DE202005003991U1 - Spring mounted, fanless cooling system with heat convection tube for electric and electronic components, mainly of computer processors and electronic modules, with finned or lamellar cooler(s) and adaptor system receiving heat - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein gefedert gelagertes lüfterloses Kühlsystem mit Wärmeleitrohr zur Kühlung von wärmeabgebenden elektrischen und elektronischen Bauteilen insbesondere von Computerprozessoren oder Leistungselektroniken mit einem und/oder mehreren Wärmeleitrohren sowie deren Adaptersystemen zur Aufnahme der wärmeaufnehmenden Enden, wobei die Adapter zur Wärmekopplung aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Graphit und/oder deren Legierungen hergestellt sind und einem und/oder mehreren Finnen- und/oder Lamellen-Kühlkörper, die aus einen und/oder mehreren nacheinander angeordneten Finnen und/oder Lamellen bestehen, die aus Aluminium und/oder Kupfer und/oder Graphit und/oder deren Legierungen und/oder aus Aluminium-Kupfer-Verbundwerkstoff und/oder aus verkupfertem Aluminium hergestellt sind und an den wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre angebracht sind und wobei der und/oder die Finnen- und/oder Lamellen-Kühlkörper eine ausgezeichnete Wärmeaufnahme sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch Konvektion aufweisen und innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses angeordnet sind und wobei das wärmeaufnehmende Ende der Wärmeleitrohre mit dem Adaptersystem fest und/oder federnd auf dem elektronischen Bauteil und/oder Prozessor gelagert ist und ein und/oder mehrere Wärmeleitrohre am Ende und/oder einem Zwischenstück des Wärmeleitrohres fest und/oder federnd gelagert am Gehäuse und/oder einer Befestigungseinheit angeordnet sind.The The present invention relates to a spring-mounted fanless cooling system with heat pipe for cooling of exhaling heat electrical and electronic components, in particular of computer processors or power electronics with one and / or more heat pipes and their adapter systems for receiving the heat-absorbing ends, wherein the adapters for heat coupling of copper and / or aluminum and / or graphite and / or their alloys are manufactured and one and / or more fin and / or fin heat sink, the one and / or more consecutively arranged fins and / or Lamellae consist of aluminum and / or copper and / or graphite and / or their alloys and / or aluminum-copper composite material and / or made of copper-clad aluminum and attached to the exoergic Ends of the heat pipes are mounted and wherein the and / or the fin and / or finned heat sink a excellent heat absorption and excellent heat dissipation by convection and inside and / or outside of the housing are arranged and wherein the heat-absorbing End of the heat pipes with the adapter system fixed and / or resilient on the electronic Component and / or processor is stored and one and / or more Heat pipes at the end and / or an intermediate piece of the heat pipe fixed and / or spring-mounted on the housing and / or a fastening unit are arranged.
Viele elektronische Bauelemente, insbesondere CPU-Prozessoren und Leistungselektroniken arbeiten in einem begrenzten Temperaturbereich und zeigen Fehlfunktionen, wenn die Temperatur außerhalb dieses Bereichs liegt. Außerdem erzeugen sie Wärme während ihres Betriebes. Um nun die richtige Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten muss die während des Betriebs der elektronischen Bauelemente erzeugte Wärme abgeführt werden.Lots electronic components, in particular CPU processors and power electronics work in a limited temperature range and show malfunction, if the temperature is outside this area lies. Furthermore they generate heat while their business. In order to maintain the correct operating temperature must be during the the heat generated by the operation of the electronic components are dissipated.
Zur Kühlung von wärmeerzeugenden Bauteilen von elektrischen und elektronischen Komponenten sind eine Vielzahl von Kühlvorrichtungen bekannt. Vor allem werden die Bauteile durch thermischen Anschluss eines Kühlkörpers aus Aluminium oder Aluminiumlegierung an das wärmeerzeugende Teil gekühlt. Da jedoch Aluminium eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, ist die Wärmeableitung unzureichend, so dass kein ausreichender Kühleffekt erzielt wird.to cooling of heat-producing Components of electrical and electronic components are one Variety of cooling devices known. Above all, the components are thermally connected a heat sink Aluminum or aluminum alloy cooled to the heat-generating part. There however, aluminum has a low thermal conductivity has, is the heat dissipation insufficient so that a sufficient cooling effect is not achieved.
