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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für eine Schaltung mit einem oder mehreren elektrischen Bauelementen. Die Kühlvorrichtung umfasst ein Trägerteil mit einer ersten Hauptseite zum Halten der Schaltung, und einer der ersten Hauptseite gegenüberliegenden, zweiten Hauptseite, sowie einen auf der zweiten Hauptseite angeordneten Kühlkörper mit einer Kühlkörperstruktur zum Abführen von der Schaltung erzeugter Wärme.
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Derartige gattungsgemäße Kühlvorrichtungen dienen zur Kühlung von Schaltungen und finden ihre Anwendung in nahezu allen technischen Bereichen. Beispiele der genannten Schaltungen sind ein Stromrichter oder eine Brückenschaltung für einen Elektromotor.
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Eine derartige Schaltung umfasst üblicherweise einen Schaltungsträger mit darauf angeordneten elektronischen oder elektrischen Leistungsbauelementen, wie zum Beispiel Leistungstransistoren, welche während des Betriebs der Schaltung aufgrund der hohen internen Verlustleistung sehr viel Wärme erzeugen. Da die Schaltung während des Betriebs einer starken Temperaturschwankung unterliegen kann, wird der Schaltungsträger in der Regel aus einer wärmbeständigen Keramik hergestellt. Zudem muss die Schaltung während des Betriebs ständig gekühlt werden, damit diese nicht überhitzt wird. Zur Kühlung der Schaltung wird ein Druckgussteil, beispielsweise aus Aluminium, als Kühlkörper verwendet, der mit der Schaltung wärmeleitend gekoppelt ist. Wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und seinen vergleichsweisen sehr niedrigen Kosten ist Aluminium sehr gut geeignet als Werkstoff für einen Kühlkörper.
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Zur effizienten Kühlung der Schaltung ist man bestrebt, den zugeordneten Schaltungsträger, insbesondere in der Form eines Keramiksubstrats, direkt auf dem Kühlkörper anzuordnen und über eine möglichst große Kontaktfläche mit dem Kühlkörper thermisch zu kontaktieren, um eine möglichst effiziente Wärmeabführung von der Schaltung zu erzielen. In der Regel wird das Keramiksubstrat dazu flächig mit dem Kühlkörper, zum Beispiel durch eine Lötung, fest verbunden.
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Die
DE 10 2012 213 066 B3 beschreibt eine Kühlvorrichtung, die ein Trägerteil und einen Kühlkörper sowie eine Grenzschicht zwischen dem Trägerteil und dem Kühlkörper aufweist. Die Grenzschicht ist als eine in das Trägerteil und/oder in den Kühlkörper infiltrierte, metallhaltige Schicht ausgebildet und stellt eine stoffflüssige und flächige mechanische Verbindung zwischen dem Trägerteil und dem Kühlkörper her. Die Grenzschicht dient zur Kompensation der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des Trägerteils und des Kühlkörpers sowie zur Übertragung der Wärme von dem Trägerteil zu dem Kühlkörper. Durch die zweiteilige Ausführung der Kühlvorrichtung mit einem Trägerteil und einem Kühlkörper mit der dazwischenliegenden Grenzschicht ist es somit möglich, das Trägerteil mit einer ähnlichen Wärmeausdehnung wie die Schaltung auszuwählen. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen zwischen dem Trägerteil und dem Kühlkörper werden dann von der dazwischenliegenden, ersten Grenzschicht kompensiert. Als Kühlkörper kommt ein kostengünstiges Material, wie zum Beispiel Aluminium, zum Einsatz.
