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Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kühlsystem zur Kühlung eines elektronischen Bauteils an Bord eines Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug umfasst ein elektrisches Steuergerät, das eine elektronische Verarbeitungseinrichtung umfasst. Die Verarbeitungseinrichtung kann beispielsweise als CPU, GPU oder SoC ausgeführt sein. Eine moderne Verarbeitungseinrichtung kann während ihres Betriebs eine Wärmeleistung im Bereich von ca. 30 bis über 100 Watt umsetzen. Die elektrische Verlustleistung kann ausreichend groß sein, um eine aktive Kühlung zu erfordern. Dazu kann insbesondere ein Flüssigkühlsystem vorgesehen sein, bei dem ein Kühlfluid durch einen Kühlkanal strömt, an dem das Steuergerät angebracht ist.
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Eine Position der Verarbeitungseinrichtung im Steuergerät kann herstellungsbedingt eine gewisse Toleranz aufweisen, sodass das Flüssigkühlsystem unter Umständen nicht sehr genau an der Verarbeitungseinrichtung positioniert ist. In einem ersten Fall kann das Flüssigkühlsystem eine mechanische Spannung auf die Baugruppe ausüben, sodass die Verarbeitungseinrichtung, insbesondere unter dem Einfluss von Vibrationen, Schaden nehmen kann. In einem zweiten Fall kann ein Spalt zwischen der Verarbeitungseinrichtung und dem Flüssigkühlsystem bestehen, sodass ein Wärmewiderstand zwischen der Verarbeitungseinrichtung und dem Kühlkanal erhöht sein kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Kühlsystem mit einer verbesserten thermischen und mechanischen Anbindung bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Ein Kühlsystem für eine elektrische Baugruppe mit einem zu kühlenden Bauelement umfasst einen Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlfluids; einen Kühlkörper, der sich axial durch eine Aussparung im Kühlkanal erstreckt, wobei der Kühlkanal dazu eingerichtet ist, derart an der Baugruppe angebracht zu werden, dass ein axiales Ende des Kühlkörpers im Bereich des Bauelements liegt; und eine Einrichtung zur Ausübung einer axialen Kraft, um den Kühlkörper aus der Aussparung zu treiben, um den Kühlkörper axial an das Bauelement zu pressen.
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Das Kühlsystem kann an der Baugruppe angebracht werden, wobei der Kühlkörper in verbesserter Weise dynamisch an das Bauelement angepresst werden kann. Insbesondere kann eine Toleranz, der eine axiale Position des Bauelements bezüglich des Kühlkanals unterworfen ist, durch den axial beweglich am Kühlkanal angebrachten Kühlkörper kompensiert werden. Das Bauelement kann beispielsweise in einem BGA-Gehäuse angeordnet sein, wobei ein vertikaler Abstand einer Anlagefläche des Bauelements für den Kühlkörper von einer Platine der Baugruppe im Bereich von ca. ±2 mm variieren kann. Eine axiale Beweglichkeit des Kühlkörpers um ca. 0,4 mm kann daher ausreichen, um eine gute mechanische und thermische Anbindung über die gesamte Streubreite zu ermöglichen. Bevorzugt ist der Kühlkörper in einem Bereich von wenigstens ca. 1 mm axial beweglich am Kühlkanal angebracht.
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Bevorzugt ist ferner ein Dichtmittel vorgesehen, das zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlkanal angebracht ist, um einem Übertritt von Kühlfluid durch die Aussparung entgegenzuwirken. Das Dichtmittel kann insbesondere ein elastisches Element umfassen, das gleichzeitig eine mechanische Halterung des Kühlkörpers in der Aussparung des Kühlkanals bereitstellen kann. Ein Austritt von Kühlfluid im Bereich der Baugruppe kann so sicher verhindert oder zumindest auf ein vorbestimmtes, akzeptables Maß reduziert werden.
