DE102020103628A1 - Device for cooling electronic components - Google Patents

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Dennis Zentner
Christopher Griesshaber
Jonas Hens
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Kühlung elektronischer Bauteile (105), wobei eine erste Lage (101) und eine zweite Lage (102) parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei zwischen der ersten Lage (101) und der zweiten Lage (102) ein Profilelement (103) angeordnet ist, wobei das Profilelement (103) derart profiliert ist, dass ein Volumen zwischen der ersten Lage (101) und der zweiten Lage (102) in jeweils parallel zueinander verlaufende erste Kanäle (110), zweite Kanäle (120) und dritte Kanäle (130) unterteilt ist, wobei durch erste Übergänge (115) in dem Profilelement (103) jeweils eine Fluidverbindung zwischen den einzelnen ersten Kanälen (110) und jeweils benachbarten zweiten Kanälen (120) hergestellt ist und wobei durch zweite Übergänge (125) in dem Profilelement (103) jeweils eine Fluidverbindung zwischen den einzelnen zweiten Kanälen (120) und jeweils benachbarten dritten Kanälen (130) hergestellt ist.

Figure DE102020103628A1_0000
The present invention relates to a device (100) for cooling electronic components (105), a first layer (101) and a second layer (102) being arranged parallel or at least substantially parallel to one another, with between the first layer (101) and a profile element (103) is arranged on the second layer (102), the profile element (103) being profiled in such a way that a volume between the first layer (101) and the second layer (102) is divided into first channels (110 ), second channels (120) and third channels (130), with first transitions (115) in the profile element (103) each producing a fluid connection between the individual first channels (110) and adjacent second channels (120) and wherein second transitions (125) in the profile element (103) each produce a fluid connection between the individual second channels (120) and respectively adjacent third channels (130).
Figure DE102020103628A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung elektronischer Bauteile.The present invention relates to a device for cooling electronic components.

Stand der TechnikState of the art

Als elektrische bzw. elektronische Bauteile seien im vorliegenden Zusammenhang einzelne Elektronikelemente bzw. Elektronikkomponenten wie Mikroprozessoren oder Leistungsschalter wie Dioden, Transistoren usw., gleichermaßen zu verstehen wie Elektronikeinheiten oder Elektronikmodule, welche aus einer Vielzahl verschiedener derartiger Komponenten zusammengesetzte sind, beispielsweise Spannungswandler, Gleich- oder Wechselrichter, Mikrocontroller, Steuergeräte, Batterien usw.In the present context, electrical or electronic components are to be understood as individual electronic elements or electronic components such as microprocessors or power switches such as diodes, transistors, etc. Inverters, microcontrollers, control devices, batteries, etc.

In derartigen Bauteilen finden verlustbehaftete Energiewandlungsprozesse statt, im Zuge derer teils hohe Verlustleistungen in Form von Wärme auftreten. Für einen sicheren Betrieb und ferner eine lange Lebensdauer ist es von Bedeutung, derartige Verlustleistungen effektiv und bei niedriger Temperatur abführen zu können.Lossy energy conversion processes take place in such components, in the course of which high power losses occur in the form of heat. For safe operation and also a long service life, it is important to be able to dissipate such power losses effectively and at a low temperature.

Zu diesem Zweck sind Kühlvorrichtungen bzw. Kühlkörper bekannt, auf welchen elektronische Bauteile angeordnet werden können und welche zumeist von einem Kühlmedium durchströmt werden, welches Abwärme der Bauteile aufnimmt und abführt.For this purpose, cooling devices or heat sinks are known on which electronic components can be arranged and which are mostly flowed through by a cooling medium which absorbs and dissipates waste heat from the components.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Kühlung elektronischer Bauteile mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a device for cooling electronic components with the features of claim 1 is proposed. Advantageous refinements are the subject matter of the subclaims and the description below.

Die Vorrichtung umfasst eine erste Lage und eine zweite Lage, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Diese Lagen können sowohl eben, als auch zylindrisch ausgeführt sein (z.B. Kühlmantel einer zylindrischen elektrischen Maschine). Beispielsweise können diese Lagen jeweils aus Blech geformt sein. Jedoch kann es sich bei diesen Lagen auch um Kunststofflagen oder Kunststoffplatten handeln, welche insbesondere elektrisch isolierend wirken.The device comprises a first layer and a second layer, which are arranged parallel or at least substantially parallel to one another. These layers can be flat or cylindrical (e.g. cooling jacket of a cylindrical electrical machine). For example, these layers can each be formed from sheet metal. However, these layers can also be plastic layers or plastic plates, which in particular have an electrically insulating effect.

Zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage ist ein Profilelement angeordnet, welches beispielsweise als ein profiliertes Blech oder Kunststoffelement ausgebildet sein kann. Insbesondere ist dieses Profilelement bzw. dieser Profilkörper als ein profiliertes Trennelement vorgesehen, welches ein Volumen zwischen der ersten und zweiten Lage in verschiedene Abschnitte unterteilt.A profile element is arranged between the first layer and the second layer, which can be designed, for example, as a profiled sheet metal or plastic element. In particular, this profile element or this profile body is provided as a profiled separating element which divides a volume between the first and second layer into different sections.

Das Profilelement ist derart profiliert, dass das Volumen zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage in jeweils parallel zueinander verlaufende erste Kanäle, zweite Kanäle und dritte Kanäle unterteilt ist. Diese ersten, zweiten und dritten Kanäle stellen insbesondere benachbarte, nebeneinandergelegene Abschnitte mit parallelen Haupterstreckungsrichtungen dar.The profile element is profiled in such a way that the volume between the first layer and the second layer is divided into first channels, second channels and third channels that run parallel to one another. These first, second and third channels represent in particular adjacent, juxtaposed sections with parallel main directions of extent.

Durch erste Übergänge in dem Profilelement ist jeweils eine Fluidverbindung zwischen den einzelnen ersten Kanälen und jeweils benachbarten zweiten Kanälen hergestellt. Durch zweite Übergänge in dem Profilelement ist jeweils eine Fluidverbindung zwischen den einzelnen zweiten Kanälen und jeweils benachbarten dritten Kanälen hergestellt. Diese ersten und zweiten Übergänge sind jeweils zweckmäßigerweise als Öffnungen in dem Profilelement ausgebildet, so dass jeweils eine direkte Fluidverbindung zwischen den jeweiligen Kanälen hergestellt ist.First transitions in the profile element each produce a fluid connection between the individual first channels and each adjacent second channel. By means of second transitions in the profile element, a fluid connection is established between the individual second channels and respectively adjacent third channels. These first and second transitions are each expediently designed as openings in the profile element, so that in each case a direct fluid connection is established between the respective channels.

Zweckmäßigerweise bilden die ersten und zweiten Lagen eine Ober- und eine Unterseite eines fluiddicht abgeschlossenen, insbesondere quaderförmigen oder zumindest im Wesentlichen quaderförmigen Volumens. Insbesondere wird durch die zwei Lagen ein flacher Flüssigkeitskanal definiert, durch welchen ein Kühlfluid geleitet werden kann. Durch das Profilelement wird dieser Flüssigkeitskanal zweckmäßigerweise in einzelne Kanäle unterteilt, durch welche jeweils auf zweckmäßige Weise ein Kühlfluid geleitet werden kann.The first and second layers expediently form an upper side and a lower side of a fluid-tight closed, in particular cuboid or at least essentially cuboid volume. In particular, the two layers define a flat liquid channel through which a cooling fluid can be passed. By means of the profile element, this liquid channel is expediently divided into individual channels through which a cooling fluid can be passed in an expedient manner.

