat segment 212 , the slat becomes 210 alternately turned over from the cheeks and deep-drawn.

Das zuvor beschriebene Verfahren kann dadurch automatisiert werden, das mehr als ein Tiefziehwerkzeug (bevorzugt ein Tiefziehwerkzeug pro Schlitz eines Blechstreifens für eine Lamelle 210) gleichzeitig (oder in einer definierten Abfolge) verwendet wird und die jeweiligen Lamellensegmente 212 entsprechend gleichzeitig (oder in der definierten Abfolge) wie oben beschrieben arbeiten, um die Sechsecke in der Lamelle 210 zu erzeugen. Entsprechend werden die zuvor beschriebenen Tiefziehwerkzeuge verwendet, werden jedoch auf einer gemeinsamen Linearführung montiert und/oder können durch einen jeweiligen eigenen Linearantrieb pro Werkzeug auf der Achse verschoben werden. Bei einer definierten seriellen Abfolge der Pressvorgänge würden die Backenwerkzeuge entsprechend den Verkürzungsfaktoren des vorangehenden einzelnen Abschnittes montiert sein und der Pressvorgang nacheinander ausgeführt werden. Eine gemeinsame Linearführung wäre damit nicht nötig, dafür aber eine Positionierung die eine Längsverschiebung der Lamelle zwischen den Presswerkzeugen verhindert. Ein Einlegemechanismus könnte aus einem Magazin und Schieber bestehen der die Lamelle in alle fünf Presswerkzeuge drückt. Der Auswurf könnte über schmale Schieber zwischen den einzelnen Presswerkzeugen erfolgen.The method described above can thereby be automated by using more than one deep-drawing tool (preferably one deep-drawing tool per slot of a metal strip for a lamella 210 ) is used simultaneously (or in a defined sequence) and the respective lamellar segments 212 work simultaneously (or in the defined sequence) as described above to the hexagons in the lamella 210 to create. Accordingly, the thermoforming tools described above are used, but are mounted on a common linear guide and / or can be moved by a respective own linear actuator per tool on the axis. In a defined serial sequence of pressing operations, the jaw tools would be mounted according to the shortening factors of the preceding single section and the pressing operation be carried out sequentially. A common linear guide would not be necessary, but a positioning that prevents a longitudinal displacement of the blade between the pressing tools. An insert mechanism could consist of a magazine and slide which presses the lamella in all five pressing tools. The ejection could take place via narrow slides between the individual pressing tools.

Darüber hinaus können auch Lamellen 210 aus endlos langen Blechstreifen von einer Rolle mittels Zahnrädern mit trapezförmigen Zähnen hergestellt, beispielsweise geformt werden. Die Segmentzahl der Lamelle ist nicht mehr von der Anzahl der Presswerkzeuge in einem Gesamtwerkzeug abhängig.In addition, also lamellae 210 made of endlessly long sheet metal strip from a roll by means of gears with trapezoidal teeth, for example, be shaped. The number of segments of the lamella no longer depends on the number of pressing tools in a complete tool.

4 zeigt eine einfachste Version eines Presswerkzeugs, das lediglich ein Segment pro Vorgang tiefziehen kann. 4 shows a simplest version of a pressing tool that can only deep-draw one segment per operation.

Mit Bezug auf nachstehende 5, 6A bis 6E und 7A bis 7E sind zwei Ergebnisse von Tests hinsichtlich der Kühlleistung eines mit Bezug auf 1B bis 4 beschrieben Kühlkörpers im Vergleich zu herkömmlichen Kühlkörpern gezeigt.With reference to the following 5 . 6A to 6E and 7A to 7E are two results of tests regarding the cooling performance of a related to 1B to 4 described heatsink compared to conventional heat sinks shown.

Nachfolgende Figuren zeigen die Effektivität eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in den Figuren auch als „Mesh” oder „Meshkühlung” bezeichnet) gegenüber herkömmlichen Kühllösungen auf. Insbesondere wurde für verschiedene Kühlmethoden die Kühlleistung für einen Prozessor, eine Festplatte, eine Platine, einen Spannungswandler und die an der Oberseite gemessene Außentemperatur des Gehäuses gemessen sowie die thermischen Zyklen denen diese Bauteile bzw. Bauelemente ausgesetzt sind. Dabei sind die in der nachstehenden Tabelle genannten Grenztemperaturen zu berücksichtigen.The following figures show the effectiveness of a heat sink according to the invention (also referred to in the figures as "mesh" or "mesh cooling") compared to conventional cooling solutions. In particular, for various cooling methods, the cooling capacity for a processor, a hard disk, a circuit board, a voltage converter and the measured at the top outside temperature of the housing was measured and the thermal cycles to which these components or components are exposed. The limit temperatures listed in the table below must be taken into account.

