DE19700432A1

DE19700432A1 - Verfahren zum Herstellen von Kühlkörpern sowie nach dem Verfahren hergestellte Kühlkörper

Info

Publication number: DE19700432A1
Application number: DE1997100432
Authority: DE
Inventors: Klaus Schell
Original assignee: SWG METALLVERARBEITUNG und MON
Current assignee: SWG METALLVERARBEITUNG und MON
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1998-07-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kühlkörpern für elektrische und/oder elektronische Bauteile sowie nach dem Verfahren hergestellte Kühlkörper.

Gemäß dem Stand der Technik (DE 94 12 460 U1) werden stanztechnisch hergestellte Kühlbleche, welche eine Mäanderform oder eine U-Form aufweisen, mit Stegteilen der Mäanderform oder mit der Grundfläche des U-Profils in Nuten von Grundprofilen (Grundkörpern) angeordnet. Die Schenkel des U-Profils bilden hierbei jeweils ein Kühl blech. In dem U-Profil werden Preßeinlagen, vorzugsweise in Form von Runddrähten, angeordnet. Diese Preßeinlagen werden durch einen ausgeübten enorm hohen Druck derart verformt, daß sich die Kühlbleche in den Nuten der Grund profile festsetzen. Die gleiche Vorgehensweise wird bei der mäanderförmigen Ausbildung der Kühlbleche praktiziert.

Dieses zum Stand der Technik gehörende Verfahren hat den Nachteil, daß durch die enorm hohen Preßkräfte, die erforderlich sind, um einen Festsitz der Kühlbleche in den Nuten der Grundprofile zu erreichen, zusätzlich Verfor mungen der Grundprofile auftreten, welche nicht erwünscht sind. Die Grundprofile müssen zum Beispiel nämlich auf der den Kühlblechen gegenüberliegenden Seite eine plane Fläche aufweisen, auf der die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile angeordnet werden. Diese plane Fläche darf die vom Endverbraucher geforderten Toleranzen nicht überschreiten. Dieses gilt auch für die zum Teil an verschiedenen Seiten des Kühlkörpers angeordneten Bohrbilder, die der Aufnahme der Wärmequellen oder sonstiger Montageeinheiten oder Gerätschaften dienen.

Dadurch, daß sich bei dem zum Stand der Technik gehörenden Herstellungsverfahren die Grundprofile ver formen, können die geforderten Toleranzen nur durch eine aufwendige Nacharbeit eingehalten werden. Diese Nacharbeit besteht häufig darin, daß eine zerspanende Nacharbeit nach der Endmontage vorgenommen werden muß, was darüber hinaus einen zusätzlichen Waschvorgang nach der Endmontage erfor dert. Darüber hinaus ist eine Spanfreiheit am Endprodukt nicht auf jeden Fall gewährleistet.

Weiterer Nachteil des zum Stand der Technik gehörenden Herstellungsverfahrens ist, daß ein gleichmäßiger und form schlüssiger Festsitz der Kühlrippenbleche in dem Grund körper nicht erreichbar ist.

Damit der Festsitz erhöht wird, ist gemäß dem zum Stand der Technik gehörenden Herstellungsverfahren vorge sehen, die Nuten in dem Grundkörper schwalbenschwanzförmig auszubilden. Hierbei tritt aber der Nachteil auf, daß beim Festpressen der Kühlbleche Verformungen der Kühlbleche auf treten, derart, daß eine Parallelität oder annähernde Par allelität der Kühlbleche nicht mehr eingehalten ist. Dadurch, daß die Nuten schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und die Kühlbleche in den Nuten festgepreßt werden, treten beim Preßvorgang häufig ungewollte Verformungen der Schenkel der U-förmig ausgebildeten Kühlbleche auf. Beispielsweise neigen sich die Kühlbleche während des Preßvorganges nach innen.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen von Kühlkörpern anzugeben, bei dem mit geringeren Preßkräften gearbeitet werden kann bei gleichzeitiger Verbesserung des Festsitzes der Kühlbleche in dem Grundkörper.

Dieses technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 2 sowie die Merkmale des Anspruches 4 gelöst.

Dadurch, daß in den Nuten des Grundkörpers (Grund profiles) wenigstens eine weitere Verriegelungsnut vorge sehen ist, in die sich das Kühlblech oder die Kühlbleche beim Preßvorgang festsetzen können, ist eine Montage der Teile mit einer erheblich verringerten Preßkraft möglich. Darüber hinaus wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein besserer Festsitz der Kühlrippen im Grundprofil dadurch erreicht, daß das U-Profil des Kühlbleches nach dem Ver formen der Preßeinlagen sich formschlüssig oder annähernd formschlüssig in den Verriegelungsnuten festsetzt und dort gehalten wird.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist etwa nur noch die Hälfte der bisherigen Preßkraft notwendig, um einen funktionsfähigen Kühlkörper herzustellen. Dieses hat neben dem geringeren technischen Aufwand den Vorteil, daß die geforderten Profiltoleranzen ohne Nacharbeit einge halten werden können.

