DE102013217625A1

DE102013217625A1 - Device for the passive cooling of metal housings

Info

Publication number: DE102013217625A1
Application number: DE102013217625.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Uhland; Juergen Goetz; Philipp Eckmann; Timo Schmidt; Kai Beckbissinger; Sarah Gorzellik; Joerg Gebers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2015-03-05

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur passiven Entwärmung von Metallgehäusen mit einem gebogen Blech, dass eine Anzahl von Wellen (6) und dazugehörigen Wellenschenkeln umfasst vorgestellt, wobei in den Wellenschenkeln jeweils mindestens eine Reihe Öffnungen (5) ausgestaltet ist, wobei die Reihen so angelegt sind, dass anströmende Umgebungsluft sowohl zwischen jeweiligen Wellenschenkeln entlang als auch durch jeweilige Wellenschenkel hindurch strömen kann und wobei die Vorrichtung zur Entwärmung mit einem Metallgehäuse (1) zu verbinden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Entwärmung von Metallgehäusen.There is provided a device for passively cooling metal housings with a bent sheet comprising a number of corrugations (6) and associated corrugated legs, wherein in each corrugation leg at least one series of apertures (5) are arranged, the rows being arranged that inflowing ambient air can flow both between respective wave legs along and through respective shaft legs, and wherein the device for cooling is to be connected to a metal housing (1). Furthermore, the invention relates to a corresponding method for the cooling of metal housings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur passiven Entwärmung von Metallgehäusen, insbesondere von Tiefziehblechen, sowie entsprechende Verfahren.The invention relates to a device for passive heat dissipation of metal housings, in particular deep-drawn sheets, and corresponding methods.

Stand der TechnikState of the art

Technische Baugruppen, insbesondere elektrische Baugruppen, wie bspw. elektrische Motoren, die unter Belastung sehr stark erhitzen, erzeugen im Betrieb häufig eine hohe Abwärme. Da derartige technische Baugruppen meist geschützt unter einem Gehäuse arbeiten, überträgt sich die Abwärme der jeweiligen technischen Baugruppe auf das Gehäuse.Technical assemblies, in particular electrical components, such as, for example, electric motors which heat very strongly under load, often generate a high level of waste heat during operation. Since such technical assemblies usually work protected under a housing, the waste heat of the respective technical assembly is transferred to the housing.

Ist das Gehäuse als metallisches Gehäuse ausgestaltet, so kann dieses aufgrund wärmeleitender Eigenschaften als Mittel zur Entwärmung der technischen Baugruppe genutzt werden. Das jeweilige Gehäuse, das die jeweilige technische Baugruppe umgibt, kann dabei durch den jeweiligen Betrieb der technischen Baugruppe erzeugte Abwärme aufgrund einer gegenüber der technischen Baugruppe vergrößerten Oberfläche besser an die Umgebung ableiten als dies durch die technische Baugruppe direkt möglich wäre. If the housing is designed as a metallic housing, this can be used as a means of heat dissipation of the technical assembly due to heat-conducting properties. The respective housing, which surrounds the respective technical assembly, can thereby better dissipate heat generated by the respective operation of the technical assembly due to a larger surface area compared to the technical assembly than would be directly possible by the technical assembly.

In Fällen erhöhter Beanspruchung der technischen Baugruppe oder in Fällen beschränkter Platzverhältnisse kann es jedoch vorkommen, dass die durch das metallische Gehäuse bedingte Abwärme nicht ausreichend ist um die technische Baugruppe ausreichend zu entwärmen. In cases of increased stress on the technical assembly or in cases of limited space, however, it may happen that the waste heat caused by the metallic housing is not sufficient to adequately dissipate the technical assembly.

Ist eine durch das metallische Gehäuse bedingte Abwärmefähigkeit nicht ausreichend um die technische Baugruppe ausreichend zu entwärmen, so müssen Verfahren und/oder Vorrichtungen angewandt werden, die das metallische Gehäuse zusätzlich kühlen, d.h. entwärmen. Bei einer Entwärmung mittels Kühlrippen strömt Umgebungsmedium an jeweiligen Kühlrippen vorbei und nimmt dabei, insofern das Umgebungsmedium kälter als die Kühlrippe ist, an einer Kontaktfläche des Umgebungsmediums zur jeweiligen Kühlrippe Wärme auf. If a waste heat capacity due to the metallic housing is not sufficient to adequately dissipate the engineering assembly, methods and / or apparatus must be used which additionally cool the metallic housing, i. segregated heat removal. In a cooling by means of cooling fins ambient medium flows past respective cooling fins and takes in so far as the ambient medium is colder than the cooling fin, at a contact surface of the surrounding medium to the respective fin on heat.