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Das Dichtmittel kann insbesondere dazu eingerichtet sein, eine vorbestimmte Bewegung des Kühlkörpers gegenüber dem Kühlkanal zu erlauben. Diese Bewegung erfolgt weiter bevorzugt zumindest hauptsächlich in axialer Richtung des Kühlkörpers, sodass das Dichtmittel eine gewisse axiale Bewegung des Kühlkörpers durch die Aussparung unterstützen kann. In einer Ausführungsform kann das Dichtmittel auch ein gewisses Verkanten des Kühlkörpers in der Aussparung unterstützen. So kann der Kühlkörper auch dann noch sicher und flächig an dem Bauelement anliegen, wenn dieses mit einem gewissen Winkel gegenüber der Baugruppe oder die Baugruppe mit einem gewissen Winkel gegenüber dem Kühlkanal angebracht sein sollte. Eine radiale Bewegung des Kühlkörpers in der Aussparung hingegen ist bevorzugt ausreichend eingeschränkt, um eine fluide Dichtheit zu gewährleisten.
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Es ist besonders bevorzugt, dass das Dichtmittel den Kühlkörper radial umläuft. Eine radiale Innenseite des Dichtmittels kann dabei an dem Kühlkörper und eine radiale Außenseite an einer Begrenzung der Aussparung am Kühlkanal anliegen. In einer Ausführungsform ist das Dichtmittel als O-Ring ausgeführt. Dieser kann insbesondere aus einem Standardmaterial und/oder in einer Standardgröße gewählt werden, beispielsweise ein NBR-70, der aus Nitrilkautschuk herstellbar sein kann.
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Es ist weiter bevorzugt, dass am Kühlkörper eine radiale Vertiefung zur Aufnahme des Dichtmittels vorgesehen ist. Die Vertiefung kann insbesondere als Ringnut in den Kühlkörper eingebracht sein. Das Dichtmittel kann am Kühlkörper montiert werden, bevor dieser in die Aussparung des Fluidkanals eingeführt wird. Eine axiale Position des Dichtmittels gegenüber dem Kühlkörper kann während des Montagevorgangs durch die Vertiefung sichergestellt sein.
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In einer alternativen Ausführungsform ist am Kühlkanal eine radiale Vertiefung zur Aufnahme des Dichtmittels vorgesehen. Die radiale Vertiefung kann ebenfalls als Ringnut ausgeführt sein, wobei das Dichtmittel vor der Anbringung des Kühlkörpers in die Ringnut des Kühlkanals eingesetzt werden kann.
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Es ist weiter bevorzugt, dass auf einer Innenseite des Kühlkanals wenigstens eine radiale Lamelle am Kühlkörper angebracht ist. Die radiale Lamelle kann eine Fläche vergrößern, entlang der ein Kühlfluid im Kühlkanal Wärme vom Kühlkörper abtransportieren kann. Eine Größe der Lamelle kann in Abhängigkeit einer thermischen Leistung des Bauelements gewählt werden, sodass dessen Kühlung passend gesteuert werden kann.
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Es ist weiter bevorzugt, dass die Lamelle axial verschiebbar am Kühlkörper gehalten ist. Die axiale Verschiebbarkeit kann einen Montagevorgang erleichtern. Die Lamelle kann insbesondere mittels Press- oder Klemmsitz am Kühlkörper gehalten sein. Auf diese Weise können auch mehrere Lamellen am Kühlkörper angebracht werden. Axiale Positionen der Lamellen können leicht verändert werden, sodass eine Anpassung der Kühlleistung verbessert möglich ist.
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In einer weiteren Ausführungsform weist eine der Lamellen einen axialen Durchbruch auf. Ein im Bereich der Lamelle strömendes Kühlfluid kann dadurch verbessert verwirbelt werden, sodass ein Übergang von Wärme von der Lamelle an das Kühlfluid verbessert sein kann.