In den 6A–E und 7A–E ist zur Vergleichbarkeit der Kühlleistung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers mit herkömmlichen Kühlkörpern ein gegebenen Gehäuse abwechselnd mit einem erfindungsgemäßen Kühlkörper (jeweils die mit „mesh” bezeichnete Kurve in allen 6A–E und 7A–E), ein Intel Boxedkühler, also aktiv, OEM-Lösung (jeweils mit „boxed” bezeichnete Kurve in allen 6A–E und 7A–E) und zwei verschiedene Passivkühler aus Aluminiumstrangprofil (jeweils mit „strang1” und „strang2” bezeichnete Kurven in allen 6A–E und 7A–E) getestet.In the 6A -E and 7A -E is for comparability of the cooling performance of a heat sink according to the invention with conventional heat sinks a given housing alternately with a heat sink according to the invention (in each case the designated "mesh" curve in all 6A -E and 7A -E), an Intel boxed cooler, so active, OEM solution (each with "boxed" designated curve in all 6A -E and 7A -E) and two different passive extruders made of aluminum extruded profile (each with "strand1" and "strand2" designated curves in all 6A -E and 7A -E) tested.

In nachstehender Tabelle sind Messpunkte und Grenztemperaturen aufgelistet. In einer Büroumgebung können bis zu 35°C Raumtemperatur herrschen. Als thermische Belastbarkeitsgrenze wird daher kein absoluter wert in °C, sondern die Differenztemperatur Delta T in °K zur maximalen Umgebungstemperatur von 35°C angegeben. Bauteil Beschreibung Grenztemperatur Delta T CPU Prozessor 60°K 2 PCB Platine (und aufgelötete bga Chips) 50°K 3 VRM Spannungswandler, Elkos 40°K 4 HDD Festplatten 30°K 5 Case Gehäuseoberfläche 20°K 6 The following table lists measuring points and limit temperatures. In an office environment, room temperature can reach up to 35 ° C. The thermal load limit is therefore not an absolute value in ° C, but the differential temperature Delta T in ° K to the maximum ambient temperature of 35 ° C. component description Limit temperature Delta T CPU processor 60 ° K 2 PCB PCB (and soldered bga chips) 50 ° K 3 VRM Voltage transformer, Elkos 40 ° K 4 HDD hard drives 30 ° K 5 Case housing surface 20 ° K 6

Für das Messverfahren der Kühlleistung der zu vergleichenden Kühlkörper wurde zusätzlich zu den integrierten Temperaturfühlern der Bauteile Festplatte und Prozessor, PT100 Temperaturfühler auf der Platinenrückseite, Spannungswandlern, Gehäuseoberfläche und zur Ansaugluft (Umgebungsluft) angebracht. Die Aufzeichnung erfolgte mithilfe eines Aquero5 LT Wandlers (+–0,5°K) 7, den Programmen Aquasuite und CoreTemp zur Auslesung. Aus einem laufenden System werden mithilfe des Programms BurnlnTest zwei Belastungszenarios (6A–F und 7A–F) getestet. Dabei werden alle Komponenten des Systems, Prozessor, RAM, Festplatte, Netzwerk und I/O kurzzeitig voll ausgelastet. Die Aufzeichnung der Temperaturwerte erfolgt mithilfe des Testrechners selber.For measuring the cooling performance of the heatsinks to be compared, in addition to the integrated temperature probes of the components, hard disk and processor, PT100 temperature sensor on the back of the board, voltage transducers, housing surface and the intake air (ambient air) were attached. Recording was done using an Aquero5 LT transducer (+ -0.5 ° K) 7, the Aquasuite and CoreTemp programs for reading. A running system uses the BurnlnTest program to generate two load scenarios ( 6A -F and 7A -F) tested. All components of the system, processor, RAM, hard disk, network and I / O will be fully utilized for a short time. The temperature values are recorded using the test computer itself.