Insbesondere sind die ersten, zweiten und dritten Kanäle jeweils in Form identisch oder zumindest im Wesentlichen identisch, unterscheiden sich jedoch insbesondere darin, wie sie relativ zu dem zu kühlenden Bauteil in der Vorrichtung angeordnet sind und ferner insbesondere darin, welche Kanäle auf welche Art und Weise miteinander in Fluidverbindung stehen.In particular, the first, second and third channels are each identical in shape or at least substantially identical, but differ in particular in how they are arranged in the device relative to the component to be cooled and also in particular in which channels and in which way are in fluid communication with each other.

Die einzelnen ersten Kanäle stehen insbesondere mit jeweils einem oder zwei benachbarten zweiten Kanälen in direkter Fluidverbindung. Entsprechend stehen die einzelnen dritten Kanäle insbesondere mit jeweils einem oder zwei benachbarten zweiten Kanälen in direkter Fluidverbindung. Ein jeder zweite Kanal steht zweckmäßigerweise mit jeweils einem benachbarten ersten Kanal und mit jeweils einem benachbarten dritten Kanal in direkter Fluidverbindung. Die ersten Kanäle und die dritten Kanäle stehen zweckmäßigerweise nicht miteinander in direkter Fluidverbindung und sind voneinander insbesondere durch die zweiten Kanäle getrennt.The individual first channels are in direct fluid connection in particular with one or two adjacent second channels. Correspondingly, the individual third channels are in direct fluid connection, in particular with one or two adjacent second channels. Each second channel is expediently in direct fluid connection with an adjacent first channel and with an adjacent third channel. The first channels and the third channels are expediently not in direct fluid connection with one another and are separated from one another in particular by the second channels.

Somit ergibt sich die Möglichkeit, ein Kühlfluid in die einzelnen ersten Kanäle (Zufluss bzw. Kaltseite) zu leiten, welches sich durch die ersten Durchgänge jeweils in die zweiten Kanäle (welche die Wärme aus dem zu kühlenden Bauteil aufnehmen) verteilt und sich von dort aus durch die zweiten Öffnungen wiederum in die dritten Kanäle (Abfluss bzw. Heißseite) verteilt, aus welchen das Kühlfluid abgeleitet werden kann. Zweckmäßigerweise sind die ersten Kanäle jeweils mit einer Kühlmittelzufuhr verbindbar und die dritten Kanäle jeweils mit einer Kühlmittelabfuhr. Die ersten Kanäle stellen zweckmäßigerweise einen Zufluss bzw. eine Kühlmittelverteilung dar, durch welche Kühlfluid in die Kühlvorrichtung geleitet werden kann. Von den ersten Kanälen bzw. Zuflüssen aus kann somit frisches, kühles Kühlfluid zweckmäßigerweise in die zweiten Kanäle verteilt werden. Die zweiten Kanäle stellen besonders zweckmäßig Kühlkanäle dar, in welchen die eigentliche Kühlung des Bauteils stattfindet, d.h. Kühlfluid in diesen zweiten Kanälen nimmt insbesondere von dem zu kühlenden Bauteil abgegebene Abwärme auf. Erwärmtes Kühlfluid fließt von den zweiten Kanälen bzw. Kühlkanälen in die dritten Kanäle, welche insbesondere einen Abfluss darstellen, durch welchen erwärmtes Kühlfluid aus der Kühlvorrichtung abfließt bzw. abgeführt wird.This results in the possibility of directing a cooling fluid into the individual first channels (inflow or cold side), which flows through the first passages into the second channels (which the heat from the component to be cooled) and is distributed from there through the second openings in turn into the third channels (drain or hot side), from which the cooling fluid can be derived. Expediently, the first channels can each be connected to a coolant supply and the third channels can each be connected to a coolant discharge. The first channels expediently represent an inflow or a coolant distribution through which cooling fluid can be passed into the cooling device. Fresh, cool cooling fluid can thus expediently be distributed into the second channels from the first channels or inflows. The second channels particularly expediently represent cooling channels in which the actual cooling of the component takes place, ie cooling fluid in these second channels absorbs waste heat given off by the component to be cooled in particular. Heated cooling fluid flows from the second channels or cooling channels into the third channels, which in particular represent an outflow through which heated cooling fluid flows out of the cooling device or is carried away.

Insbesondere kann für jeden zweiten Kanal jeweils eine Vielzahl von ersten und zweiten Übergängen vorgesehen sein, welche über die gesamte Länge des jeweiligen zweiten Kanals in zweckmäßigen Abständen zueinander verteilt sind. Somit kann zweckmäßigerweise über die gesamte Länge der zweiten Kanäle stets frisches Fluid zugeführt und erwärmtes Fluid abgeführt werden. Insbesondere kann somit auch über stromabwärts gelegene Bereiche bzw. Abschnitte des zu kühlenden Bauteils stets gleich konditioniertes Kühlfluid geführt werden, um das Bauteil über seine gesamte Fläche gleichmäßig und bei gleicher Temperatur zu kühlen. Insbesondere kann vermieden werden, dass stromabwärts nur noch Kühlfluid mit überwiegend hoher Temperatur über das Bauteil geführt werden kann, welches thermische Energie nur noch bei höheren Temperaturen aufnehmen und das Bauteil dort nicht mehr effektiv kühlen kann.In particular, a plurality of first and second transitions can be provided for each second channel, which are distributed over the entire length of the respective second channel at appropriate distances from one another. In this way, fresh fluid can expediently always be supplied over the entire length of the second channels and heated fluid can be removed. In particular, equally conditioned cooling fluid can thus always be passed over downstream areas or sections of the component to be cooled in order to cool the component uniformly over its entire surface and at the same temperature. In particular, it can be avoided that downstream only cooling fluid with a predominantly high temperature can be passed over the component, which can only absorb thermal energy at higher temperatures and can no longer effectively cool the component there.

Vorteilhafterweise ist das Profilelement derart profiliert, dass die ersten Kanäle und die dritten Kanäle jeweils keinen oder zumindest kaum Kontakt zu der zweiten Lage aufweisen und dass die zweiten Kanäle jeweils keinen oder zumindest kaum Kontakt zu der ersten Lage aufweisen. Kühlfluid in den ersten Kanälen und in den dritten Kanälen ist somit jeweils zweckmäßigerweise weitgehend isoliert von der zweiten Lage. In den zweiten Kanälen ist das Kühlfluid zweckmäßigerweise in direktem Kontakt mit der zweiten Lage und wird insbesondere direkt über diese zweite Lage geleitet. Insbesondere wird die Kühlvorrichtung mit dieser zweiten Lage auf dem zu kühlenden Bauteil angeordnet, so dass das Kühlfluid in den zweiten Kanälen über das Bauteil geleitet wird und Abwärme aufnehmen kann. Zweckmäßigerweise kann die Kühlvorrichtung somit derart auf einem zu kühlenden Bauteil angeordnet werden, dass die zweiten Kanäle an einer dem zu kühlenden Bauteil zugewandten Seite der Vorrichtung angeordnet sind und dass die ersten Kanäle und die dritten Kanäle jeweils an einer dem zu kühlenden Bauteil abgewandten Seite der Vorrichtung angeordnet sind. Diese Konstruktion lässt sich besonders einfach durch ein Profilelement mit einem Zickzack-Querschnitt erreichen.The profile element is advantageously profiled in such a way that the first channels and the third channels each have no or at least hardly any contact with the second layer and that the second channels each have no or at least hardly any contact with the first layer. Cooling fluid in the first channels and in the third channels is therefore expediently largely isolated from the second layer. In the second channels, the cooling fluid is expediently in direct contact with the second layer and, in particular, is passed directly over this second layer. In particular, the cooling device is arranged with this second layer on the component to be cooled, so that the cooling fluid in the second channels is conducted over the component and can absorb waste heat. The cooling device can thus expediently be arranged on a component to be cooled in such a way that the second channels are arranged on a side of the device facing the component to be cooled and that the first channels and the third channels are each arranged on a side of the device facing away from the component to be cooled are arranged. This construction can be achieved particularly easily by a profile element with a zigzag cross-section.

