DE2606157C2 - Verbindung von Kühldose einer Kühleinrichtung mit einer Kühlflüssigkeitszuleitung oder- ableitung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung von Kühldose einer Kühleinrichtung mit einer Kühlflüssigkeitszuleitung oder -ableitung für ein flüssigkeitsgekübltes Leistungs-Halbleiterbauelement in Scheibenzellenbauweise mit Isoliergehäuse mit elektrischer und thermischer Druckkontaktierung der Scheibenzelle mit der Kühldose, wobei die Anschlußrohre und die Verbindungsrohre für das Kühlmittel über Verschraubungen an die Kühldosen angeschlossen sind und in den Verbindungsrohren zwischen den kühlmittelmäßig in so Reihe geschalteten Kühldosen Dehnungsbögen vorgesehen sind und die Kühldosen mittels einer Spannvorrichtung an die beiden Hauptoberflächen der Scheibenzelle angedrückt sind und wahlweise mehrere Leistungs-Halbleiterbauelemente über eine flüssigkeitsführende Tragschiene kuppelbar sind.

Derartige Kühldosen zum Einbau in Scheibenzellenstapel sind aus der DE-AS 21 60 302 bekannt. Diese Scheibenzellen weisen zwei Anschlußnippel auf, wobei ein Nippel zur Zuführung der Kühlflüssigkeit und der andere zur Ableitung der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.

Mehrere dieser Scheibenzellen können in einer Spannvorrichtung zusammengehalten werden, wie sich beispielsweise aus der Siemens-Zeitschrift 1975, Seite ergibt. Die Verbindungsrohre zwischen dem Ausgang der vorhergehenden Scheibenzellen mit dem Eingang der nachfolgenden erfolgt über Verschraubungen. Diese Verbindungsrohre zwischen den kühlmittelmäßig in Reihe geschalteten Kühldosen sind als Dehnungsbögen ausgebildet

Trotz der kompakten Bauweise derartiger bekannter Säulenstapel treten Schwierigkeiten auf. Beispielsweise wirken sich schon geringe Undichtigkeiten schädlich aus, da die ausgetretene Isolierflüssigkeit Schmutz auf den Isolierstrecken der Halbleiter bilden kann und daher die Isolierstrecke unwirksam macht Andererseits muß jedoch: erreicht werden, daß die Verbindungen keine erheblichen Aufwendungen machen und auch sie nicht zu voluminös werden, da Ehr Einsatz sehr beschränkt wäre. Im allgemeinen steht ein großes Einbauvolumen nicht zur Verfügung.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die Verbindung einer Kühldose mit einer Kühlflüssigkeitsleitung eine Verschraubung zu schaffen, die eine hydraulisch dichte und gleichzeitig isolierende Anschluß- bzw. Verbindungstechnik ermöglicht, ohne jedoch, daß erhebliche Aufwendungen auftreten oder ein zu großes Volumen erforderlich ist

Diese Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Kühidosen Anschiußnippei mit einem ersten Absatz aufweisen, der durch einen Anschlag für das angeschlossene Rohr begrenzt ist und der einen Stützring für das Rohr bildet und weiter eine an die Form des Nippels angepaßte Oberwurfmutter auf dem Rohr vorgesehen und das Rohrende -unter Einfluß ihres mindestens teilweise kaltverformbaren Materials zwischen dem ersten Absatz und einer entsprechenden Ausnehmung der Überwurfmutter gehalten ist

Die Erfindung nutzt in vorteilhafter Weise die an sich in einem anderen Zusammenhang bekannte Anschiußtechnik bei Isolierrohrverschraubungen. Durch ein beim Verschrauben ausgelöstes Kaltgießen des Rohres wird ein Spann- und Dichtungswulst gebildet Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit relativ dünnwandigen und weichen Rohren gearbeitet und so eine gewünschte Elastizität besser realisiert werden kann als bei der ebenfalls an sich bekannten Schneidring-Verschraubung für Metallrohre. Weiterhin zeichnet sie sich dadurch aus, daß die Dichtung direkt durch das Rohrmaterial gebildet wird und so über viele Kupplungsvorgänge hinweg keine Undichtigkeiten feststellbar sind. Trotz Dünnwandigkeit und relativer Weichheit weist ein Rohr immernoch geringere Elastizität als ein entsprechender Schlauch auf. Diese ist jedoch erforderlich, um Lagetoleranzen zwischen hydraulisch in Reihe geschalteten Dosen auszugleichen und ihre freie Einstellung zu den Halbleiterelementen zwecks einwandfreier Kontaktierung zu ermöglichen. Auch müssen thermische Längenänderungen möglich sein. Zu diesem Zweck werden die Rohre durch eine vorangehende Warmverformung so gestaltet, daß erfindungsgemäß mindestens in den Verbindungsrohren zwischen den Kühldosen Dehnungsbögen vorliegen. Es versteht sich, daß bedarfsweise je nach Leitungsführung auch die Anschlußrohre Dehnungsbögen aufweisen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 Anschlüsse an Kühldosen und

F i g. 2 eine Verbindung zweier Kühidosen.