5 zeigt ein typisches Messszenario. Der typische Betriebszustand eines Servers ist der Ruhezustand mit kurzen Lastspitzen. Die Kühllösung muss allerdings im Grenzbereich, also bei Volllast auch ausreichen. Um diesen Bereich und den Effekt der thermischen Zyklen, der im Normalbetrieb des Servers auftritt zu simulieren, wurden zwei Testprogramme entworfen:

– Test 1: 10 Sekunden Last,/12Sekunden Ruhe-Zyklenanzahl: 50 (vgl. 6A–6E)
– Test 2: 200 Sekunden Last/200 Sekunden Ruhe-Zyklenanzahl: 20 (vgl. 7A–7E)

5 shows a typical measurement scenario. The typical operating state of a server is the idle state with short peak loads. However, the cooling solution must also be sufficient in the limit range, ie at full load. To simulate this area and the effect of the thermal cycles that occur during normal server operation, two test programs have been designed:

- Test 1: 10 seconds load, / 12 seconds rest cycle number: 50 (cf. 6A - 6E )
- Test 2: 200 seconds load / 200 seconds rest cycle number: 20 (cf. 7A - 7E )

Wobei die Zyklenzahlen in den in 6A–E und 7A–E gezeigten Screenshots der Diagramme beschnitten sind auf 45/19 wegen der Anlaufzeit der Sensoren und Aufzeichnungsprogramme.The number of cycles in the in 6A -E and 7A -E shown screenshots of the graphs are cropped to 45/19 because of the start-up time of the sensors and recording programs.

Die Testprogramme wurden per Batch-Skript gestartet und die Messpunktabstände unterliegen daher prinzipbedingt leichten Schwankungen (+–500 Millisekunden).The test programs were started by batch script and therefore the measuring point distances are subject to slight fluctuations (+ -500 milliseconds).

Folgende Hardware wurde getestet

– Protonet Gehäuse 8
– Intel Xeon 1265LV2 2,5 Ghz (läuft gemessen auf allen 4 Cores im Turbo bei 3,1 Ghz, mit
– einem Core bei 3,5 Ghz), max. 45 Watt Wärmeverlustleistung (WVL)
– 2 × 4 GB SODIMM Kingston DDR3 1600
– Intel DQ77KB Mainboard, hochkant montiert mit den Spannungswandlern nach unten
– 2 × 2TB Seagate Pipeline 5900.2
– Kühlung:
– Erfindungsgemäßer Kühlkörper, auch als „Mesh” bezeichnet bestehend aus Aluminiumlamellen schwarz eloxiert, 3 × 6 mm Heatpipes („mesh” Kurve in 6A–E und 7A–E)
– Intel boxed-Kühler (Referenzlösung, 92 mm Aktivlüfter) („boxed” Kurve in 6A–E und 7A–E)
– Strangprofil Fischer Elektronik SK94 horizontal auf dem Gehäuse montiert, 3 × 6 mm („strang1” Kurve in 6A–E und 7A–E) Heatpipes (9)
– Strangprofil Fischer Elektronik SK94 vertikal an der Rückseite montiert, 3 × 6 mm Heatpipes („strang2” Kurve in 6A–E und 7A–E)

The following hardware has been tested

- Protonet housing 8
- Intel Xeon 1265LV2 2.5Ghz (running on all 4 cores in Turbo at 3.1 Ghz, with
- a core at 3.5 Ghz), max. 45 watts heat loss power (WVL)
- 2 × 4 GB SODIMM Kingston DDR3 1600
- Intel DQ77KB motherboard, mounted upright with the voltage transformers facing down
- 2 × 2TB Seagate Pipeline 5900.2
- Cooling:
- Heatsink according to the invention, also referred to as "mesh" consisting of aluminum fins black anodized, 3 × 6 mm heatpipes ("mesh" curve in 6A -E and 7A -E)
- Intel boxed cooler (reference solution, 92 mm active fan) ("boxed" curve in 6A -E and 7A -E)
- Extruded profile Fischer Elektronik SK94 horizontally mounted on the housing, 3 × 6 mm ("strand1" curve in 6A -E and 7A -E) Heat Pipes ( 9 )
- Extruded profile Fischer Elektronik SK94 mounted vertically at the back, 3 × 6 mm heatpipes ("strand2" curve in 6A -E and 7A -E)