Weiterhin haben Kühlrippen bevorzugte Anströmrichtungen, in denen eine gegenüber einer nicht bevorzugten Anströmrichtung verbesserte Entwärmungsleistung erreicht wird. In nicht bevorzugten Anströmrichtungen, insbesondere in Fällen einer quer zur bevorzugten Anströmrichtung verlaufenden Strömung, ist die erreichte Entwärmungsleistung deutlich geringer.Furthermore, cooling fins have preferred flow directions, in which a heat dissipation performance which is improved in relation to a non-preferred inflow direction is achieved. In non-preferential inflow directions, in particular in cases of a transverse flow to the preferred direction of flow, the heat dissipation performance achieved is significantly lower.

In der Druckschrift US 5 706 169 ist ein Apparat zur Entwärmung eines Prozessors offenbart, der auf einen Prozessor aufgesetzt wird und sowohl ein gebogenes Blech als auch einen Ventilator umfassen kann. Dabei ist vorgesehen, dass eine aus einem wärmeleitenden Material bestehende rechteckige Kühlerplatte auf den Prozessor aufgesetzt und dadurch eine von dem Prozessor erzeugte Abwärme absorbiert wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass mindestens zwei Kühlfinnen auf der Kühlerplatte derart zu befestigen sind, dass die Kühlfinnen parallel zueinander verlaufen. Dabei weisen die Kühlfinnen zwei Arten Kühlkanäle auf, die ein Umgebungsmedium in den Apparat leiten, wobei die erste Art Kühlkanal innerhalb der jeweiligen Kühlfinnen und die zweite Art Kühlkanal zwischen den jeweiligen Kühlfinnen verläuft. Die Kühlfinnen sind darüber hinaus derart ausgestaltet, dass diese einen flachen Gipfelpunkt aufweisen, in den mehrere Löcher zur Entwärmung eingebracht sind, wobei die jeweiligen Löcher voneinander getrennt in einem bestimmten Abstand angeordnet sind.In the publication US 5,706,169 For example, there is disclosed an apparatus for heat dissipation of a processor which is mounted on a processor and may include both a bent sheet metal and a fan. It is provided that an existing of a thermally conductive material rectangular radiator plate is placed on the processor and thereby a waste heat generated by the processor is absorbed. Furthermore, it is provided that at least two cooling fins are to be fastened on the radiator plate in such a way that the cooling fins run parallel to one another. In this case, the cooling fins on two types of cooling channels, which conduct an ambient medium in the apparatus, wherein the first type of cooling channel within the respective cooling fins and the second type of cooling channel between the respective cooling fins. The cooling fins are further designed such that they have a flat peak point, in which a plurality of holes for cooling are introduced, wherein the respective holes are arranged separately from each other at a certain distance.

Ferner ist in der genannten Druckschrift vorgesehen, dass der Apparat einen Ventilator umfassen kann, der auf die Kühlfinnen aufgesetzt wird und dadurch aktiv Umgebungsmedium in den Apparat leitet, was zu einer abermals verbesserten Entwärmungsleistung führt.Furthermore, it is provided in said publication that the apparatus may comprise a fan which is placed on the cooling fins and thereby actively conducts ambient medium into the apparatus, which leads to a once again improved cooling performance.