So
ist in
In
Die meisten Kühlvorrichtungen für Prozessoren und Leistungselektroniken basieren auf einem Aluminiumkühlkörper mit Rippen und angeflanschtem Lüfter. Kühlkörper aus Kupfer wären von der Wärmeleitung her wesentlich besser, sie sind jedoch sehr schwer und teuer. Des weiteren sind Kühlkörper aus Aluminium mit Kupferkern, z. B. geschraubte Kupferplatte auf Aluminiumkühlkörper oder Extrusionsprofil aus Aluminium mit Kupfer-Inlet u. a. bekannt, wobei das Kupfer im Innern für eine bessere Wärmeableitung sorgt und das Aluminium für einen guten Übergang an die Luft zuständig ist. Hier sind immer Aluminiumkühlkörper mit Lüftern im Einsatz. Nachteilig ist auch hier der Einsatz von Lüftern.The most cooling devices for processors and power electronics are based on an aluminum heat sink with Ribs and flanged fan. Heat sink off Copper would be from the heat conduction Much better, but they are very heavy and expensive. Of others are heat sink off Aluminum with copper core, z. B. screwed copper plate on aluminum heat sink or Extrusion profile made of aluminum with copper inlet u. a. known, where the copper inside for a better heat dissipation ensures and the aluminum for a good transition responsible for the air is. Here are always aluminum heat sink with fans in use. Another disadvantage is the use of fans.
Zur Kühlung der elektronischen Komponenten sind weitere zahlreiche Kühlkörper aus Aluminium mit und/oder ohne Lüfter vorgeschlagen und entwickelt worden. Nachteilig bei diesen Lösungen ist zum einen der Geräuschpegel sowie die begrenzte Lebensdauer der Lüfter. Außerdem benötigt diese Art der Kühlung einen großen Platzbedarf, ist in ihrer Herstellung sehr teuer und lässt die abgeführte Wärme mittels Konvektion im Gehäuse, so dass weitere Lüfter zur Wärmeabfuhr der entstehenden Wärme aus dem Gehäuse heraus erforderlich sind. Des weiteren sind Kühler mit in den Kühlrippen integrierten Flüssigkeitskühlern und Lüftern bekannt. Nachteilig bei diesen Kühlern ist, dass, dadurch dass der Flüssigkeitskühler eine bestimmte Länge zur einwandfreien Funktion benötigt, diese aber bei den bekannten Kühlern nicht realisierbar, es nicht möglich ist, die kalte Zone des Flüssigkeitskühlers auch kalt zu halten. Denn der Kühlblock des Kühlers wird schnell warm und der Lüfter kühlt die Kühlrippen noch schlechter ab. Die kalte Zone erwärmt sich somit und der gewünschte Effekt bleibt aus. Auch diese Kühler benötigen Lüfter zur Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse heraus.to cooling The electronic components are more numerous heatsinks made Aluminum with and / or without fan been proposed and developed. A disadvantage of these solutions is the one of the noise levels as well as the limited life of the fans. In addition, this type of cooling requires one huge Required space, is very expensive in their production and leaves the dissipated Heat by means of Convection in the housing, leaving more fans for heat dissipation the resulting heat the housing are required out. Furthermore, coolers are in the cooling fins integrated liquid coolers and fans known. A disadvantage of these coolers is that, in that the liquid cooler a certain length needed for proper function, but these in the known coolers not realizable, it is not possible is, the cold zone of the chiller too to keep cold. Because the cooling block the radiator gets hot quickly and the fan that cools cooling fins even worse off. The cold zone thus heats up and the desired effect Stay off. Also these coolers need Fan for heat dissipation out of the case out.
In
Desweiteren sind Kühlkörper bekannt, bei denen eine Finne fest mit dem Gehäuse und/oder der Befestigungseinheit verbunden ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass sich das Adaptersystem nicht dicht und spaltfrei auf dem Prozessor befestigen lässt, da aufgrund von Fertigungstoleranzen die Finne nicht immer denselben Abstand zum Befestigungspunkt aufweist.Furthermore are heat sinks known where a fin is stuck to the housing and / or the mounting unit connected is. The disadvantage of this solution is that the adapter system not tight and gap-free fix on the processor, since due to manufacturing tolerances, the Finn is not always the same Distance from the attachment point has.
