-
Die vorliegende Erfindung betrifft Kühlkörper-Module und insbesondere ein solches Kühlkörper-Modul, bei dem die Rippen des metallischen Basiskörpers eingepresst sind nach Einführung eines Z-förmigen Fußbereichs der Wärmeabfuhr-Rippen in entsprechende, abgestufte Kanäle des metallischen Basiskörpers wodurch eine Verbindungsfestigkeit sichergestellt wird.
-
Viele herkömmliche Kühlkörper weisen Kanäle auf, die auf einer unteren Wandung des metallischen Basiskörpers angesiedelt sind, um Wärmeabstrahlungs-Rippen zu befestigen bzw. zu montieren. Ein ähnlicher Aufbau ist in dem
US-Patent Nr. 6,571,859 offenbart, bei dem plattenförmige Kühlrippen von einer Basisplatte in Intervallen und näherungsweise parallel zueinander hervorstehen, wobei sie mit einer Verbindungs-Anschlussleiste in die Basisplatte hineinragen, in welcher sie eingossen sind. Das
US-Patent Nr. 5,014,776 offenbart eine wärmeabstrahlende Einheit, in welcher eine Anzahl von parallelen, flachen Rippen an mindestens einer Seite eines Basiskörpers angebracht sind und von dem Basiskörper hervorstehen. Die Rippen sind vor Ort eingepresst durch Deformation dazwischenliegender Grate, nachdem die Rippen in die Kanäle des Hauptkörpers eingeführt wurden.
-
Die Anwendung von Löttechnik, um Abstrahlungs-Rippen an einem Basiskörper mittels einer Lötpaste zu befestigen, ist nicht umweltfreundlich. Darüber hinaus sind in dem zuvor genannten herkömmlichen Aufbau die parallelen, flachen Rippen lediglich platzierend eingepresst durch Deformation der dazwischenliegenden Grate, nachdem die Rippen in die Kanäle auf dem Basiskörper eingesteckt worden sind. Dieses Verfahren erreicht nur eine 2-Punkt-Einklemmkraft, um jede flache Rippe an dem zugehörigen Kanal zu sichern. Falls die parallelen, flachen Rippen nicht exakt in die Kanäle eingeführt sind oder eine Vibration auftritt, wenn die parallelen, flachen Rippen an den Stellen durch Deformation der dazwischenliegenden Grate nach Einführung in die Kanäle eingepresst werden, können die flachen Rippen nicht alle in engem Kontakt mit den unteren Kanten der Kanäle gehalten werden, um dieselbe Höhe aufzuweisen. Falls die flachen Rippen nicht dieselbe Höhe nach der Installation aufweisen, wird die wärmeabstrahlende Einheit als ein defektes Produkt angesehen werden, und die flachen Rippen können vibrieren oder können sich von dem Baiskörper lösen.
-
Die US-Patentanmeldung Nr. 12/480,461, welche von dem Erfinder am 8. Juni 2009 (mit Prioritätsdatum 17. April 2009) angemeldet wurde, offenbart einen Kühlkörper-Aufbau, bei dem der metallische Basiskörper parallele Kanäle aufweist, die auf der oberen Wandung angeordnet sind, wobei erste Rippen von der oberen Wandung abstehen und jeweils entlang einer Seite eines jeden Kanales sich erstrecken, und wobei zweite Rippen von der oberen Wandung abstehen und sich jeweils entlang der anderen Seite eines jeden Kanals erstrecken, und wobei Abstrahlungs-Rippen jeweils in den Kanälen des metallischen Basiskörpers montiert sind und vertikal auf den zweiten Rippen gehalten werden; wobei jede Abstrahlungs-Rippe einen abgewinkelten Fußbereich aufweist, der in einen Kanal eingeführt ist und dort gesichert ist durch die zugehörige erste Rippe mittels Deformation der zugehörigen ersten Rippe über eine externe Kraft. Jedoch sind die Kanäle dieses vorbekannten Ausbaus flache Kanäle und die Einführungstiefe der abgewinkelten Fußbereiche der Abstrahlungs-Rippen ist begrenzt. Als Konsequenz daraus ist der Kontaktbereich zwischen den abgewinkelten Fußbereichen der Abstrahlungs-Rippen und der metallischen Basisplatte begrenzt. Außerdem, weil die ersten Rippen lediglich eine nach unten gerichtete Pressung auf die abgewinkelten Fußbereiche der Abstrahlungs-Rippen abgeben, wenn sie deformiert werden, könnte die Verbindung zwischen den deformierten ersten Rippen und den abgewinkelten Fußbereichen der Abstrahlungs-Rippen nicht fest genug sein. Deshalb ist eine Verbesserung in dieser Hinsicht erforderlich.