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Die Einrichtung zur Ausübung der axialen Kraft auf den Kühlkörper kann ein elastisches Element umfassen. Das elastische Element kann insbesondere auf einer Innenseite des Kühlkanals zwischen dessen Begrenzung und dem Kühlkörper vorgesehen sein. Der Kühlkörper kann gegen die Kraft des elastischen Elements in den Kühlkanal gedrückt werden, wenn die Baugruppe am Kühlkanal angebracht wird. Eine zwischen dem Bauelement und dem Kühlkörper wirkende axiale Kraft kann so genauer eingegrenzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine Justageeinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, eine auf den Kühlkörper ausgeübte axiale Kraft anzupassen. Insbesondere kann die Justageeinrichtung in Abhängigkeit einer tatsächlichen, beispielsweise axialen Position des Bauelements bezüglich des Kühlkanals eingestellt werden, wenn die Baugruppe am Kühlkanal angebracht ist. Eine Anpresskraft des Kühlkörpers an das Bauelement kann so verbessert individuell eingestellt werden. Die Justageeinrichtung kann ein elastisches Element zur Übertragung der axialen Kraft umfassen.
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Es ist weiter bevorzugt, dass die Justageeinrichtung von außerhalb des Kühlkanals zugänglich und gegenüber dem Kühlkanal hermetisch verschlossen ist.
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Die Justageeinrichtung kann eine Schraube und einen Glaskörper umfassen, wobei der Glaskörper mittels der Schraube axial gegen den Kühlkörper gepresst werden kann. Eine hermetische Abdichtung des Glaskörpers kann beispielsweise erreicht werden, indem der Kühlkanal im Bereich einer Anlagefläche für den Glaskörper vergoldet ist, sodass das Gold als plastische Dichtung wirkt. Der Glaskörper kann insbesondere eine Glaskugel umfassen, deren Durchmesser auf eine lichte Weite der Aussparung angepasst sein kann. Eine Abdichtung der Schraube gegenüber dem Kühlkanal kann nicht erforderlich sein.
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Ein System umfasst ein hierin beschriebenes Kühlsystem und eine daran angebrachte Baugruppe. Die Baugruppe kann insbesondere eine Steuervorrichtung umfassen. Das Kühlsystem oder das System können jeweils dazu eingerichtet sein, an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt zu werden. Beispielsweise kann die Baugruppe eine Steuerfunktion an Bord des Fahrzeugs ausführen. Die Steuerfunktion kann insbesondere eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs betreffen. Es ist bevorzugt, dass das System derart aufgebaut ist, dass sich die Baugruppe zerstörungsfrei vom Kühlsystem trennen lässt. Unter Umständen ist bei einem Austausch der Baugruppe am Kühlsystem das Ersetzen eines nur einmal verwendbaren Bauelements akzeptabel. Im Fall der oben beschriebenen Justageeinrichtung kann beispielsweise der Glaskörper nur einmalig in der Aussparung positioniert werden, sodass das ihn umgebende Bauteil üblicherweise ebenfalls ausgetauscht werden muss.
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Ein Verfahren zur Anbringung eines Kühlsystems an einer elektrischen Baugruppe mit einem zu kühlenden Bauelement umfasst Schritte des Anbringens der Baugruppe an einem Kühlkanal des Kühlsystems und des Bewirkens einer axialen Anpresskraft eines durch eine Aussparung des Kühlkanals ragenden Kühlkörpers, um den Kühlkörper axial an das Bauelement zu pressen. Die axiale Anpresskraft kann genau dosiert sein, um den Kühlkörper in eine Position zu bringen, in der er möglichst flächig an dem Bauelement anliegt, um Wärme von diesem abzuleiten.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein System mit einem Kühlsystem und einer daran angebrachten Baugruppe;
- 2 ein Kühlsystem in einer weiteren Ausführungsform;
- 3 einen Einsatz für ein Kühlsystem;
- 4 Längsschnitte durch ein Kühlsystem in einer weiteren Ausführungsform;
- 5 eine Justageeinrichtung für ein Kühlsystem; und
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens
darstellt.
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1 zeigt ein System 100 mit einer elektrischen Baugruppe 105 und einem Kühlsystem 110. Das System 100 kann insbesondere zum Einsatz an einem Fahrzeug eingerichtet sein. Die elektrische Baugruppe 105 umfasst üblicherweise eine Platine 115, an der ein insbesondere elektronisches Bauelement 120 angebracht ist, das durch das Kühlsystem 110 gekühlt werden soll.