In der Druckschrift DE 101 31 889 A1 sind ein Verfahren zur Herstellung eines wellenförmigen Flügels für Plattenwärmetauscher und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart. Dabei ist vorgesehen, einen wellenförmigen Flügel für einen Plattenwärmetauscher herzustellen, der eine generelle Hauptwellenrichtung und wenigstens eine im Wesentlichen quer zu der Hauptwellenrichtung verlaufende Welle aufweist, die Wellenschenkel umfasst, die Wellenberge und Wellentäler verbinden, wobei die Welle mit einer Reihe von Perforationen versehen ist. Dabei werden mehrere wellenförmige Flügel zu einem Wärmetauscher verbunden, wobei die wellenförmigen Flügel zugleich als Verstrebung zwischen verschiedenen Platten des Wärmetauschers dienen und einer Verformung der Platten während einer Einleitung von Druckfluiden entgegenwirken sollen. In the publication DE 101 31 889 A1 For example, there are disclosed a method of manufacturing a wavy blade for plate heat exchangers and an apparatus for carrying out the method. It is envisaged to produce a wave-shaped blade for a plate heat exchanger having a general main shaft direction and at least one substantially transverse to the main shaft direction wave comprising wave legs, the wave crests and troughs connect, wherein the shaft is provided with a series of perforations. In this case, a plurality of wave-shaped wings are connected to a heat exchanger, wherein the wave-shaped wings also serve as a brace between different plates of the heat exchanger and to counteract deformation of the plates during an introduction of pressurized fluids.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden eine Vorrichtung zur passiven Entwärmung von Metallgehäusen mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß unabhängigem Patentanspruch 8 vorgestellt. Weitere Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung. Against this background, a device for the passive cooling of metal housings with the features of independent claim 1 and a corresponding method according to independent claim 8 are presented. Further details emerge from the dependent claims and the description.

Bei dem vorgestellten Verfahren ist in Ausgestaltung vorgesehen, eine Entwärmung eines Metallgehäuses dahingehend zu ermöglichen, dass Umgebungsluft, die in verschiedene Richtungen strömt, so durch eine vorzusehende Vorrichtung geleitet wird, dass die verschiedenen Strömungen vorteilhaft zur Entwärmung des Metallgehäuses beitragen. In the presented method is provided in an embodiment to allow a cooling of a metal housing to the effect that ambient air flowing in different directions, so is passed through a device to be provided that the various currents contribute to the cooling of the metal housing advantageous.

Bei der vorgestellten Vorrichtung zur passiven Entwärmung von Metallgehäusen mit einem Blech ist in Ausgestaltung vorgesehen, dass durch Biegen des Blechs eine Anzahl von im Wesentlichen parallel zueinander ausgestalteter Wellen und dazugehöriger Wellenschenkel entsteht, wobei in den Wellenschenkeln jeweils mindestens eine Reihen an Öffnungen ausgestaltet ist, wobei die Reihe so angelegt ist, dass Öffnungen benachbarter Reihen zueinander versetzt oder nicht versetzt angeordnet sind und wobei die Vorrichtung zur Entwärmung auf einem Metallgehäuse aufzusetzen, bzw. von außen mit dem Metallgehäuse zu verbinden ist. In the presented apparatus for passive heat dissipation of metal housings with a sheet metal is provided in an embodiment that by bending the sheet a number of substantially parallel to each other ausgestalteter waves and associated wave legs is formed, wherein in the wave legs in each case at least one series of openings is configured the row is arranged so that openings of adjacent rows are offset from one another or not staggered and wherein the device for cooling down on a metal housing, or is to be connected from the outside to the metal housing.

Unter einer Entwärmung ist im Kontext der vorliegenden Erfindung ist ein Übergang von Wärme aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbst bzw. eines mit der Vorrichtung verbundenen Metallgehäuses in Umgebungsluft durch den Vorgang der thermischen Konvektion zu verstehen. Heat dissipation in the context of the present invention means a transfer of heat from the device according to the invention or a metal housing connected to the device in ambient air by the process of thermal convection.

Die vorgestellte Vorrichtung wird aus einem Blech, insbesondere einem Lochblech gebogen, wobei unter Biegen im Kontext der vorgestellten Erfindung alle geeigneten technischen Vorgänge zu verstehen sind, die dazu dienen, ein Flachteil gegenüber einem anderen Flachteil umzuklappen, wobei insbesondere eine im Wesentlichen rechtwinklige Kante entstehen kann, wie bspw. in einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Vorrichtung vorgesehen ist. Der Vorgang des Biegens von Blech umfasst insbesondere die Techniken Abkanten und Umbiegen. The presented device is bent from a sheet, in particular a perforated plate, wherein bending in the context of the present invention, all suitable technical processes are to be understood, which serve to fold a flat part over another flat part, in particular a substantially rectangular edge can arise , as, for example, is provided in a possible embodiment of the presented device. The process of bending sheet metal includes in particular the bending and bending techniques.