-
Die vorliegende Erfindung wurde unter den betrachteten Umständen geschaffen. Ein Kühlkörper-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Basiskörper, und eine Vielzahl von Wärmeabstrahlungs-Rippen, die an dem Basiskörper befestigt sind. Der Basiskörper umfasst eine Vielzahl von abgestuften Kanälen, die sich auf einer Oberfläche davon befinden und in paralleler Weise angeordnet sind, umfasst eine Vielzahl von ersten Rippen, die von der Fläche abstehen und sich entlang einer Seite eines jeden der abgestuften Kanäle erstrecken, und umfasst eine Vielzahl von zweiten Rippen, die von der Fläche abstehen und sich entlang einer gegenüberliegenden Seite eines jeden abgestuften Kanales erstrecken. Die Abstrahlungs-Rippen sind jeweils an den abgestuften Kanälen des Basiskörpers befestigt. Jede Wärmeabstrahlungs-Rippe weist ihr unteres Ende auf, das in einem Z-förmigen Fußbereich endet. Die Z-förmigen Fußbereiche der Abstrahlungs-Rippen sind jeweils in die abgestuften Kanäle des Basiskörpers eingeführt und dort gesichert durch die ersten Rippen und die zweiten Rippen des Basiskörpers, welche eingepresst sind, um die Z-förmigen Fußbereiche der Abstrahlungs-Rippen einzuklemmen, nachdem die Z-förmigen Fußbereiche der Abstrahlungs-Rippen in die abgestuften Kanäle eingeführt sind.
-
Weiterhin weist der Z-förmige Fußbereich einer jeden Abstrahlungs-Rippe einen Basisabschnitt und eine Stufe auf. Jede erste Rippe des Basiskörpers wird gekrümmt, nachdem die Z-förmigen Fußbereiche der Abstrahlungs-Rippen in die entsprechenden abgestuften Kanäle des Basiskörpers eingeführt sind, wobei ein horizontaler Pressbereich ausgebildet wird, der auf die Stufe des Z-förmigen Fußbereichs der zugehörige Abstrahlung-Rippe gepresst ist, und wobei ein vertikaler Pressbereich ausgebildet wird, der auf den Basisabschnitt der zughörigen Abstrahlungs-Rippe gepresst ist.
-
Weiterhin sind die zweiten Rippen des Basiskörpers jeweils gegen die Rückseite der Basis eines jeden Z-förmigen Fußbereichs der Abstrahlungs-Rippen gehalten, um die Basis eines jeden Z-förmigen Fußbereichs der Abstrahlungs-Rippen in Form zu halten, wenn die ersten Rippen während des Einpressens gekrümmt werden. Weiterhin werden die ersten Rippen und die zweiten Rippen miteinander fluchtend vor dem Einpressen gehalten.
-
Weiterhin kann der Basiskörper in Form eines rechteckigen Blockelements, eines hohl- zylindrischen Metallkörpers oder eines festen Metallzylinders ausgebildet sein.
-
Weiterhin können Wärmerohre fest in den Basiskörper und die Abstrahlungs-Rippen eingepasst sein, um Abwärme von dem Basiskörper zu den Wärmeabstrahlungs-Rippen zu übertragen. Weiterhin können, nachdem sie fest in den Basiskörper eingepasst worden sind, die heißen Enden der Wärmerohre fluchtend mit der unteren Wandung des Basiskörpers gehalten werden.
-
1 ist eine Schrägbild-Draufsicht eines Kühlkörper-Moduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Kühlkörper-Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Z-förmige Fußbereiche der metallischen Abstrahlungs-Rippen gezeigt werden, die jeweils in die abgestuften Kanäle des metallischen Basiskörpers vor dem Einpressen eingeführt sind.
-
3 ist eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung, die Einpressformen zeigt, die vor dem Einpressen in Position gebracht werden.
-
4 bezieht sich auf 3 und zeigt die Einpressformen, die gegen die ersten und zweiten Rippen des metallischen Basiskörpers gepresst sind.
-
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Kühlkörper-Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die ersten und zweiten Rippen, die in Verbindung mit den Z-förmigen Fußbereichen der metallischen Abstrahlungs-Rippen in den abgestuften Kanälen des metallischen Basiskörpers nach Einpressen gezwungen werden.