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Ein Nachteil der in der
DE 10 2012 213 066 B3 beschriebenen Kühlvorrichtung besteht darin, dass diese mehrere mit einander zu verbindende einzelne Teile erfordert, was die Fertigung erschwert. Die Vielzahl an unterschiedlichen Komponenten schränkt darüber hinaus die Teilgestaltungsmöglichkeiten in unerwünschter Weise ein, so dass insbesondere die Bildung von Varianten erschwert wird. Durch die Verwendung eines metallischen Kühlkörpers müssen zudem beim Einsatz von Schaltungen in höheren Spannungslagen, insbesondere von mehr als 500 Volt verhältnismäßig große Abstände für Luft- und Kriechströme eingehalten werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung für eine Schaltung mit einem oder mehreren Wärme erzeugenden elektrischen Bauelementen anzugeben, welche baulich und/oder funktionell verbessert ist und eine effiziente und kostengünstige Kühlung der Schaltung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird eine Kühlvorrichtung für eine Schaltung mit einem oder mehreren elektrischen Bauelementen vorgeschlagen. Bei den Bauelementen handelt es sich insbesondere um elektronische oder elektrische Leistungsbauelemente, wie zum Beispiel Feldeffekttransistoren (FET), IGBTs, Shunts und dergleichen, die zum Beispiel eine Brückenschaltung oder einer Stromrichter ausbilden. Die Kühlvorrichtung umfasst ein Trägerteil mit einer ersten Hauptseite zum Halten der Schaltung, und mit einer der ersten Hauptseite gegenüberliegenden, zweiten Hauptseite. Die Kühlvorrichtung umfasst ferner einen auf der zweiten Hauptseite des Trägerteils angeordneten Kühlkörper mit einer Kühlkörperstruktur zum Abführen von von der Schaltung erzeugter Wärme. Die Kühlvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kühlkörper integraler Bestandteil des Trägerteils ist, wobei der Kühlkörper und das Trägerteil ein einstückiges Kühlgehäuseteil ausbilden, das aus einem wärmeleitenden organischen Werkstoff besteht.
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Dadurch, dass der Kühlkörper integraler Bestandteil des Trägerteils ist, kann die Kühlvorrichtung mit einer wesentlich geringeren Anzahl an Teilen bereitgestellt werden. Die Wärmeabfuhr wird durch das Material des einstückigen Kühlgehäuseteils sichergestellt, welches keine metallischen Partikel umfasst, wodurch Probleme der elektrischen Isolation vermieden werden können. Insbesondere kann dadurch die bei herkömmlichen Kühlvorrichtungen bestehende Kurzschlussgefahr vermieden werden.
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Durch den Herstellungsprozess des einstückigen Kühlgehäuseteils, welches insbesondere durch einen Spritzgussvorgang erzeugt werden kann, kann die Leitfähigkeit des wärmeleitenden organischen Werkstoffs in unterschiedlichen Richtungen eingestellt werden.
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Die Ausgestaltung von Kühlkörper und Trägerteil als einstückiges Kühlgehäuseteil aus einem wärmeleitenden organischen Werkstoff ermöglicht ferner eine flexible Formgebung, so dass auf einfache Weise unterschiedliche Varianten der Kühlvorrichtung bereitgestellt werden können.
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Als wärmeleitender organischer Werkstoff wird insbesondere ein mit einem oder mehreren Additiven versetzter Kunststoff, insbesondere ein Duroplast oder ein Thermoplast, verwendet. Duroplaste und Thermoplaste weisen den Vorteil auf, dass diese auf einfach Weise spritzgussfähig sind, wodurch nahezu beliebige Geometrien auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar sind. Durch die Zugabe von einem oder mehreren Additiven, wie zum Beispiel keramischen Additiven oder Kohlenstoffen, kann die Wärmeleitfähigkeit eingestellt werden. Derartige wärmeleitende organische Werkstoffe sind aus dem technischen Gebiet der Brennstoffzellen bekannt und beispielsweise unter dem Namen Typ cool TTP der Firma Telanese bekannt.
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Das eintückige Kühlgehäuseteil, das die Funktionen des Kühlkörpers und des Trägerteils in sich vereint, stellt ein Gehäuseteil der Kühlvorrichtung dar. Die Kühlkörperstruktur des Kühlgehäuseteils kann eine Anzahl an voneinander beabstandeten Kühldomen aufweisen, die sich jeweils in einer Richtung senkrecht zu der ersten und zweiten Hauptseite erstrecken und deren Stirnseiten in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Die Anzahl an Kühldomen, die sich auf der zweiten Hauptseite bzw. der Rückseite der Schaltung befinden, ermöglicht eine effiziente Abfuhr der durch die Schaltung erzeugten Wärme. Durch die voneinander beabstandeten Kühldome ist es möglich, ein Kühlmedium, insbesondere ein Kühlfluid, zwischen den Kühldomen vorbeizuführen und dadurch Wärme von diesen abzutransportieren. Die Anzahl, die Querschnittsform sowie der Abstand zwischen den jeweiligen Kühldomen kann an den jeweiligen Anwendungsfall und die abzuführende Wärmemenge angepasst werden. Dadurch, dass die Stirnseiten der Kühldome in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, kann auf einfache Weise ein definierter Strömungskanal mit einstellbaren Strömungseigenschaften bereitgestellt werden.