Kühlfluid kann somit in den ersten Kanälen zweckmäßigerweise isoliert von der zweiten Lage und somit isoliert von dem zu kühlenden Bauteil geführt werden, so dass sich die Kühlmitteltemperatur in den ersten Kanälen nicht oder zumindest kaum erhöht. Tritt das Kühlfluid von den ersten in die zweiten Kanäle über, besitzt das Kühlfluid eine geringe Temperatur und kann in den zweiten Kanälen effektiv Abwärme des Bauteils aufnehmen. In den dritten Kanälen ist das erwärmte Kühlfluid erneut isoliert von dem Bauteil und kann aus der Kühlvorrichtung abgeführt werden, ohne dass Wärme wieder auf das Bauteil übergehen kann. Besonders zweckmäßig weisen die ersten Kanäle ferner jeweils keinen Kontakt zu den dritten Kanälen auf. Die ersten Kanäle und die dritten Kanäle sind somit besonders zweckmäßig isoliert voneinander. Kühles Kühlfluid in den ersten Kanälen wird somit insbesondere nicht durch warmes Kühlfluid in den dritten Kanälen erwärmt.Cooling fluid can thus expediently be guided in the first channels isolated from the second layer and thus isolated from the component to be cooled, so that the coolant temperature in the first channels does not or at least hardly increases. If the cooling fluid passes from the first into the second channels, the cooling fluid has a low temperature and can effectively absorb waste heat from the component in the second channels. In the third channels, the heated cooling fluid is again isolated from the component and can be removed from the cooling device without heat being able to pass back to the component. Furthermore, it is particularly expedient for the first channels to each have no contact with the third channels. The first channels and the third channels are therefore particularly expediently isolated from one another. Cool cooling fluid in the first channels is thus in particular not heated by warm cooling fluid in the third channels.

Vorzugsweise ist jeder erste Kanal jeweils zu zwei zweiten Kanälen benachbart. Ferner ist jeder dritte Kanal vorzugsweise zu zwei zweiten Kanälen benachbart. Jeder zweite Kanal ist vorzugsweise jeweils zu einem ersten und zu einem dritten Kanal benachbart. Somit kann von jedem ersten Kanal aus Kühlfluid in die jeweiligen zwei benachbarten zweiten Kanäle zugeführt werden. Entsprechend kann in jedem dritten Kanal erwärmtes Kühlfluid aus den jeweiligen zwei benachbarten zweiten Kanälen abgeführt werden. Für jeden zweiten Kanal ist insbesondere jeweils ein benachbarter erster Kanal als Zufluss für frisches, kühles Kühlfluid vorgesehen und ferner jeweils ein benachbarter dritter Kanal als Abfluss für erwärmtes Kühlfluid. Die ersten und dritten Kanäle sind ferner durch die zweiten Kanäle zweckmäßigerweise voneinander isoliert, so dass kühles Fluid in den ersten Kanälen nicht von erwärmtem Fluid in den dritten Kanälen erhitzt wird. Eine vorteilhafte Anordnung von Kanälen i-ter Art nebeneinander ist demnach: i=1, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 2, 1 usw.Each first channel is preferably adjacent to two second channels. Furthermore, every third channel is preferably adjacent to two second channels. Every second channel is preferably adjacent to a first and to a third channel. Cooling fluid can thus be supplied from each first channel into the respective two adjacent second channels. Correspondingly, in every third channel, heated cooling fluid can be discharged from the respective two adjacent second channels. For every second channel, in particular, an adjacent first channel is provided as an inflow for fresh, cool cooling fluid and, furthermore, an adjacent third channel is provided as an outflow for heated cooling fluid. The first and third channels are further expediently isolated from one another by the second channels, so that cool fluid in the first channels is not heated by heated fluid in the third channels. An advantageous arrangement of the i-th type channels next to one another is accordingly: i = 1, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 2, 1, etc.

Vorteilhafterweise ist in jedem ersten, zweiten und dritten Kanal jeweils eine Vielzahl entsprechender erster oder zweiter Übergänge vorgesehen. Insbesondere sind die jeweiligen Übergänge pro Kanal in regelmäßigen Abständen vorgesehen, betrachtet in Haupterstreckungsrichtung der Kanäle. Somit wird insbesondere in regelmäßigen Abständen kühles Kühlfluid in die zweiten Kanäle geführt bzw. erwärmtes Kühlfluid aus den zweiten Kanälen abgeführt.A plurality of corresponding first or second transitions is advantageously provided in each first, second and third channel. In particular, the respective transitions per channel are provided at regular intervals, viewed in the main direction of extent of the channels. Thus, in particular, cool cooling fluid is fed into or out of the second channels at regular intervals. heated cooling fluid discharged from the second channels.

Vorteilhafterweise sind in den einzelnen ersten Kanälen die jeweiligen ersten Übergänge zu den jeweiligen beiden benachbarten zweiten Kanälen jeweils versetzt zueinander vorgesehen. Entsprechend sind in den einzelnen dritten Kanälen die jeweiligen zweiten Übergänge zu den jeweiligen beiden benachbarten zweiten Kanälen jeweils versetzt zueinander vorgesehen. Insbesondere sind die jeweiligen Übergänge pro erstem bzw. zweitem Kanal in Haupterstreckungsrichtung der Kanäle betrachtet jeweils an unterschiedlichen Positionen angeordnet. Somit wird insbesondere eine effektive Verteilung von Kühlfluid aus den ersten Kanälen in die zweiten Kanäle ermöglicht und ferner insbesondere ein effektiver Abfluss von Kühlfluid aus den zweiten Kanälen in die in die dritten Kanäle.The respective first transitions to the respective two adjacent second channels are advantageously provided offset from one another in the individual first channels. Correspondingly, the respective second transitions to the respective two adjacent second channels are provided in each case offset to one another in the individual third channels. In particular, the respective transitions per first or second channel, viewed in the main direction of extent of the channels, are each arranged at different positions. Thus, in particular, an effective distribution of cooling fluid from the first channels into the second channels is made possible and, furthermore, in particular an effective outflow of cooling fluid from the second channels into the third channels.