-
6 ist eine Schrägbild-Draufsicht des fertig gestellten Kühlkörper-Modul s gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
7 ist eine Schrägbild-Draufsicht einer alternativen Ausführungsform des Kühlkörper-Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
8 ist eine Ansicht von unten auf das Kühlkörper-Modul nach 7.
-
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils nach 8, wobei das verbindende Gefüge zwischen den Z-förmigen Fußbereichen der metallischen Abstrahlungs-Rippen und den Rippen des metallischen Basiskörpers dargestellt ist.
-
Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, umfasst ein Kühlkörper-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung einen Basiskörper 1 und eine Anzahl von metallischen Wärme abstrahlungs-Rippen 2.
-
Der metallische Basiskörper 1 weist abgestufte Kanäle 11 auf, die auf der oberen Wandung in paralleler Weise zueinander angesiedelt sind, weist eine Vielzahl von ersten Rippen 12 auf, die von der oberen Wandung abstehen und jeweils entlang einer Seite eines jeden abgestuften Kanals 11 sich erstrecken, und weist eine Vielzahl von zweiten Rippen 13 auf, die von der oberen Wandung abstehen und jeweils entlang der anderen Seite jedes der abgestuften Kanäle 11 sich erstrecken. Die ersten Rippen 12 und die zweiten Rippen 13 miteinander fluchtend r angeordnet.
-
Jede Abstrahlungs-Rippe 2 weist ein unteres Ende auf, das in einem Z-förmigen Fußbereich 21 endet. Die Z-förmigen Fußbereiche 21 der metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 sind geschaffen, um jeweils in die Kanäle 11 des metallischen Basiskörpers 1 eingeführt zu werden, und dann werden Einpressformen bzw. Gesenke 3 einer Einpressmaschine betrieben, um die ersten Rippen und die zweiten Rippen 13 des metallischen Basiskörpers 1 (siehe 3) einzupressen, wobei die ersten Rippen 12 deformiert werden und die ersten Rippen 12 gezwungen werden, einen nach unten gerichteten und lateralen Druck auf die Z-förmigen Fußbereiche 21 der metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 auszuüben gegen die unteren Fläche 111 der abgestuften Kanäle 11 (siehe 4), wodurch die ersten Rippen 12 und die zweiten Rippen 13 fest auf den metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 verklemmt werden, um die Z-förmigen Fußbereiche 21 der metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 in engem und festem Kontakt mit den unteren Flächen 111 der abgestuften Kanäle 11 zu halten (siehe 5 und 6), wobei die Kontaktflächen zwischen den metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 und dem metallischen Basiskörper 1 vergrößert werden und die Wärmeleitfähigkeit verbessert wird.
-
Insbesondere wird jede erste Rippe 12, wenn sie eingepresst wird, gekrümmt, wobei ein horizontaler Pressbereich 121 ausgebildet wird, welcher auf die Stufe 211 des Z-förmigen Fußbereichs 21 der zugeordneten Abstrahlungs-Rippe 2 gepresst wird, und wobei ein vertikaler Pressbereich 122 ausgebildet wird, der auf die Basis 212 des Z-förmigen Fußbereichs 21 der zugehörigen Abstrahlungs-Rippe 2 gepresst wird. Die Einpressformen bzw. Gesenke 3 werden jeweils gegen die ersten Rippen 12 und die zweiten Rippen 13 in einer solchen Weise gepresst bzw. gedrückt, dass die zweiten Rippen 13 jeweils gegen die Rückseite der Basis 212 der Z-förmigen Fußbereiche 21 der zugehörigen Abstrahlungs-Rippen 2 gehalten werden, um die Basis 112 des Z-förmigen Fußbereichs 21 der metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 in Form zu halten, wenn die ersten Rippen 12 deformiert werden, wodurch ein Verkrümmen der Basis 212 der Z-förmigen Fußbereiche 21 der zugehörigen Abstrahlungs-Rippe 2 vermieden wird.