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Das Kühlsystem 110 ist dazu eingerichtet, ein Kühlfluid 125 in einem Kühlkanal 130 an einem Kühlkörper 135 vorbeiströmen zu lassen, der durch eine Aussparung 140 im Kühlkanal 130 ragt. Der Kühlkörper 135 weist eine Längsachse 145 auf, die bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Aussparung 140 verläuft. Ein außerhalb des Kühlkanals 130 liegendes axiales Ende des Kühlkörpers 135 ist zur Anlage an dem Bauelement 120 eingerichtet. Optional kann zwischen dem Kühlkörper 135 und dem Bauelement 120 ein thermisches Leitmaterial 150 vorgesehen sein, das beispielsweise als Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpad ausgeführt sein kann.
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Der Kühlkörper 135 ist bevorzugt mittels eines Dichtmittels 155 im Bereich der Aussparung 140 gegenüber dem Kühlkanal 130 abgedichtet. Das Dichtmittel 155 kann beispielsweise als O-Ring, beispielsweise mit rundem, ovalem oder eckigem Querschnitt, ausgeführt sein. Bevorzugt ist das Dichtmittel 155 zumindest teilweise in einer radialen Vertiefung 160 aufgenommen, die alternativ am Kühlkörper 135 oder dem Kühlkanal 130 vorgesehen sein kann. Die Vertiefung 160 ist bevorzugt als Ringnut ausgebildet und dazu eingerichtet, das Dichtmittel 155 in beiden axialen Richtungen, sowie einer radialen Richtung zu halten. Das Dichtmittel 155 ist dazu eingerichtet, einen Übertritt von Kühlfluid 125 zwischen der Innenseite und einer Außenseite des Kühlkanals 130 möglichst zu verhindern. Gleichzeitig erlaubt das Dichtmittel 155 bevorzugt eine gewisse Bewegung des Kühlkörpers 135 gegenüber dem Kühlkanal 130. Die Bewegung kann insbesondere axial verlaufen oder eine leichte Verkippung des Kühlkörpers 135 gegenüber der Aussparung 140 betreffen.
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Um den Kühlkörper 135 aus dem Innenraum des Kühlkanals 130 durch die Aussparung 140 zu pressen, ist bevorzugt eine Einrichtung 165 vorgesehen, die weiter bevorzugt an einem axialen Ende des Kühlkörpers 135 wirkt, das dem axialen Ende, das zur Anlage am Bauelement 120 eingerichtet ist, gegenüber liegt. Die Einrichtung 165 ist weiter bevorzugt im Bereich einer Begrenzung des Kühlkanals 130 vorgesehen, welcher der Aussparung 140 gegenüberliegt. Die Einrichtung 165 ist in 1 durch ein elastisches Element 170 gebildet, das beispielsweise in Form einer Lamellen- oder Topffeder zwischen dem Kühlkörper 135 und einer Begrenzung des Kühlkanals 130 liegt. Optional ist auf der Innenseite des Kühlkanals 130 eine Halterung 175 vorgesehen, um den Kühlkörper 135 in radialer Richtung bezüglich des Kühlkanals 130 zu positionieren. Die dargestellte Halterung 175 umfasst den Kühlkörper 135 auf einer radialen Außenseite und ist optional in axialer Richtung leicht trichterförmig, um ein axiales Einführen des Kühlkörpers 135 in die Halterung 175 zu unterstützen.
