DE102017216598A1

DE102017216598A1 - Kühlkörper und Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers

Info

Publication number: DE102017216598A1
Application number: DE102017216598.7A
Authority: DE
Inventors: Ewgeni Hoffmann
Original assignee: Lenze Automation GmbH
Current assignee: Lenze SE
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: DE102017216598B4

Abstract

Ein Kühlkörper, vorzugsweise für ein Elektrogerät, weist mehrere Grundplatten auf mit Kühlflächen an ihrer Außenseite zur wärmeleitenden Anbindung von wärmeerzeugenden Bauteilen. Innerhalb des Kühlkörpers verläuft ein geschlossener Kühlluftkanal. An jeder Grundplatte sind mehrere Kühlvorsprünge vorgesehen, die jeweils wärmeleitend mit der Grundplatte und den Kühlflächen verbunden sind und die in den Kühlluftkanal reichen. Der Kühlkörper besteht dabei aus drei Kühlkörperteilen mit einer Teilung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers entlang des Kühlluftkanals, wobei jedes Kühlkörperteil eine Grundplatte und mehrere Kühlvorsprünge an der Grundplatte aufweist. Die Kühlkörperteile sind fest miteinander verbunden zur Bildung eines einteiligen Kühlkörpers.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper, wie er insbesondere für ein Elektrogerät wie einen Umrichter verwendet werden kann. Insbesondere sollen mit diesem Kühlkörper wärmeerzeugende Bauteile, beispielsweise Halbleiter-Leistungsschalter, gekühlt werden können. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers.
Aus dem Stand der Technik sind Kühlkörper bekannt, die für diesen Zweck verwendet werden und die eine oder mehrere Grundplatten aufweisen, beispielsweise wenn es Kühlkörperanordnungen sind. An einer Seite einer solchen Grundplatte sind Kühlvorsprünge nach Art von Rippen, Finnen oder Stiften vorgesehen. An einer anderen Seite einer solchen Grundplatte kann das zu kühlende Bauteil wärmeübertragend angeordnet sein.
Derartige Kühlkörper können zur zusätzlichen Kühlung noch mit einem Luftstrom beaufschlagt werden, beispielsweise durch einen speziell vorgesehenen oder einen allgemein vorhandenen Lüfter. Zur zusätzlichen Kühlung können sie mit den Kühlvorsprüngen auch in einen Kühlluftkanal reichen bzw. hinein zeigen.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Kühlkörper und ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, wärmeerzeugende Bauteile gut zu kühlen und mit minimalem baulichen Aufwand möglichst viele wärmeerzeugende Bauteile gut kühlen zu können, wobei vor allem die notwendigen Kosten für die Herstellung eines solchen Kühlkörpers gering sein sollten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Kühlkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen enthalten und werden im folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur im Zusammenhang mit dem Kühlkörper oder nur im Zusammenhang mit dem Verfahren genannt. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für den Kühlkörper als auch für das Verfahren zu seiner Herstellung selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Es ist vorgesehen, dass der Kühlkörper einen weitgehend oder ganz geschlossenen Kühlluftkanal in seinem Inneren aufweist. Insbesondere bildet der Kühlkörper selbst diesen Kühlluftkanal, vorteilhaft ganz alleine. Der Kühlkörper weist mehrere Grundplatten auf, die an ihrer Außenseite Kühlflächen aufweisen zur wärmeleitenden Anbindung oder Befestigung von wärmeerzeugenden Bauteilen oder Funktionseinheiten, so dass die wärmeerzeugenden Bauteile von dem Kühlkörper gekühlt werden können. Diese Kühlflächen können weitgehend oder vollständig eben sein, alternativ können sie strukturiert sein oder Vertiefungen und/oder Vorsprünge aufweisen, um genannte wärmeerzeugende Bauteile oder Funktionseinheiten besser anbinden bzw. anbringen zu können. Des Weiteren kann durch eine solche Strukturierung die Oberfläche dieser Kühlflächen vergrößert werden, um auch hier mehr Wärme an die Umgebung abgeben zu können.