Die gewählte Testmethode unterliegt folgenden Einschränkungen, die bei der Auswertung berücksichtigt werden:

– Aus Gründen der Vergleichbarkeit ist das Gehäuse immer dasselbe. Nun verfügt das Gehäuse über eine Vielzahl an Lüftungsöffnungen oben und unten und Standfüße die Luftstrom durch die Unterseite ermöglichen. Das ist beim Durchschnitt von aktiv gekühlten Gehäusen und bei Industrie PC-Gehäusen nicht gegeben. Es ist zu erwarten, dass vor allem die Strangprofilgekühlten Gehäuse hiervon profitieren, weil die Bauteile durch den Konfektionsluftstrom sehr gut gekühlt werden. Bei horizontaler Montage des Strangprofilkühlkörpers ist die Oberseite aber komplett geschlossen und ein Hitzestau wahrscheinlich.
– Der SK94 Strangprofilkühlkörper wurde ausgewählt da er sich gut am Protonet Gehäuse anbringen lässt und mit 200·180·25 mm in etwa vergleichbare Maße wie das Mesh mit 230·210·20 mm hat. Dieser Strangkühlkörper wiegt allerdings mit 897 g das 2,4fache der Meshkühlung (370 g) und verfügt über eine 2,2-mal größere Kühloberfläche (2866 cm 2 vs 1318 cm 2). Bei der Auswertung ist also zu berücksichtigen, dass die thermische Trägheit und Kühlleistung nicht absolut, sondern in Relation zum Materialeinsatz, energetischen Herstellungsaufwand, Gewicht und zu den Kosten stehen.

The selected test method is subject to the following restrictions, which are taken into account in the evaluation:

- For reasons of comparability, the case is always the same. Now the housing has a large number of ventilation openings at the top and bottom and feet that allow air to flow through the bottom. This is not the case for the average of actively cooled housings and industrial PC housings. It is to be expected that especially the extruded-cooled housings benefit from this, because the components are cooled very well by the confectioning air flow. For horizontal mounting of the extruded profile heat sink, however, the top is completely closed and a heat build-up is likely.
- The SK94 extruded profile heat sink was chosen because it can be attached well to the Protonet housing and with 200 x 180 x 25 mm has roughly the same dimensions as the mesh with 230 x 210 x 20 mm. However, this strand cooling body weighs 2.4 times the mesh cooling (370 g) at 897 g and has a cooling surface 2.2 times larger (2866 cm 2 vs 1318 cm 2). In the evaluation, it must therefore be taken into account that the thermal inertia and cooling performance are not absolute, but in relation to the material used, energy production costs, weight and the costs.

Die erste Testreihe ist in den Screenshots der Diagramme in 6A–6F für die jeweiligen in der obigen Tabelle aufgelisteten Bauteile gezeigt.The first test series is in the screenshots of the diagrams in 6A - 6F for the respective components listed in the above table.

6A zeigt das Ergebnis der CPU-(bzw. Prozessor-)Kühlung. Die Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt) zeigt auf dem Prozessor eine ähnliche Temperaturcharakteristik wie der Intel Boxedkühler („boxed”-Kurve). Das Strangprofil („strang1”, „strang2” Kurven) zeigt eine größere Trägheit, landet bei horizontaler Ausrichtung aber nach der Aufwärmehase auf ähnlichen Werten. Bei vertikaler Ausrichtung ist der Wärmewiderstand des Strangprofils signifikant niedriger. 6A shows the result of CPU (or processor) cooling. The cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve") shows on the processor a temperature characteristic similar to that of the Intel boxed cooler. The extruded profile ("strand1", "strand2" curves) shows greater inertia but ends up at similar levels when aligned horizontally but after the warm-up phase. In vertical alignment, the thermal resistance of the extruded profile is significantly lower.

6B zeigt das Ergebnis der PCB-Kühlung. Die Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt) erreicht einen geringfügig niedrigeren Temperaturwiderstand als der Boxedkühler („boxed”-Kurve). Das horizontale Strangprofil („strang1”, „strang2” Kurven) anstelle des erfindungsgemäßen Kühlkörpers erzeugt einen Hitzestau und hat einen signifikant höheren Temperaturwiderstand. 6B shows the result of PCB cooling. The cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve") achieves a slightly lower temperature resistance than the boxed cooler. The horizontal extruded profile ("strand1", "strand2" curves) instead of the heat sink according to the invention generates a heat build-up and has a significantly higher temperature resistance.

