DE2931052A1 - Einrichtung zur waermeuebertragung von einer waermequelle auf ein waermeabfuehrendes mittel - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Wärmeübertragung von einer Wärmeouelle auf ein wärmeabführendes Mittel.
• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmeübertragung von einer aus einem wärmeerzeugenden elektrisehen Bauelement, insbesondere einem Transistor o.dgl., gebildeten, an einer Unterlage befestigbaren Wärmequelle auf ein wärmeabführendes Mittel, insbesondere auf eine Wand eines Gehäuses, Chassis o.dgl., mit einem zwischen der Wärmequelle und dem wärmeabführenden Mittel vorgesehenen Wärmeübertragungselement.
• Elektrische Bauelemente, wie z.B. Transistoren, erzeugen im Betrieb Wärme, die abgeführt werden muß. In vielen Einbaufällen reicht die vorhandene Montagefläehe von wärmeerzeugenden elektrischen Bauelementen für eine ausreichende Wärmeabführung#iicht, so daß eine zusätzliche Kühlung, z.B. mittels eines von einem Gebläse erzeugten Kühlluftstromes, erforderlich wird.
• Dies bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Wärmeübertragungselement zu schaffen, welches für die zusätzliche Wärmeabführung von eine Wärmequelle darstellenden wärmeerzeugenden elektrischen Bauelementen geeignet ist.
• Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Wärmeübertragung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Wärmeübertragungselement mit einem die Wärmequelle zumindest teilweise umschließenden Glied ausgebildet ist und daß an einer dem wärmeabführenden Mittel zugewandten Außenseite dieses Gliedes ein nur an einem Ende mit dem Glied verbundenes, relativ zu dem Glied bewegbares und in wärmeleitendem Kontakt mit dem wärmeabführenden Mittel verbindbares Zwischenglied vorgesehen ist.
• Bei einer erfindungsgemäßen Wäremübertragungseinri ehtung bildet das die Wärmequelle umschließende Glied das Element, welches zunächst die von der Wärmequelle erzeugte Wärme aufnimmt. Dieses Glied leitet die aufgenommene Wärme an das angesetzte Zwischenglied weiter, welches eine zusätzliche Wärmekontaktfläehe bildet und infolge seiner Verbindung mit einem wärmeabführenden Mittel die aufgenommene Wärme an dieses Mittel abgibt.
• Hierdurch kann in vielen Fällen auf eine aufwendige zusätzliche Kühleinrichtung verzichtet werden.
• Bei der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsainriehtung ist das Zwischenglied des Wärmeübertragungselementes relativ zu dem Glied bewegbar, z.B. indem das Zwischenglied mit federnden Eigenschaften ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, z.B. durch Fertigungstoleranzen bedingte unterschiedliche Abstände zwischen dem Glied des Wärmeübertragungselementes und dem wärmeabführenden Mittel ohne Schwierigkeiten und ohne besondere zusätzliche Vorkehrungen auszugleichen.
• Diese Eigenschaft des Zwischengliedes ermöglicht auch eine Verbindung zu einem wärmeabführenden Mittel, z.B.
• einer Gehäuseseitenwand, das nicht parallel zur Montagefläche der Wärmequelle, sondern senkrecht hierzu gerichtet ist. In diesem Fall ist das Zwischenglied zweckmäßigerweise an einer Seite des Gliedes des Wärmeübertragungselementes angeorilet.
• Bei einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungseinrichtung ist es hinsichtlich der federnden Eigenschaften des Zwischengliedes von Vorteil, wenn das Zwischenglied aus einer Feder besteht.
• Um das Zwischenglied mit federnden Eigenschaften auszustatten, ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, wenn das Zwischenglied voneinander gegenüberliegenden Seiten her mit mindestens zwei gegeneinander versetzten Einschnitten ausgebildet ist. Um hierbei größere Abstände zwischen dem Wärmeübertragungselement und einem z.B. als Gehäusedeckel ausgebildeten wärmeableitenden Mittel überbrücken zu können, ist es zweckmäßig, das Zwischenglied balgenartig mit mehreren Einschnitten auszubilden.