An jeder Grundplatte sind mehrere Kühlvorsprünge vorgesehen, insbesondere drei bis zehn Kühlvorsprünge. Zu deren Ausgestaltung wird nachfolgend noch Näheres ausgeführt. Die Kühlvorsprünge sind jeweils wärmeleitend mit der Grundplatte und damit mit den Kühlflächen verbunden. Die Kühlvorsprünge ragen in den Kühlluftkanal hinein bzw. zeigen in diesen hinein. Insbesondere sind die Kühlvorsprünge an den Seiten der Grundplatte angeordnet, die der jeweiligen vorgenannten Kühlfläche gegenüberliegen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kühlkörper aus mindestens zwei Kühlkörperteilen besteht mit einer Teilung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers. Die mindestens zwei Kühlkörperteile sind fest miteinander verbunden, um den Kühlkörper so als ein Teil zu bilden, dass es ein einteiliger Kühlkörper ist. Eine derartige feste Verbindung kann auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden, wie nachfolgend noch näher ausgeführt wird. Die Teilung der Kühlkörperteile bzw. eine Richtung ihrer festen Verbindung miteinander verläuft entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers bzw. entlang einer Richtung von einer Öffnung des Kühlluftkanals zur anderen. Schließlich weist jedes Kühlkörperteil eine Grundplatte und mehrere Kühlvorsprünge an dieser Grundplatte auf. Somit kann an jeder Grundplatte außen, also an der vorgenannten Kühlfläche, eine wärmeleitende Verbindung zu den wärmeerzeugenden Bauteilen vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass alle Grundplatten der bzw. aller Kühlkörperteile mit ihren Außenseiten frei liegen bzw. nach außen zeigen, also auch Außenseiten des Kühlkörpers bilden. Dabei müssen aber nicht zwingend alle Außenseiten des Kühlkörpers von Grundplatten der Kühlkörperteile gebildet werden, zumindest eine Außenseite des Kühlkörpers kann auch von einem anderen Teil gebildet werden, beispielsweise von einem langen äußeren Kühlvorsprung eines Kühlkörperteils oder von zwei langen äußeren Kühlvorsprüngen zweier Kühlkörperteile.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Kühlkörper eine zylindrische Außenform bzw. einen konstanten Querschnitt aufweisen. Eine zylindrische Außenform bzw. der genannte Querschnitt sind vorteilhaft mehreckig, insbesondere regelmäßig mehreckig. Vorteilhaft ist eine mehreckige Außenform bzw. ein mehreckiger Außenquerschnitt mit im Wesentlichen ebenen Außenseiten versehen, die die vorgenannten Kühlflächen bilden, besonders vorteilhaft zumindest teilweise gebildet von den Außenseiten der Grundplatten. Besonders vorteilhaft ist die Außenform rechteckig oder sogar quadratisch. Diese Außenform bzw. der konstante Querschnitt sind wiederum in Längsrichtung des Kühlkörpers bzw. des Kühlluftkanals gesehen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kühlkörper aus drei Kühlkörperteilen, insbesondere aus genau drei Kühlkörperteilen. Zwei Kühlkörperteile können identischen oder spiegelbildlichen Querschnitt aufweisen. Sie können sozusagen gespiegelt zueinander vorgesehen sein. Sind diese beiden Kühlkörperteile an den Enden gerade abgelängt, so können sie beide aus demselben und einzigen Profil gefertigt werden, indem sie eben spiegelbildlich zueinander angeordnet werden. So kann der Herstellungsaufwand verringert werden. Des Weiteren ist es möglich, dass entweder allgemein ein Kühlkörperteil oder passend zu den beiden vorgenannten identischen oder spiegelbildlichen Kühlkörperteilen ein weiteres Kühlkörperteil spiegelsymmetrisch ist zu einer Spiegelebene entlang der vorgenannten Längsrichtung des Kühlkörpers. Auch ein solches Kühlkörperteil kann zumindest grundsätzlich bzgl. der Verlaufsrichtung beliebig an den Kühlkörper angebaut werden.
Besonders vorteilhaft besteht ein Kühlkörper aus genau drei Kühlkörperteilen, wobei dabei genau zwei vorgenannte Kühlkörperteile mit identischem oder spiegelbildlichem Querschnitt vorgesehen sein können. Genau ein Kühlkörperteil kann vorgesehen sein, das in sich spiegelsymmetrisch ist wie vorbeschrieben mit einer Spiegelebene entlang der Längsrichtung des Kühlkörpers. Diese drei Kühlkörperteile können dann fest miteinander verbunden sein und an drei Außenseiten des Kühlkörpers die Kühlflächen ihrer Grundplatten aufweisen, so dass zumindest an diesen drei Kühlflächen wärmeerzeugende Bauteile befestigt werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Kühlkörper mindestens eine längliche bzw. linienartige feste Fügung zwischen jeweils zwei Kühlkörperteilen auf, die deren feste Verbindung miteinander bildet. Diese feste Fügung sollte vorteilhaft über die gesamte Länge des Kühlkörpers in seiner vorgenannten Längsrichtung verlaufen, so dass die mindestens zwei Kühlkörperteile auch wirklich fest, stabil und dauerhaft miteinander verbunden sind. Allgemein kann auch vorgesehen sein, dass diese feste Fügung so ausgebildet ist, dass sie wärmeübertragend ist und somit ggf. auch noch ein guter Wärmefluss über sie erfolgen kann.