Bevorzugt sind die zweiten Kanäle entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung jeweils in einzelne Teilkanäle unterteilt. Jeder zweite Kanal weist somit insbesondere eine Vielzahl von in Haupterstreckungsrichtung des Kanals betrachtet hintereinanderliegenden Teilkanälen auf. Insbesondere sind die einzelnen Teilkanäle eines jeden zweiten Kanals voneinander getrennt durch eine Barriere, Trennwand oder dergleichen. Insbesondere kann jedem Teilkanal jeweils kühles Kühlfluid aus einem der ersten Kanäle zugeführt werden und entsprechend kann aus jedem Teilkanal warmes Kühlfluid in einen der dritten Kanäle abgeführt werden. Insbesondere kann somit über die gesamte Länge der zweiten Kanäle in ihrer Haupterstreckungsrichtung stets kühles Kühlmittel zugeführt werden, so dass auch stromabwärts gelegene Bereiche bzw. Abschnitte des Bauteils effektiv gekühlt werden.The second channels are preferably each subdivided into individual sub-channels along their main direction of extent. Each second channel thus has, in particular, a multiplicity of sub-channels located one behind the other when viewed in the main direction of extent of the channel. In particular, the individual sub-channels of every second channel are separated from one another by a barrier, partition or the like. In particular, each sub-channel can be supplied with cool cooling fluid from one of the first channels and, accordingly, warm cooling fluid can be discharged from each sub-channel into one of the third channels. In particular, cool coolant can thus always be supplied over the entire length of the second channels in their main direction of extent, so that areas or sections of the component located downstream are also effectively cooled.

Bevorzugt steht jeder Teilkanal jeweils durch einen der ersten Übergänge in Fluidverbindung mit einem der ersten Kanäle und jeweils durch einen der zweiten Übergänge in Fluidverbindung mit einem der dritten Kanäle. Die einzelnen zweiten Kanäle sind somit jeweils in eine Vielzahl kurz gehaltener Teil- bzw. Kühlkanäle unterteilt, die mit dem jeweils benachbarten ersten Kanal als Zufluss und dem jeweils benachbarten dritten Kanal als Abfluss in direkter Fluidverbindung stehen.Each sub-channel is preferably in fluid connection with one of the first channels through one of the first transitions and in fluid connection with one of the third channels through one of the second transitions. The individual second channels are thus each subdivided into a plurality of short partial or cooling channels, which are in direct fluid connection with the respective adjacent first channel as an inflow and the respective adjacent third channel as an outflow.

Vorzugsweise sind die ersten Übergänge und die zweiten Übergänge jeweils durch Verformungen des Materials des Profilelements erzeugt. Ferner sind die zweiten Kanäle durch diese Verformungen vorzugsweise jeweils in die Teilkanäle unterteilt. An entsprechenden Stellen ist das Material der Profilelemente insbesondere derart verformt, dass Öffnungen zwischen den jeweiligen Kanälen als jeweilige Durchbrüche entstehen. Ferner ist das Material an diesen Stellen insbesondere in die jeweiligen zweiten Kanäle hinein verformt, so dass es dort insbesondere Trennwände bzw. Barrieren als Abgrenzung der einzelnen Teilkanäle bildet. Beispielsweise ist das Material an diesen Stellen in einer vorgegebenen Form ausgestanzt bzw. ausgeschnitten und entsprechend gefaltet, insbesondere derart, dass entsprechendes überschüssiges ausgestanztes Material in die zweiten Kanäle hinein gefaltet ist und dort Trennwände bzw. Barrieren bildet. Das Profilelement lässt sich somit auf aufwandsarme und kostengünstige Weise beispielsweise aus einem ebenen Blech oder Kunststoffelement herstellen, welches entsprechend gestanzt und gefaltet ist, um das entsprechendes Profil mit entsprechenden Durchbrüchen zu erzeugen.The first transitions and the second transitions are preferably each produced by deformations of the material of the profile element. Furthermore, the second channels are preferably each subdivided into the sub-channels by these deformations. In particular, the material of the profile elements is deformed at corresponding points in such a way that openings between the respective channels are created as respective breakthroughs. Furthermore, the material is deformed at these points, in particular into the respective second channels, so that there it forms partitions or barriers in particular to delimit the individual sub-channels. For example, the material is punched out or cut out in a predetermined shape at these points and correspondingly folded, in particular in such a way that corresponding excess punched-out material is folded into the second channels and forms partitions or barriers there. The profile element can thus be produced in a low-cost and cost-effective manner, for example from a flat sheet metal or plastic element, which is punched and folded accordingly in order to produce the corresponding profile with corresponding openings.

Vorzugsweise ist das Profilelement durch Stanzen und Falten einer flachen Lage hergestellt, beispielsweise einer flachen Metalllage, vorzugsweise eines Blechs, oder eines flachen Kunststoffelements. Durch Stanzen können insbesondere Öffnungen für die späteren Übergänge hergestellt werden. Durch anschließendes Falten wird die flache Lage insbesondere entsprechend profiliert und in die vorgegebene Form des Profilelements gebrachtThe profile element is preferably produced by punching and folding a flat layer, for example a flat metal layer, preferably a sheet metal, or a flat plastic element. In particular, openings for the later transitions can be produced by punching. By subsequently folding the flat layer, in particular, it is correspondingly profiled and brought into the predetermined shape of the profile element

Bevorzugt ist das Profilelement wellenförmig gefaltet, insbesondere in Form einer Dreieckswelle (Zickzack). Insbesondere weisen die einzelnen Kanäle somit einen dreiecksförmigen oder zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt auf. Die Querschnitte der zweiten Kanäle sind insbesondere entgegengesetzt bzw. spiegelverkehrt zu den Querschnitten der ersten und dritten Kanäle orientiert.The profile element is preferably folded in a wave shape, in particular in the form of a triangular wave (zigzag). In particular, the individual channels thus have a triangular or at least substantially triangular cross-section. The cross-sections of the second channels are in particular oriented opposite or mirror-inverted to the cross-sections of the first and third channels.

