DE202011105836U1 - Mounting plate made of aluminum for heat-generating elements - Google Patents

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Abstract

Montageplatte aus Aluminium für Wärme erzeugende Elemente, mit rückseitig angeordneten Strömungskanälen für eine Luftkühlung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der Luft eine Mehrzahl paralleler Strömungskanäle (5a, 5b) vorgesehen sind, welche von voneinander beabstandeten Lamellen oder Stegen (11) mit jeweils einem in einer Führungsnut (7) der Montageplatte verankerten Fuß (12) gebildet sind.Mounting plate made of aluminum for heat-generating elements, with flow channels arranged on the rear for air cooling, characterized in that a plurality of parallel flow channels (5a, 5b) are provided to guide the air, which are separated from one another by fins or webs (11) each with one in a guide groove (7) of the mounting plate anchored foot (12) are formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageplatte aus Aluminium für Wärme erzeugende Elemente, mit rückseitig angeordneten Strömungskanälen für eine Luftkühlung.The invention relates to a mounting plate made of aluminum for heat-generating elements, with rear-mounted flow channels for air cooling.

Wärme erzeugende und in der Folge Wärme abgebende Elemente oder Komponenten können beispielsweise Wechselrichter im Bereich der Fotovoltaik sein. Beim Betrieb solcher Wechselrichter entsteht Prozesswärme, welche unerwünscht ist, weil sie Leistung und Wirkungsgrad beeinträchtigen kann und im Extremfall auch zu Betriebstörungen und Schäden führt. Es besteht deshalb die Notwendigkeit, für eine ausreichende Kühlung zu sorgen. In einfachster Weise geschieht dies mit einer Bauform, welche eine Thermodynamik ermöglicht, d. h. eine Luftströmung aufgrund eines Temperaturgefälles.Heat generating and subsequently heat emitting elements or components may be, for example, inverters in the field of photovoltaics. When operating such inverters process heat is generated, which is undesirable because it can affect performance and efficiency and in extreme cases also leads to malfunction and damage. There is therefore a need to provide sufficient cooling. In the simplest way this is done with a design that allows thermodynamics, d. H. an air flow due to a temperature gradient.

Zu vorgenanntem Zweck besitzt die Montageplatte eine besondere Form und Dimensionierung. Die der Anbringung eines Wärme erzeugenden Elementes direkt dienende Platte besitzt in der Regel eine erhebliche Stärke, wodurch sie als Wärmespeicher wirken kann. Nach rückwärts gerichtete seitliche Ränder grenzen einen Freiraum ab, in dem Strömungskanäle für eine Luftkühlung angeordnet sind. Dabei wird angestrebt, die Strömungskanäle zwecks besseren Wärmeübergangs großflächig und mit relativ geringer Wandstärke auszubilden.For the aforementioned purpose, the mounting plate has a special shape and dimensions. The attachment of a heat-generating element directly serving plate usually has a considerable strength, which can act as a heat storage. Rearward lateral edges define a free space in which flow channels for air cooling are arranged. The aim is to form the flow channels for the purpose of better heat transfer over a large area and with a relatively small wall thickness.

Diese unterschiedlichen Zielsetzungen und Bauformen lassen sich kaum originär, d. h. als einstückiges Gussteil oder Pressteil in befriedigender Weise erreichen.These different objectives and designs are hardly original, d. H. reach as a one-piece casting or pressing in a satisfactory manner.

Hier setzt die Erfindung an. Sie will eine Montageplatte angeben, welche in ihrer Bauform den unterschiedlichen Anforderungen an Wärmeleitung, Wärmespeicherung, Wärmeverteilung, Wärmeübergang und Wärmeabfuhr in einer voll befriedigenden Weise entspricht, wobei sie auch für einen rauen Außenbetrieb geeignet sein soll, d. h. außer den wärme- und strömungstechnischen Eigenschaften, eine hohe mechanische Widerstandskraft aufweisen soll.This is where the invention starts. She wants to specify a mounting plate, which corresponds in their design to the different requirements for heat conduction, heat storage, heat distribution, heat transfer and heat dissipation in a fully satisfactory manner, and it should also be suitable for rough outdoor operation, d. H. Apart from the thermal and fluidic properties, should have a high mechanical resistance.