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Die Kühlvorrichtung weist dazu in einer weiteren Ausgestaltung eine Gehäuseunterschale auf, die im Bereich der Kühldome mit dem Kühlgehäuseteil dicht verbunden ist, wobei eine gehäuseunterschalenseitige Oberfläche an die Stirnseiten der Kühldome angrenzt, wodurch zwischen der zweiten Hauptseite und der gehäuseunterschalenseitigen Oberfläche der Gehäuseunterschale ein abgeschlossener Strömungskanal für ein Kühlmedium gebildet ist. Das Kühlgehäuseteil und die Gehäuseunterschale bilden zusammen die wesentlichen mechanischen Bestandteile der Kühlvorrichtung, indem diese einen Strömungskanal ausbilden, in welchem die Kühlkörperstruktur in Gestalt der Kühldome angeordnet ist, um von der Schaltung erzeugte Wärme an das Kühlmedium abgeben zu können.
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Die Gehäuseunterschale kann dabei aus dem gleichen wärmeleitenden organischen Werkstoff wie das Kühlgehäuseteil bestehen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn zumindest ein Teil der über die Kühlkörperstruktur von der Schaltung abgeführten Wärme über die Gehäuseunterschale an die Umgebung durch Konvektion abgegeben werden soll. Ist ein überwiegender Wärmeeintrag in das Kühlmedium, das in dem Strömungskanal strömt, vorgesehen, kann die Gehäuseunterschale auch aus einem einfacheren, weniger stark wärmeleitenden Material, insbesondere einem Kunststoff, bestehen.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst die Schaltung einen Schaltungsträger, der auf der ersten Hauptseite des Trägerteils bzw. des Kühlgehäuseteils mit dem Kühlgehäuseteil verbunden ist. Der Schaltungsträger ist insbesondere aus wärmebeständiger Keramik hergestellt.
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Zweckmäßigerweise weist die erste Hauptseite des Trägerteils bzw. Kühlgehäuseteils eine Anzahl an Vorsprüngen aus dem wärmeleitenden organischen Werkstoff auf, auf denen der Schaltungsträger, insbesondere flächig, aufliegt.
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Der Schaltungsträger kann über einen Wärmeleitkleber mit der ersten Hauptseite des Trägerteils bzw. des Kühlgehäuseteils thermisch verbunden sein. Alternativ kann der Schaltungsträger auf eine oder mehrere Metallplatten, die insbesondere in den Werkstoff auf der ersten Hauptseite des Trägerteils bzw. des Kühlgehäuseteils integriert sind, gelötet sein. Die in dem oder den Bauelementen der Schaltung entstehende Wärme wird über den Schaltungsträger und den Wärmeleitkleber oder die Metallplatten und das Lot an das Material des Trägerteils bzw. Kühlgehäuseteils abgegeben und dort zu der Kühlkörperstruktur in Gestalt der Kühldome weitergeleitet. Von dort kann die Wärme an das Kühlmedium, das in dem Strömungskanal strömt, abgegeben werden.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Schaltung auf der ersten Seite durch einen Deckel, der formflüssig und/oder stoffflüssig dicht mit dem Kühlgehäuseteil verbunden ist, abgedeckt. Dadurch, dass die Schaltung auf der von dem Strömungskanal gegenüberliegenden ersten Hauptseite des Trägerteils bzw. Kühlgehäuseteils angeordnet ist, ist die Gefahr, dass die Schaltung mit Kühlmedium in Kontakt gerät, von Haus aus gering. Durch das Vorsehen eines Deckels kann die Gefahr, dass die Schaltung mit Feuchtigkeit in Kontakt gerät, weiter verringert werden. Deckel und Trägerteil bzw. Kühlgehäuseteil können optional über eine Dichtung miteinander verbunden sein. Alternativ kann die Schaltung auch von einem Vergussmaterial umgeben sein, so dass das Vorsehen eines gesonderten Deckels überflüssig ist.
