DE102014101064A1 - Zusammenstellung eines Kühlkörper-Aufbaus - Google Patents

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Abstract

Kühlkörper-Aufbau umfassend einen Wärmeübertragungs-Block (2), der alternierend angeordnete Befestigungs-Nuten (21) und Abstands-Rippen (22) definiert sowie Kühlrippen (1), die jeweils durch Biegen eines entsprechenden Feinblech-Teils in ein im Wesentlichen umgekehrtes U-förmiges Profil geformt sind, das zwei Kühlrippen-Wände (11) aufweist, die jeweils ein Ende davon in Verbindung miteinander aufweisen und ein entgegen gesetztes Ende davon abschließend in jeweils einem nach Außen aufwärts sich erstreckendem Abschnitt (111) aufweisen, wobei jede Kühlrippen-Wand mit dem jeweiligen nach Außen aufwärts sich erstreckenden gefalteten Abschnitt eingefügt ist in eine entsprechende Befestigungs-Nut des Wärmeübertragungs-Blocks und fest daran gesichert ist durch einen Stanzpressvorgang, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände (11) der Kühlrippen und die Abstands-Rippen (22) des Wärmeübertragungs-Blocks gleichzeitig umzuformen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kühlkörper-Aufbau-Technologie und insbesondere auf einen Kühlkörper-Aufbau, der einen Wärmeübertragungs-Block, der eine Vielzahl von Befestigungs-Nuten definiert, und der eine Vielzahl von Kühlrippen aufweist, die ein im Wesentlichen umgekehrtes U-förmiges Profil aufweisen und die an den Befestigungs-Nuten durch einen Stanzpressvorgang befestigt sind.
  • Herkömmliche Kühlkörper bzw. Wärmesenken umfassen im Allgemeinen einen Wärmeübertragungs-Block und eine Vielzahl von Kühlrippen. Diese Kühlrippen können direkt an den Wärmeübertragungs-Block angeschweißt sein. Alternativ kann der Wärmeübertragungs-Block derart beschaffen sein, um Befestigungs-Nuten für die Befestigung der Kühlrippen bereitzustellen. Nachdem die Kühlrippen in die jeweiligen Befestigungs-Nuten eingeführt sind, wird ein Stanzpressvorgang durchgeführt, um einen Teil des Wärmeübertragungs-Blocks zu verformen und somit den Kühlrippen zu ermöglichen, auf dem Wärmeübertragungs-Block befestigt zu werden. Zum Beispiel offenbart das US-Patent Nr. 5,014,776 einen Kühlkörper, mit dem Titel ”Heat emitting unit in form of a heater or cooler” (Wärme-abstrahlende Einheit in Gestalt eines Heizers oder Kühlers), der eine Befestigung zwischen den Kühlrippen und dem Wärmeübertragungs-Block durch Verformen von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden einer jeden Befestigungs-Nut des Wärmeübertragungs-Blocks erreicht.
  • Gemäß der zuvor genannten Konstruktion nach dem Stand der Technik sind Rippen (Kühlrippen) in die Kanäle des Wärmeübertragungs-Blocks eingeführt und werden durch Verformung der Zwischenstück-Erhöhungen eingepasst. Da jedoch diese Rippen (Kühlrippen) ebene Blechteile sind, sind ihre Wärmeableitungs-Oberflächenbereiche limitiert und oft nicht geeignet, eine ausreichende Wärmeabfuhr des Kühlkörpers bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Umstände fertiggestellt. Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkörper-Aufbau bereitzustellen, der einen Wärmeübertragungs-Block mit abwechselnd angeordneten Befestigungs-Nuten und Abstands-Rippen aufweist, und eine Vielzahl von Kühlrippen aufweist, die an den Befestigungs-Nuten des Wärmeübertragungs-Blocks durch Stanzpressen befestigt sind. Jede Kühlrippe umfasst zwei Kühlrippen-Wände mit jeweils einem Ende davon, die miteinander verbunden sind, und mit einem gegenüber liegenden Ende davon, das in einem entsprechenden nach Außen aufwärts sich erstreckenden gefalteten Abschnitt endet. Jede Kühlrippen-Wand mit dem jeweiligen nach Außen aufwärts sich erstreckenden gefalteten Abschnitt ist in eine entsprechende Befestigungs-Nut eingeführt, und ist dann fest daran durch einen Stanzpress- bzw. Prägevorgang gesichert, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks gleichzeitig umzuformen.