Ein Halbleiterbauelement 1 in Scheibenform ist zwischen zwei Kühldosen 2, 2' durch nicht dargestellte Spanneinrichtungen eingespannt. In jede KUhldose 2,2' ist ein Nippel 4 einer Verschraubung 3 dichtend eingeschraubt Der Nippel 4 ist doppelt abgesetzt, so daß er ein Außengewinde 5 und einen sich daran

anschließenden, abgesetzten Stützring 6 tragen kann.

Nach dem Autschieben eines Anschlußrohres 7 auf den Stützring 6 jjis zum Anschlag 8, der durch den Absatz bzw. die Obergangsfläche zwischen Gewinde 5 und Stützring 6 gebildet wird, wobei das Rohr 7 etwas aufgeweitet wird, wird die Oberwurfmutter 9 herangeführt. Diese greift mit ihrem Gewinde 10 früher in das Gewinde 6 ein, als daß ihr Preßring 11 den Stützring 6 überdeckt. Durch weiteres Anziehen erfolgt jetzt eine Kaltverformung des Rohres 7 in Auszugsrichtung, wobei Material gegen den Anschlag 8 und in den freien Spalt 12 der Mutter 9 fließt. Dadurch ist eine absolute Dichtheit erzielt die auch nach vielen Lösungsvorgängen immer wieder hergestellt wird.

Die Verbindung zweier Kühldosen 2 und 2' erfolgt

!0 über ein bogenförmiges Rohr 7', das aufgrund vorheriger Warmverformung einen Dehnungsbogen darstellt, wobei in allen drei Ebenen X, Y, Z genügend Spielmöglichkeiten bestehen; auch bei zusätzlicher Schräglage der Kühldosen 2, 2' zueinander sind diese vorhanden, um eine einwandfreie Kontaktierung zu erzielen. Der Kühlmittelfluß erfolgt von einem Anschlußrohr 7 über eine der Kühldosen 2 oder 2', das Verbindungsrohr T die andere der beiden Kühldosen 2' bzw. 2 und das andere Anschlußrohr 7.

Die Anschlußtechnik ist jedoch auch anwendbar auf Anschlüsse eines oder mehrerer Leistungs-Halbleiterbauelemente mit Dosen-Flüssigkeitskühlung an eine flüssigkeitsführende Tragschiene der vorgenannten Art.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verbindung von Kühldose einer Kühleinrichtung mit einer Kühlflüssigkeitszuleitung oder -ableitung für ein flüssigkeitsgekühltes Halbleiterbauelement in Scheibenzellenbauweise mit Isoliergehäuse mit elektrischer und thermischer Druckkontaktierung der Scheibenzelle mit der Kühldose, wobei die Anschlußrohre und die Verbindungsrohre für das Kühlmittel über Verschraubungen an die Kühldosen ι ο angeschlossen sind und in den Verbindungsrohren zwischen den kühlmittelmäßig in Reihe geschalteten Kühldosen Dehnungsbögen vorgesehen sind und die Kühldosen mittels einer Spannvorrichtung an die beiden Hauptoberflächen der Scheibenzelle angedrückt sind und wahlweise mehrere Leistungs-Halb-Ieiterbauelemente über eine flüssigkeitsführende Tragschiene kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühldosen (2,2¹) Anschlußnip- , pel (4) mit einem ersten Absatz aufweisen, der durch einen Ar.achlag (8) für das angeschlossene Rohr (7, T) begrenzt ist und der einen Stützring (6) für das Rohr (7 bzw. T) bildet und wobei eine an die Form des Nippels (4) angepaßte Oberwurfmutter (9) auf dem Rohr (7 bzw. T) vorgesehen und das Rohrende unter Einschluß ihres mindestens teilweise kaltverformbaren Materials zwischen dem ersten Absatz und einer entsprechenden Ausnehmung der Überwurfmutter (9) gehalten ist

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußnippel (4) einen zweiten Absatz auf*.veist, der einen größeren Durchmesser als der erste besitzt und ein Außengewinde (5) trägt und der Anschlag (8) für das angeschlossene Rohr (7 bzw. T) von einer Übergang^Iäche zwischen dsm ersten und zweiten Absatz gebildet wird.