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Das Kühlgehäuseteil, das einen Hauptbestandteil der Kühlvorrichtung darstellt, umfasst ferner eine Einlassöffnung für ein Kühlmedium und ein oder mehrere Auslassöffnungen für das Kühlmedium. Dabei ist der Kühlkörper bzw. die Kühlkörperstruktur in Gestalt der Anzahl an Kühldomen zwischen der Einlassöffnung und der oder den Auslassöffnungen in dem bereits erwähnten Strömungskanal angeordnet.
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Die Erfindung wird im Nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
- 2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit A gekennzeichneten Bereichs;
- 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
- 4 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit B gekennzeichneten Bereichs;
- 5 eine schematische Darstellung einer dritte Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
- 6 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit C gekennzeichneten Bereichs; und
- 7 eine vergrößerte Darstellung des in 5 mit C gekennzeichneten Bereichs, wenn anstelle eines Deckels eine Vergussmasse zur Abdeckung der Schaltung vorgesehen ist.
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1 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine erste Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 100 für eine Schaltung, die ein oder mehrere elektrische Bauelemente 5 umfasst. Die Art und Ausgestaltung der zu kühlenden Schaltung sind für das Verständnis der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung und werden daher im Einzelnen nicht weiter erläutert. Insbesondere handelt es sich bei den Bauelementen der Schaltung jedoch um elektrische oder elektronische Leistungsbauelemente, bei deren Betrieb eine große Menge an Wärme abzuführen ist. Die Bauelemente 5 der Schaltung sind in der in 1 gezeigten Variante auf einem Schaltungsträger 4 angeordnet, welcher mit einer Leiterzugstruktur versehen ist. Der Schaltungsträger 4 besteht üblicherweise aus einem gut wärmeleitenden Material, zum Beispiel einem Keramiksubstrat.
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Die Schaltung, die den Schaltungsträger 4 und die darauf aufgebrachten elektrischen Bauelemente 5 umfasst, ist auf einer ersten Hauptseite 1a eines Trägerteils 1 aufgebracht. Das Trägerteil 1 umfasst auf einer der ersten Hauptseite 1a gegenüberliegenden Hauptseite 1b einen Kühlkörper 2K mit einer Kühlkörperstruktur in Gestalt einer Mehrzahl von zueinander beabstandeten Kühldomen 2, die sich jeweils in einer Richtung senkrecht zu der ersten und zweiten Hauptseite 1a, 1b erstrecken. Die Stirnseiten der Kühldome 2 liegen bevorzugt, aber nicht zwingend, in einer gemeinsamen Ebene.
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Der Kühlkörper 2K ist ein integraler Bestandteil des Trägerteils 1. Der Kühlkörper 2K und das Trägerteil 1 bilden zusammen ein einstückiges Kühlgehäuseteil 1O aus, welches eine sog. Gehäuseoberschale eines Gehäuses der Kühlvorrichtung 100 darstellt. Das Kühlgehäuseteil 1O besteht dabei aus einem wärmeleitenden organischen Werkstoff. Das Kühlkörpermaterial umfasst somit wärmeleitende Eigenschaften, welche die Ableitung von von den Bauelementen erzeugter Wärme an das Kühlgehäuseteil ermöglicht. Die Wärmeleitfähigkeit des Kühlgehäuseteils 1O ergibt sich aus dem Werkstoff, einem mit einem oder mehreren Additiven versetzten Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast oder einem Duroplast. Als Additive können keramische Elemente, Kohlenstoffe und dergleichen verwendet werden. Je nach Zusammensetzung und Menge der Additive können die wärmeleitenden Eigenschaften beeinflusst werden. Derartige Materialen sind aus dem Bereich von Brennstoffzellen bekannt und können Wärmeleitfähigkeiten im Bereich zwischen 20 bis 40 W/mK bereitstellen.