Dadurch, dass die wärmeerzeugenden Bauteile immer mehr verkleinert werden und immer mehr Wärme erzeugen, die abgeführt werden muss liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gefedert gelagertes lüfterloses Kühlsystem mit Wärmeleitrohr der eingangs genannten Art zu schaffen, das es erlaubt, die in den elektrischen und elektronischen Bauteilen entstehende Wärme ohne Lüfter abzuführen und ohne Lüfter mit einem Kühlkörper mit ausgezeichneten Wärmeabstrahlungseigenschaften an die Umgebung abzugeben, wobei der Kühlkörper in seinen Abmessungen klein gehalten wird und das in seiner Herstellung äußerst preiswert ist und kein hohes Gewicht aufweist.Thereby, that the heat-producing Components are getting smaller and smaller and producing more and more heat, the dissipated must be the invention is the object of a spring stored fanless cooling system with heat pipe of to create the aforementioned type, which allows in the electrical and dissipate heat generated by electronic components without fan and without fan with a heat sink with excellent heat radiation properties To give to the environment, the heat sink in its dimensions is kept small and in its production extremely inexpensive is and does not have a high weight.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist also vorgesehen, dass ein und/oder mehrere Finnen- und/oder Lamellen-Kühlkörper, die aus einer und/oder mehreren nacheinander angeordneten Finnen und/oder Lamellen bestehen, die aus Aluminium und/oder Kupfer und/oder Graphit und/oder deren Legierungen und/oder Aluminium-Kupfer-Verbundwerkstoff und/oder aus verkupfertem Aluminium hergestellt sind und die Finnen und/oder Lamellen Bohrungen und/oder Durchbrüche mit/oder ohne Ränder aufweisen und so auf die wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre aufgefädelt sind und innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, und dass das und/oder die wärmeaufnehmenden Ende der Wärmeleitrohre mittels ein- und/oder mehrteiligen Adaptersystemen, die aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Graphit und/oder deren Legierungen hergestellt sind, dicht und spaltfrei mittels festen und/oder gefederten Spannsystemen auf die wärmeabgebenden elektrischen und elektronischen Bauteilen und/oder auf die Bauteile gepresst werden und das wärmeabgebende Ende und/oder ein Zwischenstück eines und/oder mehrerer Wärmeleitrohre fest und/oder mittels gefederten Elementen am Gehäuse befestigt sind, wobei entweder das Element am Gehäuse gefedert gelagert befestigt ist, oder das Wärmeleitrohr im Element federnd gelagert ist.These The object is achieved with the features of claim 1. in this connection Thus, it is envisaged that one and / or more Finns and / or Slat heatsink, the from one and / or several successively arranged fins and / or Lamellae consist of aluminum and / or copper and / or graphite and / or their alloys and / or aluminum-copper composite material and / or are made of copper-plated aluminum and the fins and / or Slats holes and / or openings with or without edges and so on the heat-emitting Ends of the heat pipes threaded are inside and / or outside of the housing are arranged, and that and / or the heat-absorbing end of the heat pipes by means of single and / or multi-part adapter systems made of copper and / or aluminum and / or graphite and / or their alloys are tight and gap-free by means of fixed and / or sprung clamping systems on the heat-emitting electrical and electronic components and / or on the components be pressed and the heat-emitting End and / or an intermediate piece one and / or more heat pipes firmly and / or are secured by means of sprung elements on the housing, either the element on the housing mounted sprung mounted, or the heat pipe in the element resilient is stored.