Dadurch, daß eine wesentlich geringere Preßkraft erforderlich ist, kann erfindungsgemäß aber auch die doppelte Anzahl der Kühlbleche je Preßvorgang festgepreßt werden. Dieses ist ohne Verformung des Grundprofils mög lich, wenn beispielsweise in einem Preßvorgang sämtliche Kühlbleche festgepreßt werden können, da hierbei eine gleichmäßige Preßkraft auf das gesamte Grundprofil ausgeübt wird und somit die gemäß dem Stand der Technik auftretenden Verformungen beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf treten.

Die Verriegelungsnuten sind im Querschnitt vorzugs weise kreisbogenförmig oder annähernd kreisbogenförmig, dreieckförmig, schwalbenschwanzförmig, rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, andere Querschnittsformen zu wählen.

Die Preßeinlage besteht vorzugsweise aus einem leichten Aluminium-Runddraht. Es ist aber auch möglich, flache oder eckige Drähte oder auch sonstige Preßeinlagen aus anderen, vorzugsweise leicht verformbaren, Materialien zu verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf:

a) besserer Festsitz der Kühlbleche;
b) zusätzliche Verkrallung in den Verriegelungsnuten;
c) gute Formschlüssigkeit;
d) mehrfache Sicherheit der geforderten Auszugskräfte, beispielsweise 25 kg/cm;
e) Parallelität der Kühlrippen;
f) Einhalten der Toleranzen ohne Nacharbeit;
g) keine zerspanende Nacharbeit nach der Endmontage;
h) kein Waschvorgang nach der Endmontage;
i) Gewährleistung von Spanfreiheit am Endprodukt.

Darüber hinaus wird aus folgenden Gründen eine Kostensparnis erreicht:

a) weniger Energieaufwand durch Halbierung der Preßkraft;
b) doppelte Anzahl der Kühlbleche je Preßvorgang;
c) kein Kontrollaufwand für Nachweis der Auszugskräfte;
d) kein Nachrichten der Parallelität der Kühlrippen;
e) kein Nachrichten der Grundprofile;
f) keine zusätzliche Zerspanung nach der Endmontage;
g) Einsparung des Waschvorgangs nach der Endmontage;
h) Einsparung eines Verpackungsvorganges, da das Produkt bei der Endmontage direkt verpackt werden kann;
i) Einsparung bei der Forderung der Spanfreiheit;
j) Einsparung durch die Senkung des Reklamationsrisikos.

Vorzugsweise stimmen die Mittelachsen der Preßeinlage, beispielsweise in Form eines Drahtes, und der wenigstens einen seitlichen Verriegelungsnut überein, so daß eine reibungslose Fertigung der Verbindung von Grundkörper und Kühlblech gewährleistet ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unter ansprüchen entnommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Grundprofil mit Kühlblechen in Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines U-förmig ausgebildeten Kühlbleches;

Fig. 3 ein geändertes Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 ein geändertes Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 ein geändertes Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 ein Grundprofil mit mäanderförmigen Kühl blechen in Ansicht.

Fig. 1 zeigt ein Grundprofil (1), an welchem Kühl bleche (2, 3, 4, 5) angeordnet sind. Die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) sind jeweils paarweise zueinander U-förmig ausge bildet und in Nuten (6, 7) des Grundprofiles (1) ange ordnet.

Zum Fixieren der Kühlblechpaare (2, 3; 4, 5) sind zwischen den U-förmig ausgebildeten Kühlblechpaaren (2, 3; 4, 5) Preßeinlagen (8, 9) angeordnet.

Gemäß Fig. 2 ist die Preßeinlage (8) als Runddraht ausgebildet. Durch Ausüben eines Druckes in Richtung des Pfeils (A) setzen sich die U-förmig ausgebildeten Kühl bleche (2, 3) in der Nut (6) fest. Hierbei werden die Kühlbleche (2, 3) derart verformt, daß sie von Verriege lungsnuten (10, 11) formschlüssig aufgenommen werden. Hierdurch und durch den zusammengepreßten Runddraht (8a) werden die Kühlbleche (2, 3) in dem Grundkörper (1) fixiert.

Gemäß Fig. 3 sind in der Nut (6) des Grundkörpers (1) im Querschnitt dreieckförmig ausgebildete Verriegelungs nuten (12, 13) vorgesehen. Die Kühlbleche (2, 3) verformen sich in Richtung der Verriegelungsnuten (12, 13) und sind auf diese Art und Weise in der Nut (6) in dem Grundkörper (1) fixiert.

Gemäß Fig. 4 sind in der Nut (6) des Grundkörpers (1) Verriegelungsnuten (14, 15) vorgesehen, welche einen recht eckförmigen Querschnitt aufweisen.