Diesen Ansprüchen wird nach dem Vorschlag der Erfindung eine Montageplatte gerecht, welche zur Bildung von Strömungskanälen über Führungsnuten verfügt, in denen (üblicherweise dünnwandige) Lamellen oder Stege mit einem Fuß verankert werden können. Sowohl die eigentliche Montageplatte als auch die Stege können dabei ursprünglich im Strangpressverfahren hergestellt sein.These claims, according to the proposal of the invention, a mounting plate fair, which has the formation of flow channels on guide grooves in which (usually thin-walled) lamellae or webs can be anchored with one foot. Both the actual mounting plate and the webs can be originally produced by the extrusion process.

Vorteilhaft sind jeweils zwei Stege paarweise einander zugeordnet und über jeweils einen Quersteg oberhalb des Fußes sowie einen weiteren Quersteg am äußeren Ende zu einem seitlich geschlossenen Strömungskanal verbunden.Advantageously, two webs are assigned in pairs to each other and connected via a respective crosspiece above the foot and another crosspiece at the outer end to a laterally closed flow channel.

Nach einem weiteren Vorschlag sind mehrere seitlich geschlossene Strömungskanäle in parallelem Abstand zueinander angeordnet und bilden dabei jeweils einen nach außen offenen Strömungskanal.According to a further proposal, a plurality of laterally closed flow channels are arranged at a parallel distance from one another and in each case form an outwardly open flow channel.

Zweckmäßigerweise weisen die einen geschlossenen Strömungskanal begrenzenden Stege denselben Abstand voneinander auf, wie die einen offenen Strömungskanal begrenzenden Stege.Conveniently, the webs defining a closed flow channel have the same distance from each other as the webs delimiting an open flow channel.

Vorteilhaft verbreitert sich der Fuß der Stege zum freien Ende hin und ist er in einer Führungsnut der Montageplatte mit entsprechendem freien Querschnitt gehalten, wobei Anfangs zwischen Fuß und Führungsnut ein freies Spiel besteht, welches ein zwangloses seitliches Einschieben der Stege erlaubt und welches sich nach Erreichen des Endsitzes durch ein Verprägen von mindestens einem der die Führungsnut begrenzenden Flanken oder Ränder gegen den Fuß der Stege aufheben lässt.Advantageously, the foot of the webs widens towards the free end and it is held in a guide groove of the mounting plate with corresponding free cross section, initially between foot and guide a free play, which allows a casual lateral insertion of the webs and which after reaching the End seat can be canceled by a stamping of at least one of the guide groove bounding edges or edges against the foot of the webs.

Zweckmäßigerweise beschreibt der Querschnitt der Führungsnut etwa ein Dreieck, wobei an der der Verprägung ausgesetzten Flanke innenseitig ein zusätzlicher Freiraum vorgesehen ist.Expediently, the cross section of the guide groove approximately describes a triangle, an additional free space being provided on the side exposed to the embossment on the inside.

Nach einem weiteren Vorschlag ist der zu verprägende Rand nicht fortlaufend, sondern schritt- oder abschnittweise mittels eines in den Zwischenraum zwischen benachbarten Stegen ein- und ausrückbaren Prägewerkzeuges verprägt.According to a further proposal, the edge to be embossed is not continuous, but stamped step by step or sections by means of a in the space between adjacent webs and disengageable embossing tool.

Vorteilhaft sind die ursprünglich unbehandelten Abschnitte durch einen nachfolgenden Arbeitsgang ebenfalls verprägt.Advantageously, the originally untreated sections are also embossed by a subsequent operation.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:Further details and advantages will be described below in connection with the drawing. Show:

1 die Vorderansicht einer Montageplatte, noch ohne Strömungskanäle, 1 the front view of a mounting plate, still without flow channels,

2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand von 1, 2 an enlarged section of the object of 1 .