Vorzugsweise ist für die ersten Übergänge und die zweiten Übergänge jeweils Material des Profilelements zwischen Faltkanten verformt. Das Material zwischen den Faltkalten stellt insbesondere Trennwände einzelner Kanäle dar. Zweckmäßigerweise wird das Material vor dem Falten entsprechend ausgestanzt und im Zuge des Faltprozesses entsprechend verformt bzw. gefaltet. Wie obig erläutert kann das für die Übergänge verformte Material zweckmäßigerweise Trennwände der Teilkanäle der zweiten Kanäle darstellen.For the first transitions and the second transitions, material of the profile element is preferably deformed between folding edges. The material between the folds represents, in particular, partition walls of individual channels. The material is expediently punched out accordingly before folding and is correspondingly deformed or folded in the course of the folding process. As explained above, the material deformed for the transitions can expediently represent partition walls of the sub-channels of the second channels.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage ein erstes Profilelement und ein zweites Profilelement angeordnet, so dass das Volumen zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage durch das erste Profilelement in einen ersten Teil mit entsprechenden ersten, zweiten und dritten Kanälen und durch das zweite Profilelement in einen zweiten Teil mit entsprechenden ersten, zweiten und dritten Kanälen unterteilt ist. Insbesondere sind diese beiden Profilelemente identisch bzw. baugleich ausgebildet. Zwischen den beiden Profilelementen kann eine weitere dritte Lage vorgesehen sein, welche insbesondere parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der ersten Lage und der zweiten Lage angeordnet ist. Insbesondere wird die Anzahl der Kanäle durch dieses zweite Profilelement verdoppelt. Besonders zweckmäßig kann somit eine doppelte Anzahl an zweiten Kanälen vorgesehen werden, insbesondere um zwei Bauteile zu kühlen. Insbesondere sind die beiden Profilelemente derart profiliert und angeordnet, dass die zweiten Kanäle der beiden Teile jeweils mit der ersten oder der zweiten Lage in Kontakt stehen. Die ersten und dritten Kanäle der beiden Teile weisen insbesondere jeweils keinen oder zumindest kaum Kontakt zu den ersten und zweiten Lagen auf. Durch die jeweiligen zweiten Kanäle geleitetes Kühlfluid ist somit in Kontakt mit einer der beiden Lagen. Entlang jeder der beiden Lagen kann zweckmäßigerweise Kühlfluid in den jeweiligen zweiten Kanälen geführt werden. Zweckmäßigerweise kann an der ersten Lage ein erstes zu kühlendes Bauteil angeordnet werden und an der zweiten Lage ein zweites zu kühlendes Bauteil.According to an advantageous embodiment, a first profile element and a second profile element are arranged between the first layer and the second layer, so that the volume between the first layer and the second layer through the first profile element in a first part with corresponding first, second and third channels and is divided by the second profile element into a second part with corresponding first, second and third channels. In particular, these two profile elements are identical or structurally identical. A further third layer can be provided between the two profile elements, which in particular is parallel or at least substantially is arranged parallel to the first layer and the second layer. In particular, the number of channels is doubled by this second profile element. It is therefore particularly expedient to provide twice the number of second channels, in particular to cool two components. In particular, the two profile elements are profiled and arranged in such a way that the second channels of the two parts are each in contact with the first or the second layer. In particular, the first and third channels of the two parts each have no or at least hardly any contact with the first and second layers. Cooling fluid passed through the respective second channels is thus in contact with one of the two layers. Cooling fluid can expediently be guided in the respective second channels along each of the two layers. A first component to be cooled can expediently be arranged on the first layer and a second component to be cooled on the second layer.

Vorteilhafterweise sind das erste Profilelement und das zweite Profilelement derart zueinander angeordnet, dass der erste Teil und der zweite Teil symmetrisch zueinander bezüglich einer Ebene sind, welche parallel zu der ersten Lage und parallel zu der zweiten Lage ist. Wie obig erläutert kann zwischen den beiden Profilelementen eine dritte Lage vorgesehen sein, welche insbesondere in dieser Spiegelebene angeordnet ist. Jedoch können die Profilelemente auch ohne derartige dritte Lage übereinander angeordnet werden. In diesem Fall sind die ersten und die dritten Kanäle des ersten Teils und des zweiten Teils insbesondere jeweils zu gemeinsamen Kanälen verbunden. Die zweiten Kanäle des ersten Teils und des zweiten Teils sind durch die Profilelemente zweckmäßigerweise voneinander isoliert.The first profile element and the second profile element are advantageously arranged with respect to one another in such a way that the first part and the second part are symmetrical to one another with respect to a plane which is parallel to the first layer and parallel to the second layer. As explained above, a third layer can be provided between the two profile elements, which is arranged in particular in this mirror plane. However, the profile elements can also be arranged one above the other without such a third layer. In this case, the first and the third channels of the first part and of the second part are in particular each connected to form common channels. The second channels of the first part and the second part are expediently isolated from one another by the profile elements.

In besonders bevorzugter Weise eignest sich die Kühlvorrichtung für elektrische bzw. elektronische Bauteile im (Kraft-)Fahrzeugbereich, insbesondere für Steuergeräte, Endstufen, Halbleiterschaltungen, Batteriemodule usw. Durch die Vorrichtung kann eine effektive Kühlung derartiger Bauteile ermöglicht werden, wodurch wiederum ein sicherer, effektiver Betrieb des Fahrzeugs bzw. einzelner Fahrzeugfunktionen erreicht werden kann. Ferner kann Verschleiß gering gehalten und die Lebensdauer erhöht werden, wodurch kostspielige Reparaturen und Werkstattaufenthalte vermieden werden können.In a particularly preferred manner, the cooling device is suitable for electrical or electronic components in the (motor) vehicle sector, in particular for control devices, output stages, semiconductor circuits, battery modules, etc. Operation of the vehicle or individual vehicle functions can be achieved. Furthermore, wear can be kept to a minimum and the service life can be increased, as a result of which costly repairs and visits to the workshop can be avoided.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawing.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using exemplary embodiments and is described below with reference to the drawing.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung elektronischer Bauteile in einer perspektivischen Ansicht (a), in einer Querschnittsansicht (b) sowie in einer Längsschnittsansicht (c). 1 shows schematically a preferred embodiment of a device according to the invention for cooling electronic components in a perspective view (a), in a cross-sectional view (b) and in a longitudinal sectional view (c).
  • 2 zeigt schematisch eine Kunststofflage, aus welcher ein Profilelement für eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden kann. 2 shows schematically a plastic layer from which a profile element for a preferred embodiment of a device according to the invention can be produced.
  • 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung elektronischer Bauteile in einer Querschnittsansicht. 3 shows schematically a preferred embodiment of a device according to the invention for cooling electronic components in a cross-sectional view.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder baugleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote the same or structurally identical elements.

In 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung elektronischer Bauteile schematisch dargestellt und mit 100 bezeichnet. Darin zeigt 1a die Kühlvorrichtung 100 in einer perspektivischen Ansicht, 1b in einer Querschnittsansicht und 1c in einer Längsschnittsansicht entlang der in 1b gezeigten Schnittlinie A-A.In 1 a preferred embodiment of a device according to the invention for cooling electronic components is shown schematically and with 100 designated. In it shows 1a the cooler 100 in a perspective view, 1b in a cross-sectional view and 1c in a longitudinal sectional view along the in 1b shown section line AA.

Die Kühlvorrichtung 100 ist auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 105 angeordnet, beispielsweise auf Kühlkörper oder einem Schaltungsträger oder einem Bauteil, z.B. in einem Steuergerät eines (Kraft-) Fahrzeugs.The cooler 100 is on an electronic component to be cooled 105 arranged, for example on a heat sink or a circuit carrier or a component, for example in a control unit of a (motor) vehicle.

Die Kühlvorrichtung 100 weist eine erste Lage 101 und eine parallel zu dieser angeordnete zweite Lage 102 auf, wobei die Lagen 101, 102 jeweils elektrisch isolierende Kunststofflagen sein können. Sollte eine isolierende Wirkung nicht nötig sein, kann es sich auch um ein Metallblech handeln.The cooler 100 has a first layer 101 and a second layer arranged parallel to this 102 on, with the layers 101 , 102 each can be electrically insulating plastic layers. If an insulating effect is not necessary, it can also be a sheet of metal.

Zwischen der ersten Lage 101 und der zweiten Lage 102 ist ein Profilelement 103 angeordnet, welches als eine gestanzte und gefaltete Blech- oder Kunststofflage ausgebildet ist.Between the first layer 101 and the second layer 102 is a profile element 103 arranged, which is designed as a stamped and folded sheet metal or plastic layer.

Das Profilelement 103 ist derart profiliert und zwischen den Lagen 101, 102 angeordnet, dass ein Volumen zwischen den Lagen 101, 102 in jeweils parallel zueinander verlaufende erste Kanäle 110, zweite Kanäle 120 und dritte Kanäle 130 unterteilt ist.The profile element 103 is so profiled and between the layers 101 , 102 arranged that a volume between the layers 101 , 102 into first channels that run parallel to one another 110 , second channels 120 and third channels 130 is divided.