-
Bezugnehmend auf 6 und wiederum auf 1 können Wärmerohre 4 in die metallischen Wärmeabstrahlungs-Rippen 2 und den metallischen Basiskörper 1 eingepasst werden zwecks schneller Übertragung von Abwärme von dem metallischen Basiskörper 1 zu den metallischen Abstrahlungs-Rippen 2 für eine schnelle Wärmeableitung in die Freiluft. Weiterhin ist nach Installation der Wärmerohre 4 ein Ende, nämlich das heiße Ende eines jeden Wärmerohrs 4, außerhalb des metallischen Basiskörpers 1 exponiert und wird in Flucht mit der unteren Wandlung des metallischen Basiskörpers 1 gehalten. Alternativ kann das heiße Ende eines jeden Wärmerohrs 4 in den metallischen Basiskörper 1 eingebettet sein und unsichtbar gehalten werden.
-
Die 7 bis 9 zeigen eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser alternativen Ausführungsform umfasst das Kühlkörper-Modul einen zylindrischen metallischen Basiskörper 1a (entweder in massiver oder hohler Struktur) und umfasst eine Anzahl von Abstrahlungs-Rippen 2a. Der metallische Basiskörper 1a weist abgestufte Kanäle 11a auf, die um den Umfang herum beabstandet und in paralleler Weise angeordnet sind, weist eine Vielzahl von ersten Rippen 12a auf, die von dem Umfang abstehen und jeweils entlang einer Seite eines jeden abgestuften Kanals 11a sich erstrecken und weist eine Vielzahl von zweiten Rippen 13a auf, die von dem Umfang abstehen und sich jeweils entlang der anderen Seite eines jeden abgestuften Kanals 11a erstrecken. Jede Abstrahlungs-Rippe 2a weist ein unteres Ende auf, das in einem Z-förmigen Fußbereich 21a abschließt. Die Z-förmigen Fußbereiche 21a der metallischen Abstrahlungs-Rippen 2a dienen dazu, jeweils in die Kanäle 11a des metallischen Basiskörpers 1a eingeführt zu werden, und dann werden Einpressgesenke einer Einpressmaschine (nicht dargestellt) betrieben, um die ersten Rippen 12a und die zweiten Rippen 13a des metallischen Basiskörpers 1a einzupressen, wobei die ersten Rippen 12a deformiert werden und die ersten Rippen 12a veranlasst werden, eine nach unten und laterale Druckkraft auf den Z-förmigen Fußbereich 21 der metallischen Abstrahlungs-Rippe 2a auszuüben gegen die unteren Flächen der abgestuften Kanäle 11a, wodurch die ersten Rippen 12a und die zweiten Rippen 13a fest auf den metallischen Abstrahlungs-Rippen 2a eingeklemmt werden, um die Z-förmigen Fußbereiche 21a der metallischen Abstrahlungs-Rippen 2a in engem Kontakt mit den unteren Flächen der abgestuften Kanäle 11a zu halten, wodurch der Kontaktbereich zwischen den metallischen Abstrahlungs-Rippen 2a und dem metallischen Basiskörper 1a vergrößert bzw. verstärkt wird und die Wärmeleitfähigkeit verbessert wird.
-
Ein Prototyp des Kühlkörper-Moduls wurde mit den Merkmalen nach 1 bis 9 konstruiert. Das Kühlkörper-Modul funktioniert problemlos und effektiv, um alle zuvor offenbarten Merkmale bereitzustellen.
-
Zusammenfassend wird eine Wärmesenke bzw. ein Kühlkörper offenbart, der einen Basiskörper enthält, der abgestufte Kanäle aufweist, die auf der Fläche davon beabstandet in einer parallelen Art und Weise angeordnet sind, und enthält erste und zweite Rippen, die von der Fläche abstehen und jeweils entlang zwei gegenüberliegenden lateralen Seiten eines jeden der abgestuften Kanäle sich erstrecken, und enthält Abstrahlungs-Rippen, die jeweils in den Kanälen des metallischen Basiskörpers montiert sind und vertikal auf den zweiten Rippen gehalten werden, wobei jede Abstrahlungs-Rippe einen Z-förmigen Fußbereich aufweist, der in einen entsprechenden abgestuften Kanal des Basiskörpers eingeführt ist und dort gesichert ist mittels der zugehörigen ersten und zweiten Rippe, die eingepresst sind, um auf dem Z-förmigen Fußbereich der zugehörigen Abstrahlungs-Rippe eingeklemmt zu sein nach deren Einführung in den zugehörigen abgestuften Kanal.
-
Obwohl besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail zwecks Veranschaulichung beschrieben worden sind, können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen gemacht werden, ohne von dem Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Sinngemäß soll die Erfindung nicht begrenzt sein außer durch die angefügten Schutzansprüche.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 6571859 [0002]
- US 5014776 [0002]