6C zeigt das Ergebnis der VRM-(bzw. Spannungswandler-)Kühlung. Ein Ähnliches Bild wie auf der Platinenrückseite. Durch die Positionierung der Spannungswandler auf der Gehäuseunterseite ist die Temperatur bei der Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt) am geringsten, welche die Ansaugluft per Konvektionseffekt durch das Gehäuse leitet. 6C shows the result of the VRM (or voltage converter) cooling. A similar picture as on the back of the board. By positioning the voltage transformers on the bottom of the housing, the temperature during cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve) is lowest, which directs the intake air by convection effect through the housing.

Ein durch das horizontale Strangprofil geschlossenes Gehäuse kann die Spannungswandler nicht ausreichend kühlen.A closed by the horizontal extruded profile housing can not cool the voltage converter sufficient.

6D zeigt das Ergebnis der HDD-(bzw. Festplatten-)Kühlung. Der Intel Boxedkühler („boxed”-Kurve) saugt seine Ansaugluft durch die Festplattenschächte und erzielt hier den geringsten Temperaturwiderstand, das horizontal montierte Strangprofil liefert weiterhin grenzwertige Temperaturen („strang1” Kurve), wobei bas Gehäuse mit vertikalem Strangkühlkörper (Kurve „strang2”) eine niedrigere Temperatur als das Gehäuse mit horizontalem Strangkühlkörper (Kurve ”strang1”) erreicht. 6D shows the result of HDD (or HDD) cooling. The boxed boxer draws its intake air through the hard drive bays and achieves the lowest temperature resistance; the horizontally mounted extruded profile continues to deliver marginal temperatures ("strand1" curve), whereby bas housing with vertical extruded heat sink (curve "strand2") a lower temperature than the housing with horizontal strand heat sink (curve "strand1") achieved.

6E zeigt das Ergebnis der Case-(bzw. Gehäuseoberflächen-)Kühlung. Die Oberflächentemperatur des Gehäuses ist bei externen Passivkühlern („strang1”, „strang2” Kurven) natürlicherweise höher als beim Intel Boxedkühler („boxed” Kurve). Die Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt) erzielt eine etwas niedrigere Oberflächentemperatur als der horizontal montierte Passivkühlkörper. 6E shows the result of case (or case surface) cooling. The surface temperature of the housing is naturally higher with external passive coolers ("strand1", "strand2" curves) than with the Intel Boxed cooler ("boxed" curve). The cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve) achieves a slightly lower surface temperature than the horizontally mounted passive heat sink.

Die zweite Testreihe ist in den Screenshots der Diagramme in 7A–7F für die jeweiligen in der obigen Tabelle aufgelisteten Bauteile gezeigt.The second series of tests is in the screenshots of the diagrams in 7A - 7F for the respective components listed in the above table.

7A zeigt das Ergebnis der CPU-(bzw. Prozessor-)Kühlung. Bei längeren Zyklen lassen sich genauere Aussagen zum Temperaturwiderstand und Höhe der thermischen Zyklen treffen. Die Amplitude der Zyklen ist beim Intel Boxedkühler („boxed” Kurve) größer als bei den passiven Kühlungen („strang1” „strang2” Kurven). Beide Strangkühlkörperlösungen haben hier eine lange Aufwärmphase und sehr flache Zyklen. Die Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt) hat bei weiterhin vergleichbarem Wärmewiderstand zum Intel Boxedkühler eine geringere Amplitude bei den thermischen Zyklen. 7A shows the result of CPU (or processor) cooling. For longer cycles, more accurate statements about the temperature resistance and the height of the thermal cycles can be made. The amplitude of the cycles is greater in the boxed-curve Intel boxed cooler than in the passive-type ones ("strand1""strand2" curves). Both strand cooling solutions have a long warm-up phase and very flat cycles. The cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve) has a lower amplitude in the thermal cycles while still having comparable thermal resistance to the Intel Boxed cooler.