Eine einfache bevorzugte Ausführung der Erfindung weist einen Kühler mit einer und/oder mehreren nacheinander angeordneten Finnen und/oder Lamellen aus verkupfertem Alunmium aus, wobei die Finnen Bohrungen mit Rändern für die Befestigung auf den Wärmeleitrohren aufweisen und am wärmeabgebendem Ende der Wärmeleitrohre angeordnet sind. Das wärmeaufnehmende Ende des Wärmeleitrohres wird mittels eines Adaptersystems an dem wärmeabgebenden elektrischen oder elektronischen Bauteiles befestigt, wobei das Adaptersystem dem Bauteil angepasst ist und mittels Spannklammern, Schrauben und/oder speziellen Spannvorrichtungen o. ä. Komponenten federnd am Bauteil angeordnet ist. Das Wärmeleitrohres ist vor den Lamellen in einem Befestigungselement mittels eines elastischen Elementes federnd gelagert, wobei das Befestigungselement am Gehäuse befestigt wird. Dabei ist der Kühler innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse weist in einer und/oder mehreren Seitenwänden und/oder Deckel und/oder Boden Öffnungen für eine Konvektionskühlung auf.A simple preferred embodiment The invention has a radiator with one and / or several successively arranged fins and / or fins made of copper-plated alunmium, with the fin holes drilled with edges for attachment the heat pipes and at the heat-emitting End of the heat pipes are arranged. The heat-absorbing End of the heat pipe is by means of an adapter system to the heat-emitting electrical or electronic components attached, the adapter system the component is adapted and by means of clamps, screws and / or special clamping devices o. Ä. Components resiliently on the component is arranged. The heat pipe is in front of the slats in a fastener by means of a elastic element resiliently mounted, wherein the fastening element on the housing is attached. This is the cooler inside the case arranged. The housing has in one and / or more side walls and / or cover and / or Bottom openings for a convection cooling up.
Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch externes Anordnen des Kühlers am Gehäuse erreicht.A significant improvement of heat transfer is achieved by externally locating the radiator on the housing.
Günstig für die Herstellung wirkt sich aus, wenn die Finnen aus einem Aluminium-Kupfer-Verbundwerkstoff hergestellt sind.Cheap for the production affects if the fins are made of an aluminum-copper composite are made.
Für die Montage ist eine bevorzugte Ausführung vorteilhaft, die vorsieht, dass das wärmeabgebende Ende des Wärmeleitrohres beweglich in Richtung Wärmeleitrohr in einem gefedertem Befestigungselement integriert ist, wobei das gefederte Befestigungselement am Gehäuse angeordnet ist. Als Federelement kommen Druck- und/oder Zug- und/oder Blattfeder und/oder elastische Federelemente zum Einsatz.For the assembly is a preferred embodiment advantageous, which provides that the heat-emitting end of the heat pipe movable in the direction of the heat pipe is integrated in a sprung fastener, wherein the sprung fastener is disposed on the housing. As a spring element come pressure and / or tension and / or leaf spring and / or elastic Spring elements used.
Günstig für die Wärmeübertragung vom wärmeabgebenden Ende des Wärmeleitrohres auf den Kühler wirkt sich aus, wenn die Finnen mit den Wärmeleitrohren mittels eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen, Heißdampflöten oder Kleben verbunden werden.Cheap for heat transfer from the heat-emitting End of the heat pipe on the radiator affects when the fins with the heat pipes by means of a the method brazing, soldering, diffused Bonding, welding, Shed, Pour in, Hot steam flutes or Bonding be connected.
Günstig für die Wärmeübertragung vom wärmeaufnehmenden Ende des Wärmeleitrohres auf den Adapter wirkt sich aus, wenn der Adapter mit den Wärmeleitrohren mittels eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen, Heißdampflöten oder Kleben verbunden werden.Cheap for heat transfer from the heat-absorber End of the heat pipe on the adapter affects when the adapter with the heat pipes using one of the methods brazing, soft soldering, diffused bonding, Welding, casting, pouring, hot steaming or Bonding be connected.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with reference closer to the drawings explained. Show it:
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Claims (21)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102013010867A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Protonet GmbH | Housing, heat sink and method for producing a heat sink for cooling electrical and / or electronic components |
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2005
- 2005-03-12 DE DE200520003991 patent/DE202005003991U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102013010867A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Protonet GmbH | Housing, heat sink and method for producing a heat sink for cooling electrical and / or electronic components |
DE102013010867B4 (en) * | 2013-06-28 | 2015-11-12 | Protonet GmbH | Arrangement for cooling in a housing arrangeable electrical and / or electronic components and computer with such |
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