Eine solche feste Fügung kann in Ausgestaltung der Erfindung unlösbar ausgebildet sein, beispielsweise als Pressung, Quetschung, Schweißung oder Wärmefügung. So ist sie zum einen stabil und zum anderen eben auch noch möglichst gut wärmeleitend. Alternativ kann eine feste Fügung als eine Art Nut- und Feder-Verbindung ausgebildet sein und dann verschraubt sein. Auch eine vorgenannte feste Verbindung kann auf einer solchen Nut- und Feder-Verbindung basieren, wobei diese dann beispielsweise durch Quetschung unlösbar gemacht wird, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Für eine feste Fügung können vorteilhaft mindestens ein Fügevorsprung und mindestens eine Fügeausnehmung als eine Art Nut an zwei miteinander verbundenen bzw. zu verbindenden Kühlkörperteilen gebildet sein. Der Fügevorsprung wird dann beim Zusammenbau des Kühlkörpers in die Fügeausnehmung eingesteckt. Dabei kann eine relativ passgenaue Ausgestaltung vorgesehen sein, so dass schon eine gewisse Befestigungswirkung gegeben ist. Möglicherweise kann die Fügeausnehmung als längliche Nut auch hinterschnitten ausgebildet sein und der längliche rippenartige Fügevorsprung am abstehenden Ende entsprechend verdickt sein. So können die beiden Teile von der Vorderseite her ineinander eingeschoben werden und können dann nicht mehr direkt auseinandergezogen werden. Bei einer vorgenannten Pressung, Quetschung oder Wärmefügung ist eine solche Ausgestaltung mit Fügevorsprung und Fügeausnehmung besonders gut geeignet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an dem Kühlkörper genau ein länglicher Bereich vorgesehen sein, an dem zwei Kühlkörperteile nahe beieinander verlaufen oder sogar aneinander anstoßen, aber ohne stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung miteinander zusammenstoßen oder nahe beieinander angeordnet sind. Insbesondere können hier die beiden Kühlkörperteile mit Kühlvorsprüngen in diesen länglichen Bereich ragen bzw. diesen bilden.
Zumindest für die vorbeschriebene feste Fügung ist vorteilhaft vorgesehen, dass sie jeweils an der Grundplatte von zwei nahe beieinander angeordneten Kühlkörperteilen vorgesehen ist. So kann beispielsweise eine Stirnseite einer Grundplatte mit einer anderen Grundplatte an einer Fläche verbunden sein, die der außenliegenden Kühlfläche genau gegenüberliegt. Alternativ könnten die aneinander angrenzenden oder aneinander anstoßenden Bereiche der jeweiligen Kühlkörperteile auch angeschrägt werden, beispielsweise jeweils um einen halben rechten Winkel, um so eine große und damit auch stabile Verbindungsfläche miteinander zu schaffen. Die beiden Grundplatten bilden dann einen rechten Winkel miteinander.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kühlkörper aus Metall. Besonders Aluminium bietet sich hier an aus dem für Kühlkörper bekannten Gründen. Des Weiteren können ein Kühlkörper bzw. die einzelnen Kühlkörperteile vorteilhaft durch ein Strangpressverfahren hergestellt werden, so dass die Kühlkörperteile Strangpressprofile sind. Dies wiederum ist besonders gut möglich mit Aluminium.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass die Kühlvorsprünge quer zu der vorgenannten Längsrichtung des Kühlkörpers zueinander beabstandet sind, also in dieser Richtung quer zur Längsrichtung einen Zwischenraum zwischen sich lassen. Dieser Abstand kann zwischen 1 mm und 20 mm liegen, vorteilhaft zwischen 3 mm und 5 mm. Dies hängt aber auch allgemein von der Dimensionierung des Kühlkörpers ab. Die Abstände der Kühlvorsprünge in dieser Querrichtung können auch jeweils gleich sein. Je geringer der Abstand ist desto mehr Kühlvorsprünge lassen sich an der Grundplatte anordnen, die dann wiederum aufgrund der schmäler werdenden Luftkanäle dazwischen weniger gut von Kühlluft gekühlt werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Kühlvorsprünge bei jedem der Kühlkörperteile von der Grundplatte abstehen. Besonders vorteilhaft sollten sie senkrecht abstehen, insbesondere dann, wenn der Kühlkörper insgesamt eine rechteckige Außenform aufweist. Diese Kühlvorsprünge sollten, wie es allgemein bekannt ist für Kühlkörper, einteilig und einstückig mit der Grundplatte ausgebildet sein, vorteilhaft als ein Strangpressprofil, so dass dann die Kühlvorsprünge in Längsrichtung verlaufende Rippen oder Finnen sind. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Kühlvorsprünge jedes Kühlkörperteils unterschiedlich weit in Richtung in den Kühlluftkanal hineinstehen bzw. eine unterschiedliche Länge in Richtung in den Kühlluftkanal hinein aufweisen. Lediglich bei einem vorgenannten in sich spiegelsymmetrischen Kühlkörperteil würde das dann nicht gelten, da dann gegenüberliegende Kühlvorsprünge gleiche Länge hätten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorsprünge separat von der Grundplatte hergestellt sind. Sie werden dann in entsprechende Nuten im Grundkörper eingepresst, damit ein möglichst guter Wärmeübergang erreicht wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass alle Kühlvorsprünge eines Kühlkörperteils gerade und/oder parallel zueinander zur Grundplatte sind bzw. von dieser weg verlaufen. So kann es besonders gut ermöglicht werden, dass, wie zuvor erläutert, die Kühlvorsprünge jeweils gleichen Abstand zueinander aufweisen können bei einem Kühlkörperteil.