7B zeigt das Ergebnis der PCB-Kühlung. In Bezug auf die Platinentemperatur, erreicht die Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt) mit dem Intel Boxedkühler („boxed” Kurve) vergleichbare Durchschnittswerte, aber eine wesentlich geringere thermische Amplitude. 7B shows the result of PCB cooling. With regard to the board temperature, cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve") with the Intel boxed cooler achieves comparable average values, but a significantly lower thermal amplitude.

7C zeigt das Ergebnis der VRM-(bzw. Spannungswandler-)Kühlung. Die Spannungswandlertemperatur ist durch das nach unten offene Gehäuse niedrig, die flachsten thermischen Zyklen erzielt die Kühlung mittels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers (in der „mesh-Kurve gezeigt). Nur das Gehäuse mit horizontalem Strangkühlkörper liegt erneut signifikant höher („strang1” Kurve), wobei das Gehäuse mit vertikalem Strangkühlkörper (Kurve ”strang2”) eine niedrigere Temperatur erreicht als das Gehäuse mit horizontalem Strangkühlkörper (Kurve ”strang1”). 7C shows the result of the VRM (or voltage converter) cooling. The Spannungswandlertemperatur is low through the downwardly open housing, the thinnest thermal cycles achieved the cooling by means of a heat sink according to the invention (shown in the "mesh curve). Only the housing with a horizontal heat sink is again significantly higher ("strand1" curve), whereby the housing with a vertical heat sink (curve "strand2") reaches a lower temperature than the housing with a horizontal heat sink (curve "strand1").

7D zeigt das Ergebnis der HDD-(bzw. Festplatten-)Kühlung. Bei längeren Temperaturzyklen schneidet der Intel Boxedkühler („boxed” Kurve) weniger gut ab. Dieses könnte mit der Prozessorabwärme zusammenhängen, die beim Intel Boxedkühler im inneren des Gehäuses abgeführt wird. 7D shows the result of HDD (or HDD) cooling. For longer temperature cycles, the Intel Boxed cooler ("boxed" curve) performs less well. This could be related to the processor waste heat dissipated inside the case of the Intel Boxed Cooler.

7E zeigt das Ergebnis der Case-(bzw. Gehäuseoberflächen-)Kühlung. Die Gehäuseoberflächentemperatur ist wie zu erwarten weiterhin höher als bei einer Kühlung per Lüfter, da der Temperaturfühler ja praktisch direkt am Prozessorkühlkörper angebracht ist (bzw. bei vertikaler Montage an der Oberseite des vertikalen Strangkühlkörpers). 7E shows the result of case (or case surface) cooling. As expected, the surface temperature of the case continues to be higher than that of fan cooling, since the temperature sensor is practically mounted directly on the processor heat sink (or vertically mounted on the top of the vertical extrusion heat sink).