  • Ferner ragen die Abstands-Rippen über die jeweiligen Nuten-Wände der Befestigungs-Nuten hinaus, welche eine Höhen-Differenz zwischen den Abstands-Rippen und den Nuten-Wänden der Befestigungs-Nuten definieren. Ferner weist jede Abstands-Rippe eine Umformungs- bzw. Verformungs-Nut und zwei Vorsprünge an zwei gegenüber liegenden seitlichen Seiten bzw. Querseiten der Umformungs-Nut auf. Die Vorsprünge werden während des Stanzpress-Vorgangs gleichzeitig verformt, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks zu verformen.
  • Ferner ragen die Vorsprünge der Abstands-Rippen über die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen in den Befestigungs-Nuten des Wärmeübertragungs-Blocks hinaus, und sind in die entsprechenden verformten Abschnitte nach dem Stanzpressvorgang eingebogen, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks umzuformen. Ferner stoßen die verformten Abschnitte nach unten und dicht gegen die jeweiligen gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen an.
  • Ferner ist der gefaltete Abschnitt jeder Kühlrippen-Wand jeder Kühlrippe teilweise in einen verengten Abschnitt nach dem Stanzpressvorgang eingebogen. Der verengte Abschnitt stößt horizontal gegen den gefalteten Abschnitt einer entsprechenden Kühlrippen-Wand an.
  • Vorzugsweise umfasst der Wärmeübertragungs-Block ferner wenigstens eine Aufnahme- bzw. Positionierungs-Nut, die an eine Seite davon gegenüber liegend zu den Befestigungs-Nuten und den Kühlrippen angeordnet ist, und umfasst ein Wärmerohr, das in jede Aufnahme-Nut bündig eingepresst ist.
  • Ferner kann der Wärmeübertragungs-Block ein rechteckiger Block sein. Alternativ kann der Wärmeübertragungs-Block ein kreisförmiger Block sein, der einen kreisförmigen Umfang definiert. In diesem Fall sind die Befestigungs-Nuten vertikal daran und gleichermaßen beabstandet um den kreisförmigen Umfang des Wärmeübertragungs-Blocks angeordnet. Weiterhin sind die Kühlrippen an den Befestigungs-Nuten befestigt und sind radial um den kreisförmigen Umfang des Wärmeübertragungs-Blocks angeordnet.
  • Die 1 entspricht einer Explosionsdarstellung einer Zusammenstellung eines Kühlkörper-Aufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die 2 ist eine Seitenansicht einer Kühlrippe der Kühlkörper-Aufbau-Zusammenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die 3 ist ein schematisches Schnittbild der vorliegenden Erfindung, das die Positionierung der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen in den jeweiligen Befestigungs-Nuten des Wärmeübertragungs-Blocks vor dem Stempeln/Stanzen veranschaulicht.
  • Die 4 veranschaulicht passend zur 3 die Außen nach oben sich erstreckenden gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks nach der Verformung durch das Stanzpressen.
  • Die 5 entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils der 4.
  • Die 6 ist eine perspektivische Draufsicht von der Zusammenstellung des in 1 gezeigten Kühlkörper-Aufbaus.
  • Die 7 ist eine Draufsicht von einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die die Verwendung eines kreisförmigen Wärmeübertragungs-Blocks veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf 1 wird eine Zusammenstellung eines Kühlkörper-Aufbaus in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie dargestellt, umfasst die Zusammenstellung des Kühlkörper-Aufbaus eine Vielzahl von Kühlrippen 1 und einen Wärmeübertragungs-Block 2.
  • Die Kühlrippen 1 sind, wie in 2 gezeigt, durch Biegen eines jeweiligen dünnen Feinblech-Teils in ein im Wesentlichen umgekehrtes U-förmiges Profil geformt worden, wobei jedes jeweils zwei Kühlrippen-Wände 11 aufweist. Die beiden Kühlrippen-Wände 11 weisen jeweils ein Ende davon auf, die miteinander verbunden sind, und jeweils ein entgegen gesetztes Ende, die jeweils in einem nach Außen aufwärts sich erstreckenden gefalteten Abschnitt 111 enden.
  • Der Wärmeübertragungs-Block 2 umfasst eine Vielzahl von Befestigungs-Nuten 21, die an einer oberen Wand davon zur Befestigung der Kühlrippen-Wände 11 der Kühlrippen 1 angeordnet sind, und eine Abstands-Rippe 22, die zwischen jeweils zwei benachbarten Befestigungs-Nuten 21 angeordnet ist. Nachdem die Kühlrippen-Wände 11 der Kühlrippen 1 in die jeweiligen Befestigungs-Nuten 21 eingeführt worden sind, werden Stanz- bzw. Press-Stempel 3 eingesetzt, um gegen die gefalteten Abschnitte 111 der Kühlrippen-Wände 11 und die Abstands-Rippen 22 des Wärmeübertragungs-Blocks 2 zu pressen bzw. zu schlagen (siehe 3), um die gefalteten Abschnitte 111 und die Abstands-Rippen 22 gleichzeitig bzw. synchron zu verformen, und somit werden die Kühlrippen 1 an dem Wärmeübertragungs-Block 2 befestigt (siehe 4).