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Auf der Innenseite des Kühlkanals 130 können am Kühlkörper 135 eine oder mehrere Lamellen 180 angebracht sein, die insbesondere als Bleche ausgeführt sein können. Ein Querschnitt des Kühlkörpers 135 kann kreisrund sein, und die Lamellen 180 können eine Aussparung aufweisen, deren Form zum Querschnitt des Kühlkörpers 135 korrespondiert, um mittels Klemmsitz am Kühlkörper 135 gehalten zu werden. Eine Lamelle 180 kann einen axialen Durchbruch aufweisen, um einen Durchtritt oder eine Verwirbelung von vorbeiströmendem Kühlfluid 125 zu begünstigen. Eine axiale Position einer Lamelle 180 und eine Anzahl von eingesetzten Lamellen 180 am Kühlkörper 135 können variieren. Die Lamellen 180 können sich jeweils gerade in radialer Richtung vom Kühlkörper 135 aus erstrecken oder beispielsweise schüsselförmig in axialer Richtung gebogen sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Baugruppe 105 beispielhaft an einer Abdeckung 185 angebracht, die ihrerseits am Kühlkanal 130 angebracht werden kann. Alternativ ist auch eine direkte Anbringung der Baugruppe 105 am Kühlkanal 130 möglich, wobei bevorzugt ist, dass sie mittels der Abdeckung 185 am Kühlkanal 130 abgedeckt wird. Durch das Anbringen der Baugruppe 105 am Kühlkanal 130 kann das Bauelement 120 in axiale Anlage mit dem Kühlkörper 135 gehen und diesen entgegen der Kraft der Einrichtung 165 durch die Aussparung 140 ins Innere des Kühlkanals 130 treiben. In einer anderen Ausführungsform kann die Baugruppe 105 am Kühlkanal 130 angebracht werden, bevor eine axiale Kraft auf den Kühlkörper ausgeübt wird, um diesen axial an das Bauelement anzupressen.
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2 zeigt ein Kühlsystem 110 in einer weiteren Ausführungsform. Nicht alle der in 1 dargestellten Elemente sind auch in 2 gezeigt. Der Kühlkanal 130 kann beispielsweise aus einem Leichtmetall herstellbar sein und insbesondere gegossen oder gefräst werden. Ein der Baugruppe 105 zugewandter Teil des Kühlkanals 130 ist sichtbar; eine dem Betrachter zugewandte Abdeckung 185 zum Verschließen des Kühlkanals 130 ist nicht dargestellt. Durch einen ersten Anschluss 205 kann Kühlfluid 125 in den Kühlkanal 130 eintreten, diesen durchströmen und danach durch einen zweiten Anschluss 210 verlassen. Zur Führung des Kühlfluids 125 innerhalb des Kühlkanals 130 können eines oder mehrere Führungselemente 215 vorgesehen sein.
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In der dargestellten Ausführungsform kann der Kühlkörper 135 mit an ihm angebrachten Lamellen 180 von der Seite des Betrachters in den Kühlkanal 130 eingesetzt werden, bevor dieser mit einer Abdeckung 185 verschlossen wird. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kühlkörper 135 mittels des Dichtmittels 155 an einem Einsatz 220 gehalten, der zusammen mit dem Kühlkörper 135 und den Lamellen 180 eine separat handhabbare Einheit bilden kann. Der Einsatz 220 kann gegenüber dem Kühlkanal 130 abgedichtet werden, wozu bevorzugt ein pastöses oder flüssiges Dichtmittel verwendet werden kann, das nach dem Aufbringen aushärten kann.
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3 zeigt einen Einsatz 220 zusammen mit einem daran angebrachten Kühlkörper 135 und einer optionalen Lamelle 180 in einer zum Kühlkanal 130 von 2 kompatiblen Ausführungsform. Die gezeigte Ansicht erfolgt axial auf eine dem Bauelement 120 abgewandte Seite. Beispielhaft ist ein quadratischer Umriss eines beispielhaften Bauelements 120 als verdeckte Kante mittels einer unterbrochenen Linie dargestellt. Außerdem sind in 3 Schnittlinien A und B eingezeichnet, auf die im Folgenden Bezug genommen wird.
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4 zeigt Längsschnitte durch ein Kühlsystem 110 in einer weiteren Ausführungsform. Im oberen Bereich ist ein mit A gekennzeichneter Längsschnitt dargestellt, der entlang einer Schnittlinie entsprechend der Schnittlinie A von 3 verläuft, und im unteren Bereich ein mit B gekennzeichneter Längsschnitt, der entlang einer Schnittlinie entsprechend der Schnittlinie B von 3 verläuft.