Bevorzugt stehen die Kühlvorsprünge auch rechtwinklig zu der Kühlfläche an der Außenseite des Kühlkörperteils. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung und insbesondere an sich planparallele Grundplatten mit gutem und gleichmäßigem Wärmefluss darin.
Die Kühlvorsprünge können zwar grundsätzlich sehr vielfältig bzw. beliebig ausgebildet sein, vorteilhaft erstrecken sie sich in der vorgenannten Längsrichtung des Kühlkörpers bzw. des Kühlluftkanals. Dabei können sie vorteilhaft durchgehend sein, alternativ auch unterbrochen für eine bessere Verwirbelung der durch sie hindurchströmenden Kühlluft. Es kann vorgesehen sein, dass jeder Kühlvorsprung einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist in der genannten Längsrichtung, was vor allem die Herstellung erleichtert. Besonders vorteilhaft können alle Kühlvorsprünge eines Kühlkörperteils die gleiche Breite aufweisen und, wie zuvor schon erläutert worden ist, unterschiedliche Höhen in Richtung senkrecht zur zugehörigen Grundplatte haben. Dadurch ist es möglich, den Innenraum des Kühlluftkanals möglichst gut zu nutzen für möglichst viele Kühlvorsprünge bzw. eine jeweils möglichst große Oberfläche der Kühlvorsprünge.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die Kühlvorsprünge an mindestens einem Kühlkörperteil von einer Außenlängskante zur Mittellinie hin mit zunehmender Höhe von der Grundplatte ab, insbesondere an genau einem einzigen Kühlkörperteil. Von der Mittellinie hin zur gegenüberliegenden parallelen Außenlängskante stehen die Kühlvorsprünge dann wieder mit abnehmender Höhe ab. Die genannten Außenlängskanten begrenzen die ebene Kühlfläche bzw. Grundplatte des Kühlkörperteils. Des Weiteren sind genau zwei weitere Kühlkörperteile an dem Kühlkörper vorgesehen zusammen mit dem einen vorbeschriebenen, bei denen die Kühlvorsprünge von einer Außenlängskante hin zur anderen gegenüberliegenden Außenlängskante mit monoton zunehmender Höhe von der Grundplatte abstehen. Diese Höhe ist vorteilhaft streng monoton zunehmend. Sie ist jeweils so ausgebildet, dass bei spiegelbildlicher Anordnung dieser zwei an sich gleichen Kühlkörperteile zusammen mit dem dritten Kühlkörperteil die freien Enden der Kühlvorsprünge nahezu an anderen Kühlkörperteilen anstoßen, aber doch einen geringen Abstand aufweisen. So kann der Kühlluftkanal möglichst gut ausgenutzt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung kann bei mindestens einem Kühlkörperteil, vorzugsweise bei zwei gegenüberliegenden Kühlkörperteilen, eines Kühlkörpers mit rechteckigem Außenquerschnitt vorgesehen sein, dass die äußersten Kühlvorsprünge entlang einer jeweiligen Außenlängskante des Kühlkörperteils gemeinsam eine durchgängige Außenseite des Kühlkörpers bilden. Diese Außenseite kann eben sein. Die Kühlvorsprünge können dabei mit ihren Enden aneinander anstoßen, und zwar in etwa entlang einer Mittellängslinie dieser Außenseite bzw. Außenfläche. Die Kühlvorsprünge können mit einem stumpfen Stoß ohne feste formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung aneinanderstoßen. Ein Wärmeübergang ist hier nicht unbedingt notwendig, da diese Enden der Kühlvorsprünge ohnehin die kühlsten Teile der Kühlvorsprünge sind. So kann aber der Kühlluftkanal des Kühlkörpers geschlossen werden. Alternativ kann hier auch ein geringer Abstand der Kühlvorsprünge zueinander vorgesehen sein, beispielsweise um eine Art offenen oder leicht geöffneten Kühlluftkanal zu erzeugen.