Das Profilelement ist wellenförmig in Form einer Dreieckswelle (Zickzack) gefaltet und weist einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt auf. Entsprechend weisen auch die ersten, zweiten und dritten Kanäle 110, 120, 130 einen im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt auf.The profile element is folded in the shape of a triangular wave (zigzag) and has an at least substantially triangular cross-section. Correspondingly, the first, second and third channels 110 , 120 , 130 a substantially triangular cross-section.

Jeder erste Kanal 110 ist jeweils zu zwei zweiten Kanälen 120 benachbart. Ebenso ist jeder dritte Kanal 130 zu zwei zweiten Kanälen 120 benachbart. Jeder zweite Kanal ist somit jeweils zu einem ersten Kanal 110 und zu einem dritten Kanal 130 benachbart.Every first channel 110 is each to two second channels 120 adjacent. Every third channel is the same 130 to two second channels 120 adjacent. Every second channel is therefore a first channel 110 and to a third channel 130 adjacent.

Wie in 1a und 1b zu erkennen ist, weisen die ersten und dritten Kanäle 110, 130 jeweils keinen oder zumindest kaum Kontakt zu der zweiten (unteren) Lage 102 auf. Entsprechend weisen die zweiten Kanäle 120 jeweils keinen oder zumindest kaum Kontakt zu der ersten (oberen) Lage 101 auf.As in 1a and 1b can be seen show the first and third channels 110 , 130 no or at least hardly any contact with the second (lower) layer 102 on. The second channels point accordingly 120 in each case no or at least hardly any contact with the first (upper) layer 101 on.

Die ersten und dritten Kanäle 110, 130 sind somit durch die zweiten Kanäle 120 gegenüber der zweiten Lage 102 isoliert. Ferner sind die ersten Kanäle 110 von den dritten Kanälen 130 durch die zweite Lage 102 isoliert.The first and third channels 110 , 130 are thus through the second channels 120 compared to the second layer 102 isolated. Furthermore, the first are channels 110 from the third channels 130 through the second layer 102 isolated.

In dem Profilelement 103 sind ferner Öffnungen bzw. Übergänge vorgesehen, durch welche Fluidverbindungen zwischen einzelnen Kanälen geschaffen werden. Durch erste Übergänge 115 in dem Profilelement 103 werden jeweils Fluidverbindungen zwischen den einzelnen ersten Kanälen 110 und jeweils benachbarten zweiten Kanälen 120 hergestellt. Durch zweite Übergänge 125 in dem Profilelement 103 sind jeweils Fluidverbindungen zwischen den einzelnen zweiten Kanälen 120 und jeweils benachbarten dritten Kanälen 130 hergestellt.In the profile element 103 openings or transitions are also provided through which fluid connections are created between individual channels. Through the first transitions 115 in the profile element 103 are fluid connections between the individual first channels 110 and respective adjacent second channels 120 produced. Through second transitions 125 in the profile element 103 are each fluid connections between the individual second channels 120 and respective adjacent third channels 130 produced.

Wie insbesondere in 1 c zu erkennen ist, steht jeder erste Kanal 110 durch entsprechende erste Übergänge 115 mit den beiden benachbarten zweiten Kanälen 120 in Fluidverbindung. Entsprechend steht jeder dritte Kanal 130 durch entsprechende zweite Übergänge 125 mit den beiden benachbarten zweiten Kanälen 120 in Fluidverbindung.As in particular in 1 c can be seen, every first channel is available 110 through corresponding first transitions 115 with the two adjacent second channels 120 in fluid communication. Every third channel stands accordingly 130 by corresponding second transitions 125 with the two adjacent second channels 120 in fluid communication.

Die ersten und zweiten Übergange 115, 125 sind derart hergestellt, dass Material des Profilelements 103 verformt bzw. gefaltet ist. Wie in 1c zu erkennen ist, ist das Material des Profilelements 103 jeweils in die zweiten Kanäle 120 hinein gefaltet, so dass durch das verformte bzw. gefaltete Material in den zweiten Kanälen jeweils Trennwände 122 erzeugt werden, welche die zweiten Kanäle 120 jeweils in eine Vielzahl von Teilkanälen 121 unterteilen, die jeweils in Haupterstreckungsrichtung der zweiten Kanäle 120 betrachtet hintereinander liegen. Jeder Teilkanal 121 steht somit jeweils durch einen ersten Übergang 115 in Fluidverbindung mit einem benachbarten ersten Kanal 110 und jeweils durch einen zweiten Übergang 125 in Fluidverbindung mit einem benachbarten dritten Kanal 130.The first and second passages 115 , 125 are made in such a way that the material of the profile element 103 is deformed or folded. As in 1c can be seen, is the material of the profile element 103 each in the second channels 120 folded in, so that the deformed or folded material in each of the second channels separates walls 122 which are the second channels 120 each in a large number of sub-channels 121 subdivide each in the main direction of extent of the second channels 120 lying one behind the other. Each sub-channel 121 thus stands in each case through a first transition 115 in fluid communication with an adjacent first channel 110 and in each case by a second transition 125 in fluid communication with an adjacent third channel 130 .

Wie ferner in 1 c zu erkennen ist, sind in den einzelnen ersten Kanälen 110 die jeweiligen ersten Übergänge 115 zu den jeweiligen beiden benachbarten zweiten Kanälen 120 jeweils versetzt zueinander angeordnet. Entsprechend sind auch in den einzelnen dritten Kanälen 130 die jeweiligen zweiten Übergänge 125 zu den jeweiligen beiden benachbarten zweiten Kanälen 120 versetzt zueinander angeordnet.As also in 1 c can be seen are in the first individual channels 110 the respective first transitions 115 to the respective two adjacent second channels 120 each arranged offset to one another. Correspondingly are also in the individual third channels 130 the respective second transitions 125 to the respective two adjacent second channels 120 arranged offset to one another.

Wie durch die einzelnen Pfeile in 1a und 1c angedeutet, kann ein Kühlfluid durch die einzelnen Kanäle 110, 120, 130 der Kühlvorrichtung 110 geleitet werden. Dabei wird frisches, kühles Kühlfluid durch die ersten Kanäle 110 in die Vorrichtung 100 geführt. Von den ersten Kanälen 110 aus gelangt frisches Kühlfluid durch die ersten Übergänge 115 jeweils in die zweiten Kanäle 120 bzw. in die einzelnen Teilkanäle 121. Da sich das Kühlfluid in den zweiten Kanälen 120 bzw. den Teilkanälen 121 in direktem Kontakt mit der zweiten Lage 102 befindet, an welcher das zu kühlende elektronische Bauteil 105 angeordnet ist, kann das Kühlfluid hier die von dem Bauteil erzeugte Abwärme aufnehmen. As indicated by the individual arrows in 1a and 1c indicated, a cooling fluid can through the individual channels 110 , 120 , 130 the cooling device 110 be directed. Fresh, cool cooling fluid flows through the first channels 110 into the device 100 guided. From the first channels 110 Fresh cooling fluid comes out through the first passages 115 each in the second channels 120 or in the individual sub-channels 121 . Because the cooling fluid is in the second channels 120 or the sub-channels 121 in direct contact with the second layer 102 where the electronic component to be cooled is located 105 is arranged, the cooling fluid can absorb the waste heat generated by the component here.