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Es ist zu erkennen, dass sich der Kühlkörper 135 im Bereich des Bauelements 120 konisch aufweitet, um möglichst vollflächig an dessen Anlagefläche anzuliegen. Zwischen Elementen des Kühlkanals 130 können Dichtmittel 305 vorgesehen sein. Der Kühlkanal 130 kann das in 2 dargestellte Leichtmetall-Element und eine Abdeckung 185 umfassen, zwischen denen ein Dichtmittel 305 vorgesehen ist. Weiteres Dichtmittel 305 kann zwischen dem Leichtmetall-Element und dem Einsatz 220 vorgesehen sein. Der Einsatz 220 kann mittels einer oder mehreren Schrauben 310 mechanisch am Kühlkanal 130 befestigt sein.
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Die Einrichtung 165 ist vorliegend nicht durch ein elastisches Element 170 gebildet, sondern umfasst bevorzugt eine von einer Außenseite des Kühlkanals 130 aus erreichbare Justageeinrichtung 165, die mit Bezug auf 5 genauer beschrieben wird.
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5 zeigt eine Justageeinrichtung 165 für ein Kühlsystem 110. In einer Begrenzungswand des Kühlkanals 130, insbesondere im Bereich der oben erwähnten Abdeckung 185, kann ein Einsatz 505 vorgesehen sein, der insbesondere mittels Presssitz an diesem angebracht sein kann. Der Einsatz 505 weist eine axiale Ausnehmung 510 auf, die ein Gewinde trägt, in die eine Schraube 515 von außen axial eingedreht werden kann. Dabei drückt die Schraube 515 axial auf einen Glaskörper 520, der insbesondere als Glaskugel ausgeführt sein kann. Eine radiale Innenseite der Ausnehmung 510 ist im Bereich des Glaskörpers 520 mit einer Beschichtung 525 ausgekleidet, die beispielsweise aus reinem Gold galvanisch oder auf andere Weise am Einsatz 505 aufgebracht sein kann. Die Ausnehmung 510 ist derart bemessen, dass der Glaskörper 520, wenn er durch die Ausnehmung 510 bewegt wird, eine hermetische Verbindung mit der Beschichtung 525 eingeht.
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Auf einer Innenseite des Kühlkanals 130 kann der Glaskörper 520 unmittelbar auf den Kühlkörper 135, oder auf ein zwischenliegendes elastisches Element 170 drücken. Eine Anlagefläche des Glaskörpers 520 ist bevorzugt sphärisch ausgeführt, sodass der Kontakt im Wesentlichen punktförmig ist. Dadurch kann eine axiale Kraft auf den Kühlkörper 135 ausgeübt werden; gleichzeitig kann ein Verkippen des Kühlkörpers 135 ermöglicht sein.
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Eine axial auf den Glaskörper 520 wirkende Kraft kann ca. 500 N betragen; bei abgestimmten Geometrien und Werkstoffen können bereits 300 N ausreichen. Der Glaskörper 520 kann mittels eines Einpresstempels in die Aussparung 510 eingesetzt werden, bevor er mittels der Schraube 515 genau positioniert wird. Der Glaskörper 520 ist mittels Reibung am Einsatz 505 gehalten; durch eine beim Einpressen des Glaskörpers 520 plastisch deformierte Beschichtung 525 kann fluide Dichtheit hergestellt sein. Der Glaskörper 520 kann einen Nenndurchmesser von ca. 4 mm aufweisen. Die Schraube 515 kann einen größeren Durchmesser aufweisen und beispielsweise als M5-Schraube ausgeführt sein. Die Ausnehmung 510 weist bevorzugt ein Untermaß zwischen ca. 0,02 mm und ca. 0,05 mm, bevorzugt ca. 0,03 mm zum Durchmesser des Glaskörpers 520 auf.