Es ist vorgesehen, dass die vorgestellte Erfindung in möglicher Ausgestaltung derart gebogen wird, dass Übergänge von einem Flachteil des erwähnten Blechs zu einem anderen Flachteil und/oder zu einem anderen Flachteil des erwähnten Blechs in stumpfen oder spitzen Winkeln ausgetaltet sind und benachbarte Flachteile parallel oder nicht parallel verlaufen können, wobei nicht parallele Verläufe bspw. trapezförmig ausgestaltet sein können.It is envisaged that the proposed invention is bent in a possible embodiment such that transitions from a flat part of said sheet to another flat part and / or to another flat part of said sheet at obtuse or acute angles are abandoned and adjacent flat parts in parallel or not may run parallel, with non-parallel courses, for example, can be configured trapezoidal.

Durch den Vorgang des Biegens entstehen in einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mindestens zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Wellen. Die auf diese Weise entstandenen Wellen weisen in jeweils zugehörigen Wellenschenkeln Öffnungen auf, durch die Umgebungsluft auch horizontal zwischen bzw. durch die Wellenschenkel strömen kann. Demnach ermöglicht die vorgestellte Vorrichtung ein Durch- bzw. Umströmen mit Umgebungsluft sowohl durch die Wellenschenkel hindurch als auch zwischen den Wellenschenkeln entlang, wodurch sowohl Strömungswiderstände reduziert als auch ein Durchflussvolumen erhöht wird. As a result of the bending process, in one possible embodiment of the device according to the invention, at least two waves running essentially parallel to one another are formed. The resulting waves in this way have in each associated wave legs openings through which ambient air can flow horizontally between or through the wave legs. Accordingly, the presented device allows a flow or ambient air around both through the wave legs and between the wave legs along, which both reduces flow resistance and a flow volume is increased.

Durch eine versetzte Anordnung der Öffnungen wird ein Umschlagen von in einer linearen Bewegung einströmenden Umgebungsluft in eine turbulente Bewegung bewirkt, was mit einer erhöhten Entwärmungsleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden ist. By a staggered arrangement of the openings, a reversal of ambient air flowing in a linear movement is brought about into a turbulent movement, which is associated with an increased cooling power of the device according to the invention.

Es ist vorgesehen, dass die Anordnung der Öffnungen an den jeweiligen Einsatzort und -zweck anzupassen ist. Dies bedeutet, dass jeweilige Öffnungen in Position und Abmaßen variiert werden können, so dass ein möglichst großes Durchflussvolumen von Umgebungsluft bewirkt wird. It is envisaged that the arrangement of the openings is to be adapted to the respective site and purpose. This means that respective openings in position and dimensions can be varied, so that the largest possible flow volume of ambient air is effected.

Im Gegensatz zu einer erzwungenen Konvektion, wie sie bspw. unter Verwendung von Ventilatoren oder Gebläsen stattfindet, sieht die beschriebene Vorrichtung eine passive Anströmung mit Umgebungsluft, d.h. eine freie Konvektion vor. Bei einer passiven Anströmung bzw. freien Konvektion sind turbulente Strömungen von entscheidender Bedeutung für die jeweilige Entwärmungsleistung, da turbulente Strömungen zu einem erhöhten Durchsatz von Umgebungsluft beitragen. In contrast to forced convection, such as using fans or blowers, the device described provides a passive approach to ambient air, i. a free convection. In a passive flow or free convection turbulent flows are of crucial importance for the respective Entwärmungsleistung, as turbulent flows contribute to increased throughput of ambient air.

Durch ein versetztes Anordnen der Öffnungen wird ein Umschlagen von linearen Bewegungen des anströmenden Umgebungsmediums in eine turbulente Bewegung begünstigt und dadurch bedingt vermehrt Umgebungsluft durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet. Dieses zusätzliche Volumen an Umgebungsluft kann zusätzliche Abwärme aufnehmen, abtransportieren und dadurch zur Entwärmung der zu entwärmenden Vorrichtung beitragen.By a staggered arrangement of the openings, a transfer of linear movements of the inflowing ambient medium into a turbulent motion is promoted and thereby conditionally more ambient air is passed through the device according to the invention. This additional volume of ambient air can absorb additional waste heat, remove it and thereby contribute to the cooling of the device to be heat-treated.