3 eine mit Strömungskanälen komplettierte Montagelatte in Rückansicht, 3 a complete with flow channels mounting plate in rear view,

4 den Gegenstand von 3 im Schnitt entlang der Linie IV-IV und 4 the object of 3 in section along the line IV-IV and

5 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand von 4. 5 an enlarged section of the object of 4 ,

Nach 1 besteht eine erfindungsgemäße Montageplatte aus Aluminium für Wärme erzeugende Elemente zunächst aus einer dickwandigen Platte 1, an die sich seitlich Ränder 2 von geringerer Stärke anschließen. Über die Ränder 2 wird der Abstand der Platte 1 von einer ortsfesten Wand 3 festgelegt und damit ein Freiraum 4 definiert, in dem Luft in den nachfolgend noch näher dargestellten und beschriebenen Strömungskanälen 5a, 5b (vgl. 3 bis 5) strömen und für eine Kühlung sorgen kann.To 1 There is a mounting plate made of aluminum according to the invention for heat generating elements first from a thick-walled plate 1 to the side edges 2 of lesser strength. Over the edges 2 becomes the distance of the plate 1 from a stationary wall 3 set and thus a free space 4 defined, in the air in the flow channels shown in more detail below and described 5a . 5b (see. 3 to 5 ) and can provide cooling.

In etwa parallel zu den Rändern 2 verlaufen innenseitig noch Rippen 2a, wobei zwischen den Rändern 2 und den benachbarten Rippen 2a ein Tragestift 6 (vgl. 3 und 4) angebracht ist, mit dem die Montageplatte später in Halteösen (nicht dargestellt) eingehängt werden kann.Approximately parallel to the edges 2 on the inside there are ribs 2a , being between the edges 2 and the neighboring ribs 2a a carrying pin 6 (see. 3 and 4 ) is mounted, with which the mounting plate later in eyebolts (not shown) can be mounted.

Zwischen den Rippen 2a ist innenseitig an der Platte 1 eine Mehrzahl von Führungsnuten 7 angeordnet. Letztere werden von zwei Rändern oder Flanken 8a, 8b begrenzt und weisen dabei einen Querschnitt auf, welcher in etwa einem Dreieck entspricht (vgl. auch 2). An der Basis der Führungsnuten 7 ist jeweils der Rand 8a etwas eingeschnürt, wodurch ein Freiraum 9 entsteht und der betroffene Rand sich leichter verformen lässt. Auf den Rand 8a wirkt später – wie noch erläutert wird – ein Prägewerkzeug 10 ein. Wie in 2 zu erkennen ist, folgen die Ränder 8a bzw. die Freiräume 9 so aufeinander, dass mit einem Prägewerkzeug 10 zugleich die Ränder 8a von zwei Führungsnuten 7 verformt werden können. Die Bewegungsrichtung des Prägewerkzeuges 10 ist mit einem Doppelpfeil P versinnbildlicht.Between the ribs 2a is inside on the plate 1 a plurality of guide grooves 7 arranged. The latter are from two edges or flanks 8a . 8b limited and in this case have a cross section which corresponds approximately to a triangle (see also 2 ). At the base of the guide grooves 7 is each the edge 8a something constricted, creating a free space 9 arises and the affected edge is easier to deform. On the edge 8a acts later - as will be explained - an embossing tool 10 one. As in 2 can be seen, follow the edges 8a or the free spaces 9 so on top of each other, that with an embossing tool 10 at the same time the edges 8a of two guide grooves 7 can be deformed. The direction of movement of the stamping tool 10 is symbolized by a double arrow P.

Nach 3 erstrecken sich seitlich geschlossene Strömungskanäle 5a nicht über die gesamte Länge bzw. Höhe der Platte 1, vielmehr bleibt ein unterer Abschnitt frei von solchen Strömungskanälen.To 3 extend laterally closed flow channels 5a not over the entire length or height of the plate 1 rather, a lower portion remains free of such flow channels.

Wie nun geschlossene und offene Strömungskanäle 5a, 5b gebildet sind, lassen die 4 und 5 näher erkennen. So finden sich in letztgenannten Fig. Lamellen oder Stege 11, welche jeweils über einen Fuß 12 verfügen, der zu seinem freien Ende hin verbreitert ist und in etwa der Dreiecksform des ehemals freien Querschnittes der Führungsnut 7 entspricht.Like now closed and open flow channels 5a . 5b are formed, let the 4 and 5 recognize closer. Thus, in the latter Fig. Slats or webs 11 , each one foot 12 have widened to its free end and in about the triangular shape of the formerly free cross-section of the guide groove 7 equivalent.