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Der Einsatz 505 kann aus einer Legierung mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten von typischerweise ca. 5 ppm / K herstellbar sein. Ein solches Material ist unter der Bezeichnung Kovar bekannt. Leichtmetall ist üblicherweise aufgrund seines Elastizitätsmoduls weniger gut geeignet. Zwischen der Beschichtung 525 und dem Einsatz 505 kann eine Grundierungsschicht vorgesehen sein, beispielsweise unter Verwendung von Nickel. Die Beschichtung kann eine Dicke von ca. 2 bis ca. 8 µm aufweisen. Die Beschichtung 525 bildet bevorzugt eine Dicke von ca. 1 - 3 µm und kann beispielsweise galvanisch aufgetragen werden. Der Glaskörper 520 kann aus einem optischen Glas wie 8800R, BK7 oder einer LaSF Glas-Sorte herstellbar sein. Der Glaskörper 520 und die korrespondierende Anlagefläche des Kühlkörpers können eine hohe Oberflächengüte aufweisen, um eine gegenseitige laterale Verschiebbarkeit zu verbessern.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zur Herstellung eines Systems 100. In einem ersten Schritt 605 können eine oder mehrere Lamellen 180 am Kühlkörper 135 angebracht und positioniert werden.
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In einem Schritt 610 kann das Dichtmittel 155 am Kühlkörper 135 oder dem Kühlkanal 130 angebracht werden. Außerdem kann optional die Einrichtung 165 oder ein Teil davon, insbesondere das elastische Element 170, am Kühlkörper 135 oder am Kühlkanal 130 angebracht werden. In einer Ausführungsform wird der Kühlkörper 135 außerdem an einem Abschnitt des Kühlkanals 130 angebracht, insbesondere am Einsatz 220.
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In einem Schritt 615 kann der Kühlkörper 135 in den Kühlkanal 130 eingesetzt werden. Der Kühlkanal 130 kann in einem Schritt 620 verschlossen werden, beispielsweise durch eine Abdeckplatte.
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In einem Schritt 625 kann die Baugruppe 105 entweder unmittelbar am Kühlkanal 130, oder an der Abdeckung 185 angebracht werden. In diesem Schritt kann auch eine axiale Anpresskraft zwischen dem Kühlkanal 130 und dem Kühlkörper 135 bewirkt werden, um den Kühlkörper 135 axial gegen das Bauelement 120 zu pressen. In einer Ausführungsform wird die Anpresskraft durch das Anbringen der Baugruppe 105 am Kühlkanal 135 bewirkt, insbesondere durch das elastische Element 170. In einer anderen Ausführungsform kann die Anpresskraft insbesondere mittels der Justageeinrichtung 165 bewirkt werden, nachdem die Baugruppe 105 am Kühlkanal 135 montiert ist. In einem Schritt 630 kann die Abdeckung 185 am Kühlkanal 130 angebracht werden, um die Baugruppe 105 abzudecken.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 105
- Baugruppe
- 110
- Kühlsystem
- 115
- Platine
- 120
- Bauelement
- 125
- Kühlfluid
- 130
- Kühlkanal
- 135
- Kühlkörper
- 140
- Aussparung
- 145
- Längsachse
- 150
- thermisches Leitmaterial
- 155
- Dichtmittel (O-Ring)
- 160
- Vertiefung
- 165
- Einrichtung zur Ausübung einer axialen Kraft
- 170
- elastisches Element
- 175
- Halterung
- 180
- Lamelle
- 185
- Abdeckung
- 205
- erster Anschluss
- 210
- zweiter Anschluss
- 215
- Führungselement
- 220
- Einsatz
- 305
- Dichtmittel
- 310
- Schraube
- 505
- Einsatz
- 510
- Ausnehmung
- 515
- Schraube
- 520
- Glaskörper
- 525
- Beschichtung
- 600
- Verfahren
- 605
- Lamellen an Kühlkörper anbringen
- 610
- elastisches Element und Dichtmittel anbringen
- 615
- Kühlkörper in Kühlkanal einsetzen
- 620
- Kühlkanal verschließen
- 625
- Baugruppe an Abdeckung anbringen
- 630
- Abdeckung am Kühlkanal anbringen