  • Wie in 3 gezeigt, ragen vor dem Stanzpressen die Abstands-Rippen 22 über die Nuten-Wände der Befestigungs- bzw. Montage-Nuten 21 hinaus (siehe die Höhendifferenz h). Jede Abstands-Rippe 22 ist dazu vorgesehen, eine Verformungs-Nut 221 in der Mitte bereitzustellen, so dass zwei Vorsprünge 222 an zwei gegenüber liegenden Seiten der Umformungs-Nut 221 definiert werden. Beim Stanzen bzw. Pressen des Stempels 3 gegen die gefalteten Abschnitte 111 der Kühlrippen-Wände 11 und die Abstands-Rippen 22 des Wärmeübertragungs-Blocks 2, werden die gefalteten Abschnitte 111 der Kühlrippen-Wände 11 der Kühlrippen 1 und die Verformungs-Nuten 221 sowie Vorsprünge 222 der Abstands-Rippen 22 des Wärmeübertragungs-Blocks 2 gleichzeitig verformt, wodurch die Verbindungs-Dichtigkeit zwischen den Kühlrippen 1 und dem Wärmeübertragungs-Block 2 (siehe. 4) verbessert wird.
  • Wie in 4 gezeigt, überragen die Vorsprünge 222 die gefalteten Abschnitte bzw. Bereiche 111 in den Befestigungs-Nuten 21. Nachdem sie von den Stempeln 3 gepresst worden sind, werden die Vorsprünge 222 der Abstands-Rippen 22 in die entsprechenden verformten Abschnitte 222a eingebogen, die nach unten und dicht gegen den jeweiligen gefalteten Abschnitte 111 stoßen, um ihnen einen abwärts gerichteten Druck zu geben, um eine Verschiebung der Kühlrippen-Wände 11 der Kühlrippen 1 gegenüber dem Wärmeübertragungs-Block 2 zu verhindern. Ferner bleibt ein Freiraum links zwischen jeder Pressung 33 und jeder benachbarten Kühlrippen-Wand 11 bestehen (siehe. 3), so dass der gefaltete Abschnitt 111 jeder Kühlrippen-Wand 11 teilweise in einen verengten Abschnitt 111a nach dem Prägevorgang eingebogen wird (siehe 5), was bewirkt, dass jeder verformte Abschnitt 222a einen horizontalen Druck auf den gefalteten Abschnitt 111 der benachbarten Kühlrippen-Wand 11 weitergibt. Dieses Merkmal erhöht weiter die Stabilität der Verbindung zwischen den Kühlrippen-Wänden 11 der Kühlrippen 1 und dem Wärmeübertragungs-Block 2.
  • Bezugnehmend nochmals auf 6 und 1, umfasst der Wärmeübertragungs-Block 2 ferner zumindest eine oder mehrere Aufnahme-Nuten 23 an einer gegenüber liegenden Bodenwand davon. Ferner sind Wärmerohre 4 jeweils in die Aufnahme-Nuten 23 passend eingepresst und werden bündig mit der Bodenwand des Wärmeübertragungs-Blocks 2 gehalten.
  • Ferner kann, gemäß unterschiedlichen Anwendungs-Anforderungen, der Wärmeübertragungs-Block 2 in einer rechteckigen Form hergestellt werden (siehe 6) oder in einer Kreisform (siehe 7). In dem rechteckigen Beispiel, wie in 6 gezeigt, sind die Befestigungs-Nuten 21 parallel zu der rechteckigen oberen Wand des rechteckigen Wärmeübertragungs-Blocks 2 zwecks Befestigung der Kühlrippen 1 in einer parallelen Weise angeordnet. In dem kreisförmigen Beispiel, wie in 7 gezeigt, sind die Befestigungs-Nuten vertikal auf und in gleichen Abständen um den Kreisumfang des kreisförmigen Wärmeübertragungs-Blocks 2a zum Befestigen der Kühlrippen 1 in radialer Weise angeordnet.