Weiterhin entstehen durch die vorgesehenen Öffnungen mindestens zwei mögliche Strömungsrichtungen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. Dies bedeutet, dass eine Entwärmungsleistung nicht mehr unmittelbar von anströmender Umgebungsluft aus einer Richtung abhängig ist, sondern auch unter nicht idealem, bspw. seitlichem Anströmen erreicht werden kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eine Entwärmungsvorrichtung auch an einem Ort zu realisieren, d.h. anzuordnen, der ein lineares Durchströmen der Vorrichtung durch Umgebungsluft verhindert, wie bspw. vor einer Kante oder einem Absatz eines jeweiligen Metallgehäuses.Furthermore, due to the openings provided, at least two possible flow directions are created by the device according to the invention. This means that a cooling performance is no longer directly dependent on incoming ambient air from one direction, but can also be achieved under non-ideal, for example. Side flow. This results in the possibility to realize a cooling device also in one place, i. to arrange, which prevents a linear flow through the device by ambient air, such as, in front of an edge or a shoulder of a respective metal housing.

Ferner ist die Oberfläche der vorgestellten Vorrichtung durch die freie Konvektion gegenüber einer aktiven Konvektion verstärkt von Bedeutung. Durch die vorgesehenen Öffnungen kommt es vermehrt zu einer freien Konvektion im Inneren, d. h. an den Teilen der Vorrichtung, die nicht direkt angeströmt werden, wodurch sich eine gegenüber einer geschlossenen Ausgestaltungsform vergrößerte Oberfläche bzw. Kontaktfläche zwischen Umgebungsmedium und Vorrichtung ergibt. Furthermore, the surface of the presented device by the free convection against active convection is increasingly important. Through the openings provided, there is an increased free convection in the interior, ie on the parts of the device that are not directly flown, resulting in a relation to a closed embodiment increased surface or contact area between the surrounding medium and device results.

Durch die Öffnungen wird ein Umschlagen der anströmenden Umgebungsluft in eine turbulente Bewegung maximiert, wodurch ein Durchflussvolumen von Umgebungsluft durch die Vorrichtung ebenfalls maximiert wird. Mittels einer radialen Ausgestaltung der in den Wellenschenkeln vorzusehenden Öffnungen wird ein Umschlagen von einer linearen Bewegung in eine turbulente Bewegung begünstigt.The openings maximize the inflow of ambient air into a turbulent motion, thereby also maximizing a flow volume of ambient air through the device. By means of a radial configuration of the openings to be provided in the shaft legs, a transition from a linear movement into a turbulent movement is promoted.

Ferner sind Lochbleche mit radialen Öffnungen bereits bekannt und kostengünstig verfügbar. Radiale Öffnungen bieten ein im Vergleich zu Öffnungen mit Kanten und/oder Ecken verbessertes Verhältnis zwischen Umfang und Durchflussmenge. Durch radiale Öffnungen wird eine Durchflussmenge an ein Umgebungsmedium bei einer gegebenen Kontaktfläche, bzw. eine Kontaktfläche bei gegebener Durchflussmenge maximiert.Furthermore, perforated plates with radial openings are already known and available at low cost. Radial openings offer a better ratio between volume and flow rate than openings with edges and / or corners. Through radial openings, a flow rate to a surrounding medium at a given contact surface, or a contact surface at a given flow rate is maximized.

Für die Entwärmung eines jeweiligen Metallgehäuses ist die Materialbeschaffenheit, d.h. die Zusammensetzung des die erfindungsgemäße Vorrichtung bildenden Materials, von entscheidender Bedeutung. Um einen effizienten Übergang von Wärme aus dem Metallgehäuse durch die Vorrichtung in die Umgebungsluft zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass die Vorrichtung aus einem wärmeleitenden Material besteht. Derartige Materialien sind insbesondere Kupfer, Aluminium, Eisen, Stahl bzw. Legierungen der jeweiligen Materialien.For the heat dissipation of a respective metal housing, the material condition, i. the composition of the material forming the device according to the invention, of crucial importance. In order to ensure an efficient transfer of heat from the metal housing through the device into the ambient air, it is necessary that the device consists of a thermally conductive material. Such materials are in particular copper, aluminum, iron, steel or alloys of the respective materials.