Solange die Führungsnut 7 noch unbehandelt, d. h. unverprägt bestand, konnte jeder Steg 11 mit seinem Fuß 12 in der Führungsnut 7 zwanglos seitlich verschoben und in Position gebracht werden. Eine andere Bewegungsfreiheit bestand nicht mehr. Durch das Einwirken eines Prägewerkzeuges 10 – wie in 2 angedeutet – konnte die Bewegungsfreiheit total eingeschränkt und eine innige Verbindung zwischen Lamelle 11 und Platte 1 erzielt werden. Damit sind gleichzeitig ein hoher Ausziehwiderstand und eine gute Wärmeleitfähigkeit garantiert.As long as the guide groove 7 still untreated, that is, unembossed, every bridge could 11 with his foot 12 in the guide groove 7 casually moved and positioned laterally. Another freedom of movement no longer existed. By the action of a stamping tool 10 - as in 2 indicated - the freedom of movement could be totally limited and an intimate connection between lamella 11 and plate 1 be achieved. This guarantees a high pull-out resistance and good thermal conductivity at the same time.

Wichtig ist vor allem, dass das Positionieren der Lamellen 11 und deren Sicherung nicht auf denselben Bahnen oder in denselben Ebenen erfolgt, sondern durch unabhängige Bewegungsabläufe. Damit können von vornherein bedeutend wirksamerer Maßnahmen für eine Sicherung getroffen werden. Außerdem kann die nahe liegende Gefahr einer Kaltverschweißung bei der Positionierung umgangen werden.Above all, it is important that the positioning of the slats 11 and their backup is not on the same tracks or in the same levels, but by independent movements. This can be taken from the outset significantly more effective measures for a backup. In addition, the obvious danger of cold welding during positioning can be avoided.

Schließlich kann auch noch ein drittes, die Festigkeit minderndes Problem gemeistert werden, nämlich ein mitunter problematisches Fließverhalten bei stärkerer Verformung des Aluminiums. Dieses kann zu einem ungünstigen Rückstellverhalten führen. Deshalb schlägt die Erfindung vor, die Verformung abschnittweise vorzunehmen, wodurch das verformte Material Freiräume zum Abfließen erhält. Diese können ihrerseits anschließend in einem zweiten Schritt ähnlich wie zuvor verformt werden, wodurch sich insgesamt ein relativ einheitliches Verformungsbild ergibt.Finally, a third, the strength-reducing problem can be mastered, namely a sometimes problematic flow behavior with greater deformation of the aluminum. This can lead to an unfavorable restoring behavior. Therefore, the invention proposes to make the deformation sections, whereby the deformed material receives free space to drain. These can then be deformed in turn in a second step similar to previously, resulting in a total of a relatively uniform deformation pattern.

Die 4 und 5 lassen schließlich noch erkennen, dass die Stege oder Lamellen 11 paarweise über Querstege 13 oberhalb des Fußes 12 wie auch weitere Querstege 14 am äußeren Ende verbunden sein können und so seitlich geschlossene Strömungskanäle 5a bilden. Diese Querschnittsform lässt sich als Strangpressprofil realisieren. Durch eine voneinander beabstandete Anordnung solch geschlossener Strömungskanäle 5a entstehen in den Zwischenräumen zusätzlich offene Strömungskanäle 5b. Wie ersichtlich, ist der Anmeldegegenstand damit nicht nur eine Montageplatte, sondern letztlich ein Kühlkörper.The 4 and 5 Finally, let's realize that the webs or lamellae 11 in pairs over transverse webs 13 above the foot 12 as well as other crossbars 14 can be connected at the outer end and thus laterally closed flow channels 5a form. This cross-sectional shape can be realized as an extruded profile. By a spaced apart arrangement of such closed flow channels 5a arise in the interstices additionally open flow channels 5b , As can be seen, the registration subject is thus not only a mounting plate, but ultimately a heat sink.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Platteplate
22
Randedge
2a2a
Ripperib
33
ortsfeste Wandfixed wall
44
Freiraumfree space
5a5a
Strömungskanal, seitlich geschlossenFlow channel, laterally closed
5b5b
Strömungskanal, offenFlow channel, open
66
Tragestiftsupport post
77
Führungsnutguide
8a8a
Rand, FlankeEdge, flank
8b8b
Rand, FlankeEdge, flank
99
Freiraumfree space
1010
Prägewerkzeugembossing tool
1111
Lamelle, StegLamella, bridge
1212
Fußfoot
1313
Querstegcrosspiece
1414
Querstegcrosspiece
PP
Doppelpfeildouble arrow

Claims (8)