Vorteilhaft ist an dem Kühlkörper ein Lüfter vorgesehen, der an dem Kühlkörper befestigt ist, insbesondere vor einer Eingangsöffnung in den Kühlluftkanal. Eine Auslassrichtung des Lüfters geht in Längsrichtung des Kühlkörpers in den Kühlluftkanal hinein. Der Lüfter kann dabei direkt vorne an einem solchen Einlass des Kühlluftkanals befestigt sein für einen kompakten Aufbau und eine möglichst gute Kühlluftführung.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers, der insbesondere ein vorbeschriebener Kühlkörper sein kann und der mehrere Grundplatten aufweist, die an ihrer Außenseite Kühlflächen aufweisen zur wärmeleitenden Anbindung von wärmeerzeugenden Bauteilen zu deren Kühlung, einen Kühlluftkanal innerhalb des Kühlkörpers aufweist und mehrere Kühlvorsprüngen an jeder Grundplatte aufweist, die jeweils wärmeleitend mit der Grundplatte und den Kühlflächen verbunden sind und die in den Kühlluftkanal reichen bzw. hinein zeigen, und der aus mindestens zwei Kühlkörperteilen besteht mit einer Teilung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers entlang des Kühlluftkanals, wobei jedes Kühlkörperteil eine Grundplatte und mehrere Kühlvorsprünge an der Grundplatte aufweist, werden mindestens zwei Kühlkörperteile fest miteinander verbunden werden zur Bildung eines einteiligen Kühlkörpers. Die mindestens zwei Kühlkörperteile können vorzugsweise unlösbar miteinander verbunden werden.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Schrägansicht von vorne auf einen erfindungsgemäßen Kühlkörper bestehend aus drei Kühlkörperteilen,
2 eine Vorderansicht auf die drei Kühlkörperteile des Kühlkörpers aus 1 im auseinandergezogenen Zustand,
3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kühlkörpers aus 1 mit daran angeordnetem Lüfter,
4 eine Vorderansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Kühlkörpers bestehend aus drei Kühlkörperteilen, wobei die beiden seitlichen Kühlkörperteile identisch ausgebildet sind und
5 eine Vorderansicht eines nochmals weiteren erfindungsgemäßen Kühlkörpers bestehend aus vier identischen Kühlkörperteilen.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Kühlkörper 11 in Schrägdarstellung von vorne gezeigt. Er kann eine gewisse Länge haben, die beispielsweise das Zweifache bis Fünffache oder sogar Zehnfache der Breite oder der Höhe beträgt. Der Kühlkörper 11 weist einen rechteckigen Außenquerschnitt auf und besteht aus drei Kühlkörperteilen 13a, 13b und 13c. Die Kühlkörperteile 13a bis 13c weisen jeweils eine Grundplatte 15a bis 15c auf, die vorteilhaft bei allen drei Kühlkörperteilen in etwa gleich dick ist. An Außenseiten der Grundplatten 15a bis 15c sind Kühlflächen 16a bis 16c vorgesehen, die eben bzw. plan sind. An der zu erkennenden Kühlfläche 16c des Kühlkörperteils 13c ist eine Anbringungsfläche 17c für wärmeerzeugende Bauteile vorgesehen. Diese Anbringungsfläche 17c kann unter Umständen, wie eingangs erläutert worden ist, auch vertieft ausgebildet sein oder andere Aufnahmemöglichkeiten für mindestens ein zu kühlendes Bauteil aufweisen, das Wärme erzeugt. So können auch Löcher oder Gewindebohrungen odgl. vorgesehen sein. Am linken Kühlkörperteil 13a ist ein solches Bauteil 27a dargestellt, unten an dem Kühlkörperteil 13b ist eines von mehreren weiteren wärmeerzeugenden Bauteilen 27b angeordnet. Die drei Kühlkörperteile 13a bis 13c sind jeweils als Strangpressprofile ausgebildet, vorteilhaft aus Aluminium, das sich für solche Kühlkörper bewährt hat. Der Kühlkörper 11 weist einen rechteckigen Außenquerschnitt auf.
Die Kühlkörperteile 13a bis 13c weisen jeweils grundsätzlich ähnlichen Aufbau auf, in dem von ihren jeweiligen Grundplatten 15a bis 15c längliche Kühlrippen 18a bis 18c einstückig abstehen. Diese Kühlrippen 18a bis 18c weisen jeweils gleiche Dicke auf und erstrecken sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Kühlkörpers 11 entlang seiner Längsausdehnung nach rechts hinten. Dies ist der Übersichtlichkeit halber zeichnerisch nicht dargestellt. Die Höhe der Kühlrippen 18a bis 18c über ihrer jeweiligen Grundplatte 15a bis 15c ist unterschiedlich, bei den Kühlkörperteilen 13a und 13c sind jeweils deren Kühlrippen 18a und 18c unterschiedlich lang. Bei dem mittleren unteren Kühlkörperteil 13b sind jeweils links und rechts von der mittleren Kühlrippe 18b gleich hohe Kühlrippen 18b vorgesehen.
Die einzelnen Kühlrippen 18a bis 18c eines Kühlkörperteils 13a bis 13c sind auch parallel zueinander und weisen neben der gleichen Dicke auch jeweils die gleichen Abstände zueinander auf. Des Weiteren ist zu erkennen, dass sich die jeweiligen Kühlrippen 18a bis 18c der einzelnen Kühlkörperteile 13a bis 13c jeweils beinahe berühren, insbesondere die Kühlrippen 18a von links und die Kühlrippen 18c von rechts fast bis an die Kühlrippen 18b in der Mitte heranreichen und nur geringen Abstand von einigen wenigen Millimetern aufweisen. Dazwischen ist ein Kühlluftkanal 12 des Kühlkörpers 11 gebildet, der also sozusagen vielfach unterteilt ist, allerdings mit einer ausreichenden Durchlässigkeit zwischen den einzelnen Unterteilungen aufgrund des genannten geringen Abstands.