Die Entwärmungsleistung hängt jedoch nicht nur von den verwendeten Materialien ab, sondern auch von einer Verbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem jeweiligen Metallgehäuse. Um die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem jeweiligen Metallgehäuse zu verbinden, sind verschiedene Techniken bekannt. Es ist vorgesehen, eine der Techniken aus der folgenden Liste zur Verbindung der vorgestellten Vorrichtung mit dem jeweiligen Metallgehäuse zu verwenden: Schweißen, Löten, Kleben, Klammern, Nieten, Schrauben, Pressen und Klemmen.The Entwärmungsleistung depends not only on the materials used, but also by a compound of the device according to the invention with the respective metal housing. In order to connect the device according to the invention with a respective metal housing, various techniques are known. It is envisaged to use one of the techniques from the following list to connect the presented device to the respective metal housing: welding, soldering, gluing, stapling, riveting, screwing, pressing and clamping.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur passiven Entwärmung von Metallgehäusen. Das Verfahren dient insbesondere einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Furthermore, the present invention relates to a method for the passive heat dissipation of metal housings. The method is used in particular a use of the device according to the invention.

Eine höhere Kühlrippendichte führt zu einer Vergrößerung einer Wärmeabgabefläche und damit zu einer höheren Effizienz der Kühlung bzw. Entwärmung. Auf der anderen Seite hat eine höhere Kühlrippendichte engere Kühlrippenkanäle mit einem wachsenden Strömungswiderstand zur Folge. Dies führt zu einem sogenannten By-Pass-Effekt: Die strömende Luft wird aus den Kühlrippenkanälen "verdrängt" und strömt in zunehmendem Maße ungenutzt an den Kühlrippen vorbei. Die Ursache liegt in einer Wandreibung der Umgebungsluft an den jeweiligen Kühlrippen mit Bildung einer Strömungsgrenzschicht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird diese Strömungsgrenzschicht in der einströmenden Umgebungsluft zumindest reduziert. Dies bedeutet, dass durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine höhere Kühlrippen- bzw. Kühlfinnendichte auf einer gegebenen Fläche verwendet werden kann als dies bei Verwendung des Standes der Technik möglich wäre.A higher cooling rib density leads to an enlargement of a heat delivery surface and thus to a higher efficiency of the cooling or cooling. On the other hand, a higher cooling fin density results in tighter cooling fin channels with increasing flow resistance. This leads to a so-called by-pass effect: The flowing air is "displaced" from the cooling rib channels and flows increasingly unused past the cooling ribs. The cause lies in a wall friction of the ambient air at the respective cooling fins with formation of a flow boundary layer. By means of the method according to the invention, this flow boundary layer is at least reduced in the inflowing ambient air. This means that by using the method according to the invention, a higher cooling fin density or cooling fin density on a given surface can be used than would be possible using the prior art.

Unter Kühlrippen sind im Kontext der vorgestellten Erfindung technisch geeignete Vorrichtungen zu verstehen, die dazu verwendet werden können eine Entwärmung an einem mit der Kühlrippe verbundenen Objekt zu bewirken, wie bspw. Kühlfinnen.Under cooling fins are in the context of the present invention technically suitable devices to understand that can be used to cause a heat dissipation on an object connected to the cooling fin, such as. Cooling fins.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Verformung eines Lochblechs durch Biegen, so dass eine Ausführungsform der vorgestellten Vorrichtung entsteht. 1 shows a deformation of a perforated plate by bending, so that an embodiment of the proposed device is formed.

2 zeigt eine Ausführungsform der vorgestellten Vorrichtung an einer Position auf einem Metallgehäuse, die ein lineares Durchströmen der Vorrichtung von Umgebungsmedium erschwert. 2 shows an embodiment of the presented device at a position on a metal housing, which impedes a linear flow through the device of surrounding medium.

3 zeigt eine Ausführungsform der vorgestellten Vorrichtung, die an Orte angepasst ist, die nur eine geringe Höhe erlauben. 3 shows an embodiment of the presented device, which is adapted to places that allow only a small amount.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine Herstellung der vorgestellten Vorrichtung mittels eines Biegeprozesses dargestellt. Dabei wird ein Lochblech 2 derart geformt, dass eine Ausführungsform der vorgestellten Vorrichtung 8 entsteht. Der Biegeprozess ist dabei derart gestaltet, dass eine Kante 4 an einem Gipfelpunkt einer Welle 6 entsteht. Begünstigt wird eine derartige Kantenbildung bspw. durch Perforationen 10 im Lochblech 2. Die dadurch geformte Vorrichtung wird durch bspw. Reibschweißen auf einem Metallgehäuse aufgebracht und trägt dadurch zu dessen Entwärmung bei.In 1 a production of the presented device by means of a bending process is shown. This is a perforated plate 2 shaped such that an embodiment of the presented device 8th arises. The bending process is designed such that an edge 4 at a summit point of a wave 6 arises. Such edge formation is favored, for example, by perforations 10 in the perforated plate 2 , The thus formed device is applied by, for example, friction welding on a metal housing and thereby contributes to its heat dissipation.