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Im Bereich der Stirnseiten der Kühldome 2 weist das Trägerteil 1 eine Öffnung auf, welche durch eine Gehäuseunterschale 1U dicht verschlossen ist. Dazu ist die Gehäuseunterschale 1U im Bereich der Kühldome mit dem Kühlgehäuseteil 1O, das heißt der Gehäuseoberschale, durch Formschluss und/oder Stoffschluss dicht verbunden. Eine gehäuseunterschalenseitige Oberfläche der Gehäuseunterschale 1U grenzt lediglich beispielhaft an die Stirnseiten der Kühldome 2 an, wodurch zwischen der zweiten Hauptseite 1b und der gehäuseunterschalenseitigen Oberfläche der Gehäuseunterschale 1U ein abgeschlossener Strömungskanal für ein Kühlmedium, zum Beispiel Wasser oder Glykol 50/50, gebildet ist.
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Das Kühlgehäuseteil 1O weist an einem ersten Ende eine Einlassöffnung 9 und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende 12 beispielhaft zwei Auslassöffnungen 13-1 und 13-2 auf, welche wiederum lediglich beispielhaft in einem rechten Winkel zueinander angeordnete Erstreckungsachsen aufweisen. Die Einlassöffnung 9 und die Auslassöffnung 13-2 liegen dabei in einer gemeinsamen Erstreckungsachse. Die Einlassöffnung 9 und die Auslassöffnung 13-1 weisen einen 90°-Winkel in Bezug auf ihre Erstreckungsachsen auf. Zwischen der Einlassöffnung 9 und den beiden Auslassöffnungen 13-1, 13-2 ist der Strömungskanal angeordnet, in welchem die Kühldome 2 angeordnet sind.
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Lediglich beispielhaft ist die Einlassöffnung 9 mit einem sogenannten Einlassfitting 10 verpresst, wobei das Kühlmedium in eine Einlassöffnung 11 des Einlassfittings 10 eingelassen wird. Das Kühlmedium wird mit einem vorgegebenen Druck, zum Beispiel 1 bis 3 bar, und einem vorgegebenem Volumenstrom, zum Beispiel einige Liter pro Minute, durch den Strömungskanal gefördert, um entsprechend der in der Schaltung anfallende Wärme diese abtransportieren zu können.
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Die in den Bauelementen 5 der Schaltung anfallenden elektrischen Verluste und die daraus resultierende Wärme wird dadurch über den Schaltungsträger 4 in das Kühlgehäuseteil 1O und die Kühlkörperstruktur in Gestalt der Kühldome 2 an das in dem Strömungskanal fließendes Kühlmedium abgeleitet.
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Das Kühlgehäuseteil 1O bildet dabei ein multifunktionales Element, das Funktionen des Außengehäuses, des Kühlkörpers und eines Trägers für die elektronische Schaltung übernimmt. Da das Kühlgehäuseteil 1O aus einem organischen Werkstoff besteht, welcher keinerlei metallische Partikel umfasst, besteht keine Kurschlussgefahr. Dadurch, dass die Schaltung auf der von dem Strömungskanal abgewandten Seite angeordnet ist und keinerlei abzudichtenden Stellen vorgesehen sind, ist eine hohe elektrische Isolation der Schaltung gegenüber dem Kühlmedium gegeben.
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Dadurch, dass die Wärmeleiteigenschaften des organischen Werkstoffs des Kühlgehäuseteils 1O durch die Art und/oder Menge des oder der eingesetzten Additive eingestellt werden können, kann eine Wärmeleitung an jeweilige Leistungsklassen der elektrischen Schaltung angepasst werden.
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So besteht die Möglichkeit, die Wärmeleitfähigkeit des Materials durch das Spritzverfahren in unterschiedlichen Richtungen einzustellen. So ist es beispielsweise möglich, die von dem Schaltungsträger 4 an das Kühlgehäuseteil 1O abgegebene Wärme zunächst von dem Schaltungsträger weg und dann in lateraler Richtung, das heißt parallel zu dem Schaltungsträger zu verteilen, um dies dann in die entsprechende Kühlkörperstruktur einzuleiten.
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Da für das Kühlgehäuseteil 1O ein Kunststoff als Werkstoff verwendet wird, kann das Kühlgehäuseteil 1O im Spritzgussverfahren hergestellt werden, wodurch sich vielfältige Varianten, wie in den 3 bis 7 gezeigt, ergeben. Insbesondere können im Vergleich zu metallischen Kühlkörpern vielfältigere und an die jeweilige Anwendung angepasste Geometrien erzeugt werden.