  • Zusammenfassend stellt die Erfindung eine Zusammenstellung eines Kühlkörper-Aufbaus bereit, der einen Wärmeübertragungs-Block 2 umfasst, der alternierend angeordnete Befestigungs-Nuten 21 und eine Vielzahl von Kühlrippen 1 definiert, umfassend zwei Kühlrippen-Wände 11 aufweist, die jeweils ein Ende davon in Verbindung miteinander aufweisen und ein entgegen gesetztes Ende davon abschließend in jeweils einem nach Außen aufwärts sich erstreckendem Abschnitt 111 aufweisen, wobei die Kühlrippen-Wände 11 der Kühlrippen 1 mit dem jeweiligen nach Außen aufwärts sich erstreckenden gefalteten Abschnitt 111 eingefügt ist in eine entsprechende Befestigungs-Nut 21 des Wärmeübertragungs-Blocks 2 und fest daran gesichert ist durch einen Stanzpressvorgang.
  • Obwohl besondere Ausführungsformen der Erfindung im Detail zum Zwecke der Darstellung beschrieben wurden, können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen gemacht werden, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend wird die Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5014776 [0002]

Claims (9)

  1. Kühlkörper-Aufbau aufweisend: ein Wärmeübertragungs-Block (2) mit einer Vielzahl von Befestigungs-Nuten (21), die auf einer Außenfläche davon angeordnet sind, und mit einer Abstands-Rippe (22), die zwischen je zwei benachbarten Befestigungs-Nuten angeordnet ist, und eine Vielzahl von Kühlrippen (1), die an den Befestigungs-Nuten des Wärmeübertragungs-Blocks montiert sind, wobei jede Kühlrippe zwei Kühlrippen-Wände (11) aufweist, wobei zwei Kühlrippen-Wände jeweils ein Ende davon in Verbindung miteinander aufweisen und ein entgegen gesetztes Ende davon abschließend in jeweils einem nach Außen aufwärts sich erstreckendem Abschnitt (111) aufweisen, wobei jede Kühlrippen-Wand mit dem jeweiligen nach Außen aufwärts sich erstreckenden gefalteten Abschnitt eingefügt ist in einer entsprechenden Befestigungs-Nut und fest daran gesichert ist durch einen Stanzpressvorgang, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks gleichzeitig umzuformen.
  2. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Abstands-Rippen (22) die jeweiligen Nuten-Wände der Befestigungs-Nuten überragen, die einen Höhen-Unterschied zwischen den Abstands-Rippen und den Nuten-Wänden der Befestigungs-Nuten definieren.
  3. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei jede Abstands-Rippe (22) eine Umformungs-Nut (221) und zwei Vorsprünge (222) an zwei gegenüber liegenden seitlichen Seiten der Umformungs-Nut aufweist, wobei die Vorsprünge gleichzeitig während des Stanzpressvorgangs umgeformt werden, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks umzuformen.
  4. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 3, wobei die Vorsprünge (222) der Abstands-Rippen die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen in den Befestigungs-Nuten des Wärmeübertragungs-Blocks überragen und in entsprechend umgeformte Abschnitte nach dem Stanzpressvorgang eingebogen sind, um die gefalteten Abschnitte der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen und die Abstands-Rippen des Wärmeübertragungs-Blocks umzuformen, wobei die umgeformten Abschnitte nach unten und dicht an den jeweiligen gefalteten Abschnitten der Kühlrippen-Wände der Kühlrippen anliegen.
  5. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei der gefaltete Abschnitt (111) jeder Kühlrippen-Wand jeder Kühlrippe teilweise in einen verengten Abschnitt nach dem Stanzpressvorgang eingebogen wird, wobei der verengte Abschnitt horizontal an dem gefalteten Abschnitt jeweils einer der Kühlrippen-Wände anliegt.
  6. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei der Wärmeübertragungs-Block (2) ferner mindestens eine Aufnahme-Nut (23) an einer Seite davon gegenüber liegend zu den Befestigungs-Nuten und den Kühlrippen aufweist, und ein Wärmerohr (4) in jede Aufnahme-Nut bündig eingepresst ist.
  7. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei der Wärmeübertragungs-Block (2) ein rechteckiger Block ist.
  8. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei der Wärmeübertragungs-Block (2) ein kreisförmiger Block ist, der einen kreisförmigen Umfang definiert; die Befestigungs-Nuten sind daran vertikal und in gleichen Abständen um den kreisförmigen Umfang des Wärmeübertragungs-Blocks angeordnet; und wobei die Kühlrippen an den Befestigungs-Nuten befestigt und radial um den kreisförmigen Umfang des Wärmeübertragungs-Blocks herum angeordnet sind.
  9. Kühlkörper-Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Kühlrippen (1) ein im Wesentlichen umgekehrtes U-förmiges Profil aufweisen.
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