Montageplatte aus Aluminium für Wärme erzeugende Elemente, mit rückseitig angeordneten Strömungskanälen für eine Luftkühlung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der Luft eine Mehrzahl paralleler Strömungskanäle (5a, 5b) vorgesehen sind, welche von voneinander beabstandeten Lamellen oder Stegen (11) mit jeweils einem in einer Führungsnut (7) der Montageplatte verankerten Fuß (12) gebildet sind.Mounting plate made of aluminum for heat-generating elements, with rear-mounted flow channels for air cooling, characterized in that for guiding the air, a plurality of parallel flow channels ( 5a . 5b ) are provided, which of spaced apart slats or webs ( 11 ) with one in each case in a guide groove ( 7 ) of the mounting plate anchored foot ( 12 ) are formed. Montageplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Stege (11) paarweise einander zugeordnet und über jeweils einen Quersteg (13) oberhalb des Fußes (12) sowie einen weiteren Quersteg (14) am äußeren Ende zu einem seitlich geschlossenen Strömungskanal (5a) verbunden sind.Mounting plate according to claim 1, characterized in that in each case two webs ( 11 ) in pairs assigned to each other and each have a crosspiece ( 13 ) above the foot ( 12 ) and another crosspiece ( 14 ) at the outer end to a laterally closed flow channel ( 5a ) are connected. Montageplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere seitlich geschlossene Strömungskanäle (5a) in parallelem Abstand zueinander angeordnet sind und dabei jeweils einen nach außen offenen Strömungskanal (5b) bilden.Mounting plate according to claim 1, characterized in that a plurality of laterally closed flow channels ( 5a ) are arranged at a parallel distance from each other and in each case an outwardly open flow channel ( 5b ) form. Montageplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen geschlossenen Strömungskanal (5a) begrenzenden Stege (11) denselben Abstand voneinander aufweisen, wie die einen offenen Strömungskanal (5b) begrenzenden Stege (11).Mounting plate according to claim 3, characterized in that the one closed flow channel ( 5a ) limiting webs ( 11 ) are the same distance apart as the one open flow channel ( 5b ) limiting webs ( 11 ). Montageplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fuß (12) der Stege (11) zum freien Ende hin verbreitert und er in einer Führungsnut (7) der Montageplatte mit entsprechendem Querschnitt gehalten ist, wobei anfangs zwischen Fuß (12) und Führungsnut (7) ein freies Spiel besteht, welches ein zwangloses seitliches Einschieben der Stege (11) erlaubt und welches sich nach Erreichen des Endsitzes durch ein Verprägen mindestens einer der die Führungsnut (7) begrenzenden Flanken oder Ränder (8a) gegen den Fuß (12) der Stege (11) aufheben lässt.Mounting plate according to one of claims 1 to 4, characterized in that the foot ( 12 ) of the webs ( 11 ) widens towards the free end and he in a guide groove ( 7 ) of the mounting plate is held with a corresponding cross-section, initially between foot ( 12 ) and guide groove ( 7 ) there is a free game, which is an informal lateral insertion of the webs ( 11 ) and which after reaching the end seat by a stamping at least one of the guide groove ( 7 ) bounding flanks or edges ( 8a ) against the foot ( 12 ) of the webs ( 11 ). Montageplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Führungsnut (7) in etwa ein Dreieck beschreibt, wobei an der der Verprägung ausgesetzten Flanke (8a) innenseitig ein zusätzlicher Freiraum (9) vorgesehen ist.Mounting plate according to claim 5, characterized in that the cross section of the guide groove ( 7 ) describes approximately a triangle, wherein at the embossed flank ( 8a ) inside an additional free space ( 9 ) is provided. Montageplatte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zu verprägende Rand (8a) nicht fortlaufend, sondern schritt- oder abschnittweise mittels eines in den Zwischenraum zwischen benachbarten Stegen ein- und ausrückbaren Prägewerkzeuges (10) verprägt ist.Mounting plate according to claim 5 or 6, characterized in that the edge to be embossed ( 8a ) not continuously, but stepwise or in sections by means of a in the space between adjacent webs and disengageable embossing tool ( 10 ) is stamped. Montageplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ursprünglich unbehandelten Abschnitte durch einen nachfolgenden Arbeitsgang ebenfalls verprägt sind.Mounting plate according to claim 7, characterized in that the originally untreated sections are also embossed by a subsequent operation.
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