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Die thermische Anbindung des Schaltungsträgers 4 an das Kühlgehäuseteil erfolgt, wie in der vergrößerten Darstellung der 2 dargestellt ist, mittels Wärmeleitkleber 6. Der Wärmeleitkleber wird dabei im Bereich von Auflageflächen des Schaltungsträgers 4 auf entsprechenden Kontaktflächen der ersten Hauptseite 1a des Trägerteils 1 aufgebracht.
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In der in 1 und 2 gezeigten Ausgestaltungsvariante weist die erste Hauptseite eine Anzahl an optionalen Vorsprüngen 1V auf, auf denen der Schaltungsträger 4 aufliegt. Dabei ist im Bereich der Vorsprünge 1V Wärmeleitkleber 6 als thermisches Kontaktmittel zu dem Schaltungsträger eingebracht.
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Die in den 3 und 4 gezeigte Ausgestaltungsvariante unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten Variante dadurch, dass im Bereich der Vorsprünge 1V Metallplatten 6P, zum Beispiel Kupfereinlegeteile, vorgesehen sind, die in den Werkstoff auf der ersten Hauptseite 1a integriert sind (4). Eine Verbindung zwischen den Metallplatten 6 und der von den Bauelementen abgewandten Rückseite des Schaltungsträgers 4 erfolgt beispielsweise durch eine Lotverbindung 7.
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Bei den in den 1 und 3 gezeigten Varianten ist die Schaltung auf der ersten Hauptseite 1 a des Kühlgehäuseteils 1O durch einen Deckel 3 abgedeckt. Der Deckel 3 ist dabei formschlüssig und/oder stoffschlüssig dicht mit dem Kühlgehäuseteil 1O verbunden. Die elektrischen Bauelemente 5 liegen dabei in einem zwischen dem Deckel 3 und der ersten Hauptseite 1a des Kühlgehäuseteils 1O gebildeten Zwischenraum.
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Im Unterschied zu den in den 1 bis 4 gezeigten Ausgestaltungsvarianten sind die elektrischen Bauelemente bei der in 5 und 6 gezeigten Variante direkt auf die erste Hauptseite 1a des Kühlgehäuseteils 1O aufgebracht. Eine Leiterzugstruktur ist dabei durch das bekannte MID-Verfahren auf der ersten Hauptseite 1a des Kühlgehäuseteils 1O erzeugt. Die elektrischen Bauelemente 5 sind auf die Leiterzugstruktur in bekannter Weise, zum Beispiel durch Löten, aufgebracht und elektrisch mit dieser verbunden. Hierdurch kann der Schaltungsträger 4, wie dieser in den 1 und 3 gezeigt ist entfallen, da die Leiterzugstruktur ein integraler Teilbestandteil des Kühlgehäuseteils 1O ist. Das Kühlgehäuseteil 1O übernimmt hier zusätzlich die Funktion des Schaltungsträgers. In der in 5 gezeigten Variante sind die Bauelemente 5 der Schaltung dabei wiederum durch einen Deckel 3 vor Umwelteinflüssen und mechanischen Einflüssen geschützt.
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Bei der in 7 gezeigten Variante, von der lediglich eine vergrößerte Ansicht C, wie in 5 dargestellt, gezeigt ist, in anstelle des Deckels 3 ein Vergussmaterial 19 zum mechanischen und Schutz vor Umwelteinflüssen vorgesehen. Dadurch wird der Aufbau der Kühlvorrichtung dichter und kompakter, zudem kann eine höhere Zyklenfestigkeit erreicht werden. Unter einer Zyklenfestigkeit wird eine Anzahl an Lastwechseln über die Lebensdauer verstanden. Eine höhere Zyklenfestigkeit führt wiederum zu einer größeren Lebensdauer und einer erhöhten Sicherheit.
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Durch die unterschiedlichen aufeinander aufbauenden Varianten und Gestaltungsoptionen des Kühlgehäuseteils ist die Abführung der entstehenden Wärme, welche in den elektrischen Bauelementen der Schaltung entsteht, mittels Wärmeleitung und Wärmestrahlung (ohne Kühlmedium) als auch durch Konvektion (laminar oder turbulent) durch ein flüssiges Kühlmedium wie zum Beispiel Wasser, Glykol 50/50, und dergleichen, realisierbar. Dabei können bekannte Fertigungsprozesse genutzt werden.