Verbunden werden die drei einzelnen Kühlkörperteile 13a bis 13c bei der Herstellung des Kühlkörpers 11 entlang einer linken Fügung 21 ab und einer rechten Fügung 21bc, die sich dann auch jeweils entlang der Längsrichtung des Kühlkörpers 11 erstreckt. Dazu ist in der Grundplatte 15a des linken Kühlkörperteils 13a eine Fügeausnehmung 22ab vorgesehen. Entsprechend ist in der Grundplatte 15c des rechten Kühlkörperteils 13c eine Fügeausnehmung 22bc vorgesehen. Links außen und rechts außen an der Grundplatte 15b des mittleren Kühlkörperteils 13b sind ein linker Fügevorsprung 23ab und ein rechter Fügevorsprung 23bc vorgesehen, der jeweils genau in die jeweilige Fügeausnehmung 22ab bzw. 22bc passt. Die drei Kühlkörperteile 13a bis 13c können zusammengesteckt werden, und dann kann mit einer der eingangs genannten Möglichkeiten die Fügung fertiggestellt werden bzw. unlösbar gemacht werden. Hier ist ein Verschweißen möglich, was bei Aluminium allerdings als eher nachteilig angesehen wird. Alternativ kann ein Verpressen vorgesehen sein. Des Weiteren können die Fügungen 21ab und 21bc hinterschnitten ausgebildet sein, beispielsweise nach Art von klassischen eckigen Schwalbenschwanzführungen oder von abgerundeten Führungen ähnlich Schwalbenschwanzführungen. Diese Hinterschneidungen verhindern per se ein Lösen der Fügungen in einer Richtung quer zur Längsrichtung des Kühlkörpers 11. Mittels einfacher Prägungen oder Quetschungen, alternativ mittels Schrauben oder sogar Verklebungen, kann ein Auseinanderziehen der Kühlkörperteile 13 in Längsrichtung verhindert werden.
Die Fügungen 21ab und 21bc können entweder nur für mechanische Stabilität und weitgehende Luftdichtheit ausgebildet sein. Alternativ können ganz allgemein sie noch möglichst materialschlüssig ausgebildet sein für eine Wärmeleitung zwischen den einzelnen Kühlkörperteilen 13 bzw. deren Grundplatten 15.
Da sich die obersten Kühlrippen 18a und 18c der Kühlkörperteile 13a und 13c nicht ganz treffen, sondern ein schmaler Spalt besteht, wird hier ein Verschluss 25 eingebracht. Dies ist auch aus der 2 zu ersehen. Durch eine längere Ausgestaltung der entsprechenden Kühlrippen könnte darauf verzichtet werden. Möglicherweise kann in diesem Bereich eine weitere mechanisch feste Verbindung der Kühlkörperteile 13a und 13c erfolgen zusätzlich zu den vorbeschriebenen Fügungen 21ab und 21bc.
Ein Wärmefluss W ist für die jeweiligen Kühlkörperteile 13a bis 13c eingezeichnet durch Pfeile. Der Wärmefluss W sollte durch entsprechende Anordnung der wärmeerzeugenden Bauteile 27a bis 27c am besten dort stattfinden, wo die Kühlrippen 18a bis 18c am längsten sind. Dann kann die meiste Wärme abgeführt werden.
Aus der auseinandergezogenen Darstellung der 2 ist noch einmal gut zu erkennen, wie die drei Kühlkörperteile 13a bis 13c im Profil ausgebildet sind. Hier ist auch zu erkennen, dass das linke Kühlkörperteil 13a mehr Kühlrippen 18a aufweist als das rechte Kühlkörperteil 13c. Des Weiteren sind diese Kühlrippen 18a auch etwas länger ausgebildet, weswegen die Kühlrippen 18b des mittleren Kühlkörperteils 13b auf der Grundplatte 15b sozusagen etwas nach rechts verschoben sind. Damit ist es möglich, an dem Kühlkörperteil 13a mehr Wärme von einem zu kühlenden Bauteil abzuführen bzw. sozusagen wegzukühlen. Da die Kühlrippen 18a auch weiter nach unten verlaufen am Kühlkörperteil 13a als beim Kühlkörperteil 13c rechts, können auch etwas größerflächige wärmeerzeugende Bauteile gut gekühlt werden. Dies kann auch aus der 1 ersehen werden, wo die Höhe des wärmeerzeugenden Bauteils 27a am Kühlkörperteil 13a höher ist als die Anbringungsfläche 17c am Kühlkörperteil 13c.