Erwärmtes Kühlfluid gelangt dann aus den Teilkanälen 121 durch die zweiten Übergänge 125 in die dritten Kanäle 130, von welchen aus das erwärmte Kühlfluid aus der Vorrichtung 100 abgeführt werden kann. Die ersten Kanäle 110 dienen somit als Zufluss bzw. Kühlmittelverteilung, die zweiten Kanäle 120 als eigentliche Kühlkanäle und die dritten Kanäle 130 als Abfluss.Heated cooling fluid then passes out of the sub-channels 121 through the second transitions 125 into the third channels 130 , from which the heated cooling fluid from the device 100 can be discharged. The first channels 110 The second channels thus serve as an inflow or coolant distribution 120 as the actual cooling channels and the third channels 130 as a drain.

Die ersten Kanäle 110 bzw. das darin befindliche Kühlfluid steht nicht in direktem Kontakt zu der zweiten Lage 102, so dass das Kühlfluid von der Wärme des Bauteils nicht aufgewärmt wird, bevor es in die zweiten Kanäle 120 gelangt. Da die ersten Kanäle 110 ferner durch die zweiten Kanäle 120 von den dritten Kanälen 130 isoliert sind, wird das in den ersten Kanälen 110 befindliche Kühlfluid auch nicht durch das warme Fluid in den dritten Kanälen 130 erwärmt.The first channels 110 or the cooling fluid contained therein is not in direct contact with the second layer 102 so that the cooling fluid is not warmed up by the heat of the component before it enters the second channels 120 got. Since the first channels 110 further through the second channels 120 from the third channels 130 are isolated, this will be in the first channels 110 located cooling fluid also not through the warm fluid in the third channels 130 warmed up.

Durch die Vielzahl an kurz gehaltenen Teilkanälen 121 kann entlang der gesamten Länge in Haupterstreckungsrichtung der zweiten Kanäle 120 stets frisches, kühles Kühlfluid über das zu kühlende Bauteil 105 geführt werden. Somit kann eine gleichmäßige und effektive Kühlung des gesamten Bauteils 105 ermöglicht werden, auch von stromabwärts gelegenen Bereichen des Bauteils 105.Due to the large number of short sub-channels 121 can along the entire length in the main direction of extent of the second channels 120 Always fresh, cool cooling fluid over the component to be cooled 105 be guided. This means that the entire component can be cooled evenly and effectively 105 be made possible, also from downstream areas of the component 105 .

2 zeigt schematisch eine ebene Platte 200, aus welcher durch Stanzen und Falten ein Profilelement 103 für eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 hergestellt werden kann. 2 shows schematically a flat plate 200 , from which a profile element is formed by punching and folding 103 for a preferred embodiment of a device according to the invention 100 can be produced.

Die durchgezogenen Linien 210 zeigen jeweils Stanzlinien bzw. Stanzkanten, an welchen die Platte 200 eingeschnitten bzw. gestanzt wird. Die gestrichelten Linien 220 stellen Faltkaten bzw. Biegekanten dar, an welchen diese gestanzten Bereiche gefaltet werden, um die ersten bzw. zweiten Übergänge zu bilden.The solid lines 210 each show punched lines or punched edges on which the plate 200 is cut or punched. The dashed lines 220 represent folding cates or bending edges at which these punched areas are folded in order to form the first and second transitions.

Die mit 230 bezeichneten, gestrichelten Linien stellen Faltkanten bzw. Biegekanten dar, entlang welcher die Kunststofflage 200 zu falten ist, um das dreieckswellenförmige Profil des Profilelements 103 zu erzeugen.The dashed lines labeled 230 represent folding edges or bending edges along which the plastic layer 200 is to be folded to the triangular wave-shaped profile of the profile element 103 to create.

In 3 ist eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt und mit 100' bezeichnet.In 3 a further preferred embodiment of a cooling device according to the invention is shown in a schematic cross-sectional view and denoted by 100 '.

Entsprechend der in Bezug auf 1 erläuterten Kühlvorrichtung 100, weist auch die in 3 gezeigte Kühlvorrichtung 100' zwischen zwei Lagen 101 und 102 ein erstes Profilelement 103 auf sowie ferner ein zweites Profilelement 103', wobei die beiden Profilelemente 103 und 103' insbesondere baugleich ausgestaltet sind.According to the in relation to 1 explained cooling device 100 , also shows the in 3 shown cooling device 100 ' between two layers 101 and 102 a first profile element 103 on and also a second profile element 103 ' , the two profile elements 103 and 103 ' are designed in particular structurally identical.

Das Volumen zwischen den beiden Lagen 101, 102 wird durch das erste Profilelement 103 in einen ersten Teil 301 mit ersten, zweiten und dritten Kanälen 110, 120, 130 unterteilt und durch das zweite Profilelement 103' in einen zweiten Teil 302 mit entsprechenden ersten, zweiten und dritten Kanälen 110', 120', 130'.The volume between the two layers 101 , 102 is through the first profile element 103 in a first part 301 with first, second and third channels 110 , 120 , 130 divided and by the second profile element 103 ' in a second part 302 with corresponding first, second and third channels 110 ' , 120 ' , 130 ' .

Die Profilelemente 103, 103' sind derart zueinander angeordnet, dass der erste Teil 301 und der zweite Teil 302 symmetrisch bezüglich einer Ebene 302 sind, welche parallel zu der ersten Lage 101 und parallel zu der zweiten Lage 102 ist.The profile elements 103 , 103 ' are arranged to one another in such a way that the first part 301 and the second part 302 symmetrical with respect to a plane 302 are which are parallel to the first layer 101 and parallel to the second layer 102 is.

In der Ebene 303 kann eine weitere Lage vorgesehen sein, welche die beiden Teile 301 und 302 voneinander trennt. Es kann jedoch auch keine derartige Trennlage vorgesehen sein, so dass die ersten Kanäle 110, 110' des ersten Teils 301 sowie die dritten Kanäle 130, 130' des zweiten Teils 302 jeweils gemeinsame Kanäle bilden.In the plane 303 another layer can be provided, which the two parts 301 and 302 separates from each other. However, it is also not possible for such a separating layer to be provided, so that the first channels 110 , 110 ' of the first part 301 as well as the third channels 130 , 130 ' of the second part 302 each form common channels.

Die ersten Kanäle 110, 110' sowie die dritten Kanäle 130, 130' bzw. das darin befindliche Kühlfluid stehen jeweils nicht in Kontakt mit der ersten Lage 101 und der zweiten Lage 102 und sind durch die zweiten Kanäle 120, 120' von den Lagen 101, 102 isoliert. Kühlfluid in den zweiten Kanälen 120, 120' hingegen steht direkt mit der ersten Lage 101 oder der zweiten Lage 102 in Kontakt.The first channels 110 , 110 ' as well as the third channels 130 , 130 ' or the cooling fluid contained therein are in each case not in contact with the first layer 101 and the second layer 102 and are through the second channels 120 , 120 ' from the locations 101 , 102 isolated. Cooling fluid in the second channels 120 , 120 ' however, stands directly with the first layer 101 or the second layer 102 in contact.