Die entwickelte (Passiv-)Kühlung mittels eines mit Bezug auf 1B bis 4 beschriebenen Kühlkörpers, bei der ein Kühlkörper aus Blechlamellen an der Oberseite des Gehäuses angebracht wird und die Ansaugluft durch das Gehäuse geleitet wird, hat sich im Test gegenüber bekannten Verfahren bewährt. Die Methode erreicht vergleichbare Prozessorkühlleistung wie die Referenzlösung mit einem aktiven Lüfter. Dabei ist die Kühlung der peripheren Bauteile besser als bei der Referenzlösung. Bei Kühlung per Intel Boxedkühler ist deshalb der Einsatz eines zusätzlichen Gehäuselüfters empfehlenswert. Der thermische Stress dem die Bauteile ausgesetzt sind ist mit der erfindungsgemäßen Kühlung geringer, weil die Kühlung insgesamt träger ist als bei aktiver Kühlung. Verglichen mit einem geschlossenen Industriegehäuse haben sich die vielen langlochförmigen Öffnungen an Unter- und Oberseite bewährt. Dasselbe Gehäuse mit einem extern montierten Strangkühlkörper an der Rückseite zur Prozessorkühlung, erreichte im Test die durch das Gehäuse erzeugt. Die Festplatten, derzeit noch zentral im Gehäuse montiert könnten in der nächsten Revision ebenfalls weiter unten angebracht werden um deren Kühlung mit Ansaugluft weiter zu verbessern und von der weiter oben liegenden Zone der Prozessor- und Platinenabwärme zu trennen. Eine weitere Verringerung der Komponententemperaturen bei einer erfindungsgemäßen Kühlung kann also durch Strömungsverbesserungen und verbesserte Positionierung der Bauteile erzeugt werden. Wie der Test mit einem voluminöseren Strangkühlkörper zeigt, lässt sich eine weitere Verringerung der thermischen Amplitude und damit eine längere Lebenserwartung der Bauteile allerdings nur durch eine größere Kühlkörpermasse erzielen.The developed (passive) cooling by means of a related to 1B to 4 described heatsink, in which a heat sink of laminations is attached to the top of the housing and the intake air is passed through the housing, has proven in the test over known methods. The method achieves comparable processor cooling performance as the reference solution with an active fan. The cooling of the peripheral components is better than with the reference solution. When cooling with an Intel Boxed cooler, therefore, the use of an additional case fan is recommended. The thermal stress to which the components are exposed is lower with the cooling according to the invention because the cooling is generally slower than with active cooling. Compared with a closed industrial housing, the many slot-shaped openings on the bottom and top have proven themselves. The same housing with an externally mounted extruded heat sink at the rear for processor cooling, achieved in the test generated by the housing. The hard drives, which are currently mounted centrally in the housing, could also be mounted further down in the next revision, in order to further improve their cooling with intake air and to separate them from the upper zone of processor and board waste heat. A further reduction of the component temperatures in a cooling according to the invention can thus be generated by flow improvements and improved positioning of the components. As the test with a voluminous extruded heat sink shows, a further reduction of the thermal amplitude and thus a longer life expectancy of the components can only be achieved by a larger heat sink mass.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Gehäusecasing
1212: Gehäusewandhousing wall
1414: Platinecircuit board
1616: elektronisches und/oder elektrisches Bauelementelectronic and / or electrical component
1818: Kühlkörperheatsink
100100: Gehäusecasing
102102: Unterseite des GehäusesBottom of the housing
104104: Oberseite des GehäusesTop of the housing
110110: Gehäusewandhousing wall
120120: Platinecircuit board
130130: elektronisches und/oder elektrisches Bauelementelectronic and / or electrical component
140140: Öffnungenopenings
200200: Kühlkörperheatsink
210210: Lamellelamella
212212: Lamellensegmentlamellar segment
300300: Werkzeug zur Herstellung von LamellenTool for the production of lamellae
302–320302-320: Werkzeugteiletool parts

Claims

Arrangement for cooling in a housing ( 100 ) arrangeable electrical and / or electronic components ( 120 . 130 ), comprising: - a housing ( 100 ), which at its top ( 104 ) and on its underside ( 102 ) a plurality of openings ( 140 ) for allowing natural convection flow through the housing ( 100 ); - one at the top ( 104 ) of the housing ( 100 ) arranged heat sink ( 200 ), which at least one, above one of the openings ( 140 ) arranged lamella ( 210 ), wherein the heat sink ( 200 ) relative to the plurality of openings ( 140 ) is arranged such that due to the convection from the openings ( 140 ) in the top ( 104 ) outflowable air flow directly to the overlying lamella ( 210 ) is aligned; and - at least one heat pipe around the at least one in the housing ( 100 ) arrangeable electrical and / or electronic component ( 120 . 130 ) with the heat sink ( 200 ) connect to.

Arrangement ( 100 ) according to claim 1, wherein the heat sink ( 200 ) a plurality of fins ( 210 ), the lamellae ( 210 ) are arranged at a distance of 6 to 20 mm parallel to each other.

Arrangement according to claim 1 or 2, wherein the openings ( 140 ) are formed as slots.

Arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the electrical and / or electronic components to be cooled ( 120 . 130 ) relative to each other and to the heat sink ( 200 ) are arranged so that the natural convection direction of the air in the housing ( 100 ) is not disturbed.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one lamella ( 210 ) is integrally formed from a metal strip and has a hexagonal shape.

Arrangement according to claim 5 with a multiplicity of lamellae ( 210 ), which are arranged parallel to each other, to a rectangular heat sink ( 200 ) with a plurality of hexagonal lamellar segments ( 212 ) to build.

Arrangement according to one of the claims, that the electrical and / or electronic components to be cooled ( 120 . 130 ) comprise a CPU.

Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the housing ( 100 ) is a PC case, a notebook case, a server case, a control and / or control cabinet.

Computer, in particular PC, notebook, server with an arrangement according to one of claims 1 to 8.