• Im Hinblick auf den Wärmeübergang von der Wärmequelle auf das Wärmeübertragungselement ist es bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung von Vorteil, wenn die der Unterlage zugewandte Stirnfläche des Wärmeübertragungselementes in wärmeleitendem Kontakt mit einem Montageflansch der Wärmequelle steht.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 ergeben sich aus den Merkmalen der übrigen Unteransprüche.
• Vorteilhafte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungseinrichtung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
• Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eihe erste Ausführungsform eines bei einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungs einrichtung verwendbaren Wärmeübertragungselementes, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Wärmequelle, Fig. 3 in Seitenansicht das Wärmeübertragungselemt nach Fig. 1 im Einbauzustand, in Fig. 4 ist eine weitere Ausführun&sform einer Wärmeübertragungseinrichtung in Seitenansicht dargestellt, während Fig. 5 das Wärmeübertragungselement nach Fig 4 wieder im Einbauzustand zeigt.
• Bei der Wärmeübertragungseinriehtung nach den Fig. 1 und 3 ist eine Wärmequelle 1 dargestellt, die von einem wärmeerzeugenden elektrischen Bauelement, z.B. einem mit einem Montageflansch 16 versehenen Leistungstransistor, gebildet wird. Die Wärmequelle 1 ist an einer als Montagefläche dienenden Unterlage 2, z.B. an dem Boden eines Gehäuses in später noch zu beschreibender Weise befestigt. Zur Übertragung der von der Wärmequelle 1 im Betriebszustand erzeugten Wärme auf ein wärmeabführendes Mittel, z.B. auf den zur Unterlage parallelen Deckel 3 eines Gehäuses, ist ein Wärmeübertragungselement 4 vorgesehen, welches in zweckmäßiger Weise aus einem Gußteil aus gut wärmeleiténdez Haterial, z.B.
• aus Aluminium, besteht. Das Wärmeübertragungsel#ement 4 weist ein die Wärmequelle 1 zumindest teilweise umschließendes Glied auf, indem dieses Glied als im Querschnitt U-förmige Kappe ausgebildet ist, deren beide Seitenwände der Form der Wärmequelle, d.h. dem zylindrischen Teil des Transistors, angepaßt sind. Die Stirnfläche 15 dieser Seitenwände stehen auf dem Montageflansch 16 der Wärmequelle 1 auf, so daß ein wärmeleitender Kontakt zwischen dem die Wärmequelle 1 tragenden Montageflansch 16 und dem Wärmeübertragungselement 4 gebildet ist. Dadurch wird der Wärmeübergang von der Wärmequelle auf das Wärmeübertragungselement weiter verbessert. Eine der beiden Seitenwände des kappenförmigen Gliedes ist mit einer Bohrung 6 für eine Befestigungsschraube 7 versehen. Mit diesen Mitteln sind Wärmeübertragungselement und Wärmequelle gleichzeitig an der Unterlage 2 befestigt. An der der Wärmequelle 1 abgewandten oberen Außenfläche ist das kappenförmige Glied 5 mit einem Zwischenglied 8 versehen, das zwei von einander gegenüberliegenden Seiten her vorgesehene und gegeneinander versetzte Einschnitte 9 bzw. 10 aufweist. Diese Einschnitte verlaufen im wesentlichen parallel zu dem wärmeabführenden Mittel 3 und überlappen sich. Auf diese Weise sind das kappenförmige Glied 5 und das Zwischenglied 8 aus einem einteiligen Ausgangsteil herstellbar, wobei das Zwischenglied infolge der Einschnitte 9 und 10 federnde Eigenschaften besitzt, so daß es relativ zu dem Glied bewegbar ist. Außerdem ist das Zwischenglied 8 dadurch nur an dem einen Ende fest mit dem Glied 5 verbunden, während am freien Ende des Zwischengliedes eine mit dem wärmeabführenden Mittel 3 über ein Innengewinde 12 und eine Befestigungsschraube 13 verbindbare zusätzliche Wärmekontaktfläche 14 gebildet ist. Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 3 im Einbauzustand ist zu erkennen, daß das Zwischenglied 8 den zunächst zum wärmeabführenden Mittel 3 vorhandenen Abstand zu überbrücken im Stande ist, indem bei der Verbindung der Wärmekontaktfläche 14 des Zwischengliedes 8 mit dem wärmeabführenden Mittel 3 das Zwischenglied beim Festziehen der Befestigungssehraube 13 balgenartig auseinandergezogen wird.
• Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 3 verlaufen die Montagefläche 2 der rlfärmequelle Wärmequelle 1und das wärme abführende Mittel 3 in Form z.B. eines Gehäusedeckels parallel zueinander. Für den Fall, daß die Wärmequelle 1 im Bereich einer Gehäuseseitenwand 3a (Fig. 4, 5), z.B. in einer Gehäuseecke, angeordnet werden soll, also bei senkrecht zur Unterlage der Wärmequelle gerichteten wärmeabführenden Mitteln, ist das Wärmeübertragungselement 4a im Unterschied zum Wärmeübertragungselement 4 in den Fig. 1 und 3 mit einem seitlich angesetzten Zwischenglied 8a versehen, das dieselbe Funktion/erfüllt wie das Zwischenglied 8 in den Fig. 1 und 3 und auf die gleiche Weise hergestellt werden kann. Im übrigen entspricht das Zwischenglied 8a dem Zwischenglied 8.
• 12 Patentansprüche 5 Figuren Leerseite

Claims (12)

1. Pa-tentansDrüche 1; Einrichtung zur Wärmeübertragung von einer aus einem wärmeerzeugenden elektrischen Bauelement, insbesondere einem Transistor o.dgl., gebildeten, an einer Unterlage befestigbaren Wärmequelle auf ein wärmeabführendes Mittel, insbesondere au eine Wand eines Gehäuses, Chassis o.dgl., mit einem zwischen der Wärmequelle und dem wärmeabführenden Mittel vorgesehenen Wärmeübertragungselement, d a d u r c li g e k e n n z e i e h n e t daß das Wärmeübertragungselement (4) mit einem die Wärmequelle (1) zumindest teilweise umschließenden Glied (5) ausgebildet ist und daß an einer dem wärmeabführenden Mittel (3) zugewandten Außenseite dieses GliedX6in nur an einem Ende (11) mit dem Glied (5) verbundenes, relativ zu dem Glied bewegbares und in wärmeleitendem Kontakt mit dem wärmeabführenden Mittel (3) verbindbares Zwischenglied (8) vorgesehen ist.
2. 2. Wärmeübertragungseinriehtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Glied (5) des Wärmeübertragungseletnentes (4) als im Querschnitt U-förmige Kappe ausgebildet ist.
3. 3. Wärmeübertragungseinriehtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Glied (5) des Wärmeeübertragungselementes (4) zumindest teilweise der Form der Wärmequelle (1) angepaßt ist.
4. 4. Wärmeübertragungseinriehtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Glied (5) des Wärmeübertragungse#lementes (4) mit Mitteln (6, 7) zur gleichzeitigen Befestigung des Wärmeübertragungselementes und der Wärmequelle (1) an der Unterlage (2) ausgebildet ist.
5. 5. WärmeUbertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Wärmeübertragungselement (4) aus einem Gußteil aus gut wärmeleitendem Material besteht.
6. 6. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r ch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zwischenglied (8) aus einer Feder besteht.
7. 7. Wärmeübertragungseinriehtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t ,daß das Zwischenglied (8) von einander gegenüberliegenden Seiten her mit mindestens zwei gegeneinander versetzten Einschnitten (9, 10) ausgebildet ist.
8. 8. Wärmeübertragungseinriehtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einschnitte (9, 10) im wesentlichen parallel zu dem wärmeabführenden Mittel (3) gerichtet sind.
9. 9. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sich die Einschnitte (9, 10) des Zwischengliedes überlappen.
10. 10. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zwischenglied (8) an seinem mit dem wärmeabführenden Mittel (3) verbindbaren Ende (14) mit Mitteln (12, 13) zur Befestigung ausgebildet ist.
11. 11. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Wärmeübertragungselement (4) mit dem Zwischenglied (87 einteilig ausgebildet ist.
12. 12. Wärmeübertragungseinriehtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die der Unterlage (2) zugewandte Stirnfläche (15) des Wärmeübertragungselementes (4) in wärmeleitendem Kontakt mit einem Montageflansch (16) der Wärmequelle (1) steht