Gemäß Fig. 5 sind in der Nut (6) des Grundkörpers (1) Verriegelungsnuten (16, 17) vorgesehen, welche im Quer schnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind.

Gemäß Fig. 6 ist in den Nuten (6, 7) des Grundkörpers (1) ein mäanderförmig ausgebildetes Kühlblech (18) angeordnet. Das Kühlblech (18) ist mit den Mäanderenden (19, 20) in den Längsnuten (6, 7; 21, 22) mittels der Preßeinlagen (8, 9) fest angeordnet.

Bezugszeichenliste

1

Grundkörper (Grundprofil)

2,

3

,

4

,

5

Kühlbleche

6,

7

Nuten

8,

8

a,

9

Preßeinlagen

10,

11

Verriegelungsnuten

12,

13

Verriegelungsnuten

14,

15

Verriegelungsnuten

16,

17

Verriegelungsnuten

18

Kühlblech

19,

20

Mäanderenden

21,

22

Verriegelungsnuten
A Pfeil

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Kühlkörpern für elektrische und/oder elektronische Bauteile, welche einen Grundkörper und an dem Grundkörper angeordnete Kühlbleche aufweisen, bei dem die Kühlbleche im wesentlichen parallel zueinander und im Abstand voneinander in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Grundkörper verbunden sind, wobei die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente an dem Kühlkörper angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) U-förmig ausgebildet sind, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) mit der Grundseite des U-Profiles in Nuten (6, 7) des Grundkörpers (1) eingesetzt werden, daß wenigstens eine Preßeinlage (8, 9) zwischen Schenkeln je eines U-Profils der Kühlbleche (2, 3; 4, 5) angeordnet wird, daß auf die wenigstens eine Preßeinlage (8, 9) ein Druck ausgeübt wird, derart, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) sich in Richtung wenigstens einer Verriegelungsnut (10 bis 17) verformen und sich in der Nut (6, 7) des Grundkör pers (1) festsetzen.

2. Verfahren zum Herstellen von Kühlkörpern für elektrische und/oder elektronische Bauelemente, welche einen Grundkörper und an dem Grundkörper angeordnete Kühl bleche aufweisen, wobei die elektrischen und/oder elek tronischen Bauelemente an dem Grundkörper angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) zu einer einstückigen Bauein heit zusammengefaßt sind, die aus einem Band besteht, das mäanderförmig und serpentinenförmig gebogen ist, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) mit den Mäander-Enden oder den Stegteilen in Längsnuten (6, 7) des Grundkörpers (1) ein gesetzt werden, daß wenigstens eine Preßeinlage (8, 9) auf den Stegteilen angeordnet wird, daß auf die Preßeinlage (8, 9) ein Druck ausgeübt wird, derart, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) sich in Richtung der wenigstens einen Verriege lungsnut (10 bis 17) verformen und sich in der wenigstens einen Verriegelungsnut (10 bis 17) und der Nut (6, 7) des Grundkörpers (1) festsetzen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche (2, 3; 4, 5) derart verformt werden, daß sie nach dem Verformen formschlüssig oder annähernd form schlüssig in der wenigstens einen Verriegelungsnut (10 bis 17) angeordnet sind.

4. Kühlkörper hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nuten (6, 7) des Grundkörpers (1) (Grundprofiles) jeweils wenig stens eine Verriegelungsnut (10 bis 17) vorgesehen ist.

5. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Verriegelungsnut (10 bis 17) in den Seitenbereichen der Nuten (6, 7) des Grundkörpers (1) vor gesehen ist.

6. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Verriegelungsnut (10 bis 17) in ihrem Längsverlauf parallel oder annähernd parallel zu einer Grundfläche der Nut (6, 7) des Grundkörpers (1) ange ordnet ist.

7. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Verriegelungsnut (10 bis 17) die gleiche Länge wie die Nuten (6, 7) des Grundkörpers (1) aufweist.

8. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnut (10, 11) im Querschnitt kreis bogenförmig oder annähernd kreisbogenförmig ausgebildet ist.

9. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Verriegelungsnut (14, 15) im Quer schnitt rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet ist.

10. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die wenigstens eine Verriegelungsnut (16, 17) im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist.

11. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die wenigstens eine Verriegelungsnut (12, 13) dreieckförmig ausgebildet ist.

12. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die wenigstens eine Preßeinlage (8, 9) als Draht ausgebildet ist.

13. Kühlkörper nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Draht einen runden, eckigen oder flach ausgebildeten Querschnitt aufweist.

14. Kühlkörper nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Preßeinlage (8, 9) aus einem leicht verformbaren Material besteht.

15. Kühlkörper nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Preßeinlage (8, 9) aus Aluminium besteht.

16. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kühlkörper aus thermisch gut leitfähigem Material besteht.

17. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kühlkörper aus Aluminium besteht.