Somit kann die Vorrichtung 100' zur gleichzeitigen Kühlung von zwei elektronischen Bauteilen 105, 105' verwendet werden, wobei an jeder der Lagen 101, 102 ein Bauteil 105 bzw. 105' angeordnet werden kann.Thus, the device 100 ' for the simultaneous cooling of two electronic components 105 , 105 ' used, being at each of the layers 101 , 102 a component 105 or. 105 ' can be arranged.

Claims (13)

Vorrichtung (100, 100') zur Kühlung elektronischer Bauteile (105, 105'), wobei eine erste Lage (101) und eine zweite Lage (102) parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei zwischen der ersten Lage (101) und der zweiten Lage (102) ein Profilelement (103) angeordnet ist, wobei das Profilelement (103) derart profiliert ist, dass ein Volumen zwischen der ersten Lage (101) und der zweiten Lage (102) in jeweils parallel zueinander verlaufende erste Kanäle (110), zweite Kanäle (120) und dritte Kanäle (130) unterteilt ist, wobei durch erste Übergänge (115) in dem Profilelement (103) jeweils eine Fluidverbindung zwischen den einzelnen ersten Kanälen (110) und jeweils benachbarten zweiten Kanälen (120) hergestellt ist und wobei durch zweite Übergänge (125) in dem Profilelement (103) jeweils eine Fluidverbindung zwischen den einzelnen zweiten Kanälen (120) und jeweils benachbarten dritten Kanälen (130) hergestellt ist.Device (100, 100 ') for cooling electronic components (105, 105'), wherein a first layer (101) and a second layer (102) are arranged parallel or at least substantially parallel to one another, wherein a profile element (103) is arranged between the first layer (101) and the second layer (102), wherein the profile element (103) is profiled in such a way that a volume between the first layer (101) and the second layer (102) is divided into first channels (110), second channels (120) and third channels (130) running parallel to one another is, wherein a fluid connection is established between the individual first channels (110) and respectively adjacent second channels (120) through first transitions (115) in the profile element (103) and one in each case through second transitions (125) in the profile element (103) Fluid connection between the individual second channels (120) and respectively adjacent third channels (130) is established. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Profilelement derart profiliert ist, dass die ersten Kanäle (110) und die dritten Kanäle (130) keinen Kontakt zu der zweiten Lage (102) aufweisen und dass die zweiten Kanäle (120) keinen Kontakt zu der ersten Lage (101) aufweisen.Device according to Claim 1 wherein the profile element is profiled in such a way that the first channels (110) and the third channels (130) have no contact with the second layer (102) and that the second channels (120) have no contact with the first layer (101) . Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder erste Kanal (110) jeweils zu zwei zweiten Kanälen (120) benachbart ist, wobei jeder dritte Kanal (130) jeweils zu zwei zweiten Kanälen (120) benachbart ist und wobei jeder zweite Kanal (120) jeweils zu einem ersten Kanal (110) und zu einem dritten Kanal (130) benachbart ist.Device according to Claim 1 or 2 , wherein each first channel (110) is adjacent to two second channels (120), each third channel (130) is adjacent to two second channels (120) and each second channel (120) is each to a first channel ( 110) and is adjacent to a third channel (130). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in jedem ersten, zweiten und dritten Kanal (110, 120, 130) jeweils eine Vielzahl entsprechender erster oder zweiter Übergänge (115, 125) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, wherein a plurality of corresponding first or second transitions (115, 125) is provided in each first, second and third channel (110, 120, 130). Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, wobei in den einzelnen ersten Kanälen (110) die jeweiligen ersten Übergänge (115) zu den jeweiligen beiden benachbarten zweiten Kanälen (120) jeweils versetzt zueinander vorgesehen sind und wobei in den einzelnen dritten Kanälen (130) die jeweiligen zweiten Übergänge (125) zu den jeweiligen beiden benachbarten zweiten Kanälen (120) jeweils versetzt zueinander vorgesehen sind.Device according to Claim 3 and 4th , wherein in the individual first channels (110) the respective first transitions (115) to the respective two adjacent second channels (120) are provided offset from one another and wherein in the individual third channels (130) the respective second transitions (125) close the respective two adjacent second channels (120) are provided offset from one another. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweiten Kanäle (120) entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung jeweils in einzelne Teilkanäle (121) unterteilt sind.Device according to one of the preceding claims, wherein the second channels (120) along their Main direction of extent are each divided into individual sub-channels (121). Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jeder Teilkanal (121) jeweils durch einen der ersten Übergange (115) in Fluidverbindung mit einem der ersten Kanäle (110) und jeweils durch einen der zweiten Übergange (125) in Fluidverbindung mit einem der dritten Kanäle (130) steht.Device according to Claim 6 wherein each sub-channel (121) is in fluid connection with one of the first passages (110) through one of the first passages (115) and is in fluid connection with one of the third passages (130) through one of the second passages (125). Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ersten Übergänge (115) und die zweiten Übergänge (125) jeweils durch Verformungen des Materials des Profilelements (103) erzeugt sind und wobei durch diese Verformungen (122) die zweiten Kanäle jeweils in die Teilkanäle (121) unterteilt sind.Device according to Claim 6 or 7th , wherein the first transitions (115) and the second transitions (125) are each produced by deformations of the material of the profile element (103) and these deformations (122) each subdivide the second channels into the sub-channels (121). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Profilelement (103) durch Stanzen (210) und Falten (220, 230) einer flachen Lage (200) hergestellt ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the profile element (103) is produced by punching (210) and folding (220, 230) a flat sheet (200). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Profilelement (103) wellenförmig gefaltet ist, insbesondere in Form einer Dreieckswelle.Device according to one of the preceding claims, wherein the profile element (103) is folded in a wave shape, in particular in the form of a triangular wave. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei für die ersten Übergänge (115) und die zweiten Übergänge (125) jeweils Material des Profilelements (103, 200) zwischen Faltkanten (220, 230) verformt ist.Device according to Claim 10 wherein for the first transitions (115) and the second transitions (125) each material of the profile element (103, 200) is deformed between folding edges (220, 230). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen der ersten Lage (101) und der zweiten Lage (102) ein erstes Profilelement (103) und ein zweites Profilelement (103') angeordnet sind, so dass das Volumen zwischen der ersten Lage (101) und der zweiten Lage (102) durch das erste Profilelement (103) in einen ersten Teil (301) mit entsprechenden ersten, zweiten und dritten Kanälen (110, 120, 130) und durch das zweite Profilelement (103') in einen zweiten Teil (302) mit entsprechenden ersten, zweiten und dritten Kanälen (110, 120, 130) unterteilt ist.Device according to one of the preceding claims, wherein a first profile element (103) and a second profile element (103 ') are arranged between the first layer (101) and the second layer (102), so that the volume between the first layer (101) and the second layer (102) through the first profile element (103) into a first part (301) with corresponding first, second and third channels (110, 120, 130) and through the second profile element (103 ') into a second part ( 302) is divided with respective first, second and third channels (110, 120, 130). Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das erste Profilelement (103) und das zweite Profilelement (103') derart zueinander angeordnet sind, dass der erste Teil (301) und der zweite Teil (302) symmetrisch zueinander bezüglich einer Ebene (303) sind, welche parallel zu der ersten Lage (301) und parallel zu der zweiten Lage (302) ist.Device according to Claim 12 , wherein the first profile element (103) and the second profile element (103 ') are arranged to one another in such a way that the first part (301) and the second part (302) are symmetrical to one another with respect to a plane (303) which is parallel to the first Layer (301) and parallel to the second layer (302).
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