2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der vorgestellten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung auf einem Metallgehäuse 1 angeordnet ist, das die beschriebenen Vorrichtung derart umgibt, dass diese durch Erhöhungen 3 sowohl in Längsals auch in Querrichtung vor anströmender Umgebungsluft abgeschirmt wird. Ein lineares Durchströmen wird dadurch sowohl in Längs- als auch in Querrichtung erschwert. Durch Verwendung der Vorrichtung mit darin enthaltenen radialen Öffnungen 5 in Verbindung mit Kühlkanälen 7 kann auch in derartigen Anordnungen, mittels turbulenter Strömungen, die durch die radialen Öffnungen 5 bedingt werden, eine Umwälzung von Umgebungsmedium innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dadurch bedingt auch ein Durchströmen der Vorrichtung erreicht werden, was zu einer verbesserten Entwärmung des Metallgehäuses führt. 2 shows a possible embodiment of the presented device, wherein the device on a metal housing 1 is arranged, which surrounds the described device such that these by elevations 3 is shielded in front of the incoming ambient air both in the longitudinal and in the transverse direction. A linear flow is thereby made more difficult both in the longitudinal and in the transverse direction. By using the device with radial openings contained therein 5 in connection with cooling channels 7 can also in such arrangements, by means of turbulent flows through the radial openings 5 conditional, a circulation of ambient medium within the device according to the invention and thereby conditionally also a flow through the device can be achieved, resulting in improved heat dissipation of the metal housing.

In 3 ist eine mögliche Ausgestaltung der vorgestellten Erfindung dargestellt, wobei die Kanten 4 in stumpfen Winkeln vorliegen, wodurch eine flache Bauweise ermöglicht wird. Die Öffnungen 13 weisen lineare Kanten auf. Ferner ist die in 3 gezeigte Ausgestaltung der vorgestellten Erfindung derart geformt, dass jeweilige Wellenschenkel zueinander nicht parallel verlaufen. Durch die nicht parallele Bauweise werden Flächen verschiedener Höhe und Breite erzeugt, die eine zusätzlich verbesserte Luftströmung durch die Vorrichtung ermöglichen, da jeweilige Strömungswiderstände durch die unterschiedlichen Höhen reduziert werden. In 3 a possible embodiment of the presented invention is shown, wherein the edges 4 be present at obtuse angles, whereby a flat design is possible. The openings 13 have linear edges. Furthermore, the in 3 Shown embodiment of the invention presented shaped such that respective shaft legs are not parallel to each other. Due to the non-parallel construction surfaces of different height and width are generated, which allow an additional improved air flow through the device, since respective flow resistance can be reduced by the different heights.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5706169 [0007]
DE 10131889 A1 [0009]

Claims

Device for passively cooling metal housings with a bent sheet containing a number of shafts ( 6 ) and associated wave legs, wherein in the wave legs at least one row of openings ( 5 ), wherein the rows are arranged so that inflowing ambient air can flow both between respective wave legs along and through respective shaft legs and wherein the device for cooling with a metal housing ( 1 ) is to be connected.

Device according to claim 1, in which the openings ( 5 ) are radially designed.

Device according to one of the preceding claims, in which an inflowing ambient medium from several directions is passed through the device.

Device according to one of the preceding claims, in which the openings are to be designed in such a way that an ambient medium flowing through the openings is turned into a turbulent movement.

Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the bent sheet is made of a material from the following list of materials or related alloys: aluminum, steel, copper, iron.

Device according to one of the preceding claims, wherein the openings in the shaft legs are arranged such that a maximum amount of surrounding medium flows through the device.

Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the apparatus is to be connected to a metal body by a method of the following list of methods: welding, soldering, gluing, stapling, riveting, screwing, pressing, clamping.

Device according to one of the preceding claims, wherein the rows of openings of adjacent shaft legs are arranged offset to one another.

Method for passively cooling metal housings, wherein the cooling is achieved by means of a device (whose temperature is lower than the temperature of the metal housing) being passed through a device ( 8th ) according to any one of the preceding claims in both the longitudinal and transverse directions through the device, whereby a generation of turbulence and thereby an improvement of a thermal convection of the entire device is improved, since there is a reduced flow resistance between respective wave peaks.