Aus der Seitenansicht der 3 ist zu erkennen, dass beispielsweise unten am mittleren Kühlkörperteil 13b auch mehrere wärmeerzeugende Bauteile 27b angeordnet werden können. Vor allem ist gut zu erkennen, wie rechts am Kühlkörper 11 ein Lüfter 29 angebracht ist. Vorteilhaft ist er fest an dem Kühlkörper 11 angebracht, beispielsweise angeschraubt oder angeklemmt. Der Lüfter 29 kann somit direkt in den Kühlluftkanal 12 hinein gerichtet sein und durch große Pfeile symbolisch dargestellte Kühlluft ansaugen und in den Kühlluftkanal 12 hineinblasen. Links tritt die Kühlluft dann aus dem Kühlkörper 11 bzw. aus dem Kühlluftkanal 12 wieder aus. Dabei fließt sie innerhalb des Kühlkörpers 11 bzw. des Kühlluftkanals 12 ganz überwiegend nur entlang der jeweiligen Kanäle zwischen zwei benachbarten Kühlrippen 18. Durch den vorbeschriebenen Abstand der Kühlrippen 18 der einzelnen Kühlkörperteile 13a bis 13c kann hier zwar auch ein gewisser Luftaustausch oder Kühlluftfluss erfolgen. Alternativ zu der Anordnung der 3 könnte der Lüfter 29 auch mit Saugfunktion ausgebildet sein, so dass die Kühlluft erst durch den Kühlkörper 11 bzw. den Kühlluftkanal 12 strömt und dann von einem Lüfter sozusagen abgesaugt wird. Dann kann ggf. ein gleichmäßigerer Luftstrom innerhalb des Kühlluftkanals 12 erreicht werden.
In der 4 ist stark vereinfacht eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers 111 dargestellt. Dieser Kühlkörper 111 besteht wiederum aus drei Kühlkörperteilen 113a, 113b und 113c. Die Kühlkörperteile 113a bis 113c weisen jeweils Grundplatten 115a bis 115c auf, von denen jeweils Kühlrippen 118a bis 118c einstückig abstehen und jeweils einem bestimmten Profilverlauf folgen. Die drei Kühlkörperteile 113a bis 113c sind auf nicht näher beschriebene Art und Weise fest miteinander verbunden bzw. gefügt, beispielsweise wie zu dem vorherigen Kühlkörper 11 beschrieben. Die Besonderheit des Kühlkörpers 111 liegt hierbei darin, dass die beiden seitlichen Kühlkörperteile 113a und 113c exakt identisch sind und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, dass sie aus demselben Strangmaterial bestehen bzw. abgelängt sind. Der mittlere Kühlkörperteil 113b ist spiegelsymmetrisch ausgebildet, aber anders als die beiden anderen Kühlkörperteile. Auch dieser Kühlkörper weist einen rechteckigen Außenquerschnitt auf.
Eine nochmals weitere alternative Ausgestaltung eines Kühlkörpers 211 ist in der 5 dargestellt. Dieser Kühlkörper 211 besteht aus vier Kühlkörperteilen 213a bis 213d, die fest miteinander verbunden bzw. gefügt sind. Die Besonderheit dieser Kühlkörperteile 213a bis 213d besteht darin, dass sie sämtlich identisch ausgebildet sind und somit sozusagen nur ein einziges Strangprofil hergestellt bzw. bereitgehalten werden muss. Die Kühlrippen 218a bis 218d stehen dabei jeweils auf gleiche Art und Weise mit dreieckförmigem Profilverlauf von den entsprechenden Grundplatten 215a bis 215 ab, werden also zur Mitte hin höher.
Eine weitere Besonderheit aufgrund der identischen Ausgestaltung der Kühlkörperteile 213a bis 213d liegt hier darin, dass sie Fügungen 221ab bis 221da mit Fügeflächen aufweisen, die nicht senkrecht zu Kühlflächen 216a bis 216d außen an den Grundplatten 215a bis 215d verlaufen, sondern in einem Winkel von 45° dazu. Wie in der 1 dargestellt, sind vorteilhaft auch jeweils Fügeausnehmungen und Fügevorsprünge vorgesehen, die hier nicht eingezeichnet sind.
Durch diesen schrägen Verlauf können etwas größere Fügeflächen erreicht werden für eine stabilere Fügung. Alternativ könnten die Kühlkörperteile 213a bis 213 aber auch entsprechend 1 gefügt sein an äußeren gerade abgeschnittenen Stirnkanten der Grundplatten 215a bis 215d.

Claims

Kühlkörper mit: - mehreren Grundplatten, die an ihrer Außenseite Kühlflächen aufweisen zur wärmeleitenden Anbindung von wärmeerzeugenden Bauteilen zu deren Kühlung, - einem Kühlluftkanal innerhalb des Kühlkörpers, - mehreren Kühlvorsprüngen an jeder Grundplatte, die jeweils wärmeleitend mit der Grundplatte und den Kühlflächen verbunden sind und die in den Kühlluftkanal reichen bzw. hinein zeigen, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kühlkörper aus mindestens zwei Kühlkörperteilen besteht mit einer Teilung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers entlang des Kühlluftkanals, - jedes Kühlkörperteil eine Grundplatte und mehrere Kühlvorsprünge an der Grundplatte aufweist, - die mindestens zwei Kühlkörperteile fest miteinander verbunden sind zur Bildung eines einteiligen Kühlkörpers.
Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper eine zylindrische Außenform aufweist bzw. konstanten Querschnitt aufweist, insbesondere in Längsrichtung des Kühlkörpers.
Kühlkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er eine mehreckige Außenform aufweist, insbesondere mit im Wesentlichen ebenen Außenseiten, wobei vorzugsweise die Außenform rechteckig ist, insbesondere quadratisch.
Kühlkörper nach einem der vorgehergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper aus drei Kühlkörperteilen besteht.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper mindestens eine längliche bzw. linienartige feste Fügung zwischen mindestens zwei Kühlkörperteilen als deren feste Verbindung aufweist, vorzugsweise über die gesamte Länge des Kühlkörpers in seiner Längsrichtung entlang des Kühlluftkanals.
Kühlkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Fügung unlösbar ist, wobei sie vorzugsweise als Pressung, Quetschung, Schweißung oder Wärmefügung ausgebildet ist.
Kühlkörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Fügung durch mindestens einen Fügevorsprung und mindestens eine Fügeausnehmung an zwei miteinander verbundenen Kühlkörperteilen gebildet ist, die zusammengesteckt werden, vorzugsweise mit einem Fügevorsprung an einem Kühlkörperteil, der in eine korrespondierende Fügeausnehmung des anderen damit verbundenen Kühlkörperteils hinein greift.
Kühlkörper nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein länglicher Bereich vorgesehen ist, an dem zwei Kühlkörperteile nahe beieinander sind oder aneinander anstoßen, wobei dieser längliche Bereich ohne stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung der beiden Kühlkörperteile ausgebildet ist, insbesondere an Kühlvorsprüngen, vorzugsweise als stumpfer Stoß.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorsprünge quer zu der Längsrichtung des Kühlkörpers zueinander beabstandet sind, vorzugsweise mit jeweils gleichem Abstand zueinander.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorsprünge von der Grundplatte abstehen, vorzugsweise senkrecht abstehen, wobei insbesondere die Kühlvorsprünge einteilig und einstückig mit der Grundplatte ausgebildet sind, wobei vorzugsweise jedes Kühlkörperteil Kühlvorsprünge aufweist, die jeweils unterschiedliche Länge in Richtung in den Kühlluftkanal hinein aufweisen.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kühlvorsprünge eines Kühlkörperteils gerade und/oder parallel zueinander von der Grundplatte weg verlaufen oder weg stehen.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorsprünge rechtwinklig zu der Kühlfläche an der Außenseite des Kühlkörperteils sind.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlvorsprünge in Längsrichtung des Kühlkörpers oder des Kühlluftkanals erstrecken, vorzugsweise durchgehend sind, wobei insbesondere jeder Kühlvorsprung einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist und vorzugsweise alle Kühlvorsprünge die gleiche Breite aufweisen und unterschiedliche Höhen in Richtung senkrecht zur zugehörigen Grundplatte bzw. Kühlfläche haben.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an allen Kühlkörperteilen Kühlvorsprünge vorgesehen sind.
Kühlkörper nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Kühlkörperteil, vorzugsweise bei zwei gegenüberliegenden Kühlkörperteilen eines Kühlkörpers mit rechteckigem Außenquerschnitt, die äußersten Kühlvorsprünge entlang einer jeweiligen Außenlängskante des Kühlkörperteils gemeinsam eine durchgängige, vorzugsweise ebene, Außenseite des Kühlkörpers bilden und dazu aneinanderstoßen, insbesondere in etwa entlang einer Mittellängslinie dieser Außenseite des Kühlkörpers, vorzugsweise mit stumpfem Stoß ohne feste formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung miteinander.
Kühlkörper nach der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Lüfter, der an dem Kühlkörper befestigt ist, vorzugsweise mit einer Auslassrichtung in Längsrichtung des Kühlkörpers, wobei der Lüfter derart an einem vorderen Ende des Kühlkörpers bzw. an einem Einlass des Kühlluftkanals befestigt ist, dass ein Auslass des Lüfters in den Kühlluftkanal hinein gerichtet ist, wobei vorzugsweise der Auslass des Lüfters direkt an dem Einlass des Kühlluftkanals ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers, insbesondere eines Kühlkörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper: - mehrere Grundplatten aufweist, die an ihrer Außenseite Kühlflächen aufweisen zur wärmeleitenden Anbindung von wärmeerzeugenden Bauteilen zu deren Kühlung, - einen Kühlluftkanal innerhalb des Kühlkörpers aufweist, - mehrere Kühlvorsprüngen an jeder Grundplatte aufweist, die jeweils wärmeleitend mit der Grundplatte und den Kühlflächen verbunden sind und die in den Kühlluftkanal reichen bzw. hinein zeigen, - aus mindestens zwei Kühlkörperteilen besteht mit einer Teilung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers entlang des Kühlluftkanals, - wobei jedes Kühlkörperteil eine Grundplatte und mehrere Kühlvorsprünge an der Grundplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Kühlkörperteile fest miteinander verbunden werden zur Bildung eines einteiligen Kühlkörpers, vorzugsweise unlösbar miteinander verbunden werden.