DE3415554C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für elektronische Bauelemente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er aus der DE-AS 24 60 631 bekannt ist.

Derartige Kühlkörper werden zum Kühlen elektronischer Bauelemente, wie z. B. Thyristoren, in elektronischen Baueinheiten verwandt, die mit hohen Strömen beaufschlagt sind, wie z. B. Frequenzumformer.

Ein ähnlicher Kühlkörper ist z. B. gezeigt in der Zeitschrift "Elektronik Praxis" Nr. 3 vom März 1983, Seite 155.

Ein derartiger Kühlkörper besteht aus einer Tragplatte, auf die ein oder mehrere elektronische Bauelemente wärme­ leitend montiert werden. Auf der von dem elektronischen Bauelement abgewandten Seite weist die Tragplatte eine Vielzahl zueinander paralleler Kühlrippen auf. Diese Kühlrippen können - wie in dem zitierten Beispiel des Standes der Technik - ihrerseits wiederum Seitenrippen haben. Ferner kann - wie in dem gezeigten Ausführungs­ beispiel des Standes der Technik - der Zwischenraum zwischen den Kühlrippen durch eine Abschlußplatte abge­ schlossen sein. Es ist ersichtlich, daß bereits die Herstellung der Tragplatte mit den Kühlrippen mit einem erheblichen fertigungstechnischen Aufwand verbunden ist, da hierzu entweder komplizierte Gießverfahren oder zer­ spanende Verfahren angewandt werden müssen. Die Aufbringung der Seitenrippen auf die Kühlrippen bereitet fertigungs­ technisch besondere Schwierigkeiten. Ebenso ist die Anbringung der Abschlußplatte der Zwischenräume aufwendig.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Kühlkörper der eingangs genannten Art vorzusehen, der einfacher und damit preisgünstiger herzustellen ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst und ermöglicht.

Es ist hiernach möglich, den Kühlkörper aus identischen Längsprofilen aufzu­ bauen, die einzeln gefertigt und anschließend zu dem Kühlkörper zusammengefügt werden. Dabei wird insbesondere vermieden, daß der Wärmeabfluß durch eine Naht zwischen zwei Teilen des Kühlkörpers geht, wie dies nach dem Stand der Technik der Fall ist, wo der Wärmefluß von den Kühlrippen über eine Nahtverbindung in ein aufgesetztes Profil mit den Seitenrippen geleitet wird. Ferner sind die identischen Profilleisten so ausgebildet, daß sie auch die seitliche Begrenzung des Kühlkörpers bilden können und in einer bevorzugten Ausführung auch gleichzeitig die Abschlußplatte zur Begrenzung des Zwischenraumes zwischen den Kühlrippen bilden. Wie auch nach dem Stande der Technik - dienen diese Zwischenräume bevorzugt als Luftkanal für den von einem Ventilator erzeugten Luft­ strom.

Als Herstellungsverfahren für die Profilleisten kommen insbesondere das Strangpressen, und zwar insbesondere das Strangpressen von Aluminium bzw. geeigneten Aluminiumlegierungen in Betracht. Im Strangpreßverfahren sind diese Aluminiumprofile mit großer Genauigkeit und Maßhaltigkeit preiswert herzustellen.

Die Verbindung der einzelnen Profilleisten miteinander erfolgt durch Kaltpreßschweißen. Hierbei entstehen örtliche Verschweißungen der Nuten und Federn, die zu einer dauerhaften festen Verbindung der Profilleisten führen. Da ein Wärmefluß durch die Nähte zwischen den einzelnen Kopfstücken nicht stattfindet, ist es ohne Nachteil, daß das Kaltpreßschweißen nicht zu einer groß­ flächigen Verschweißung im Nahtbereich führt.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele eines derartigen Kühlkörpers anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.

Nach Fig. 1 ist der Kühlkörper 1 aus einzelnen Profilleisten hergestellt, die untereinander einen identischen Querschnitt und eine identische Länge aufweisen. Jede Profilleiste besteht aus einem Kopfstück 9 und einer Rippe 5. Die Kopf­ stücke weisen eine ebene Platte auf, die senkrecht zu der Rippe ausgebildet ist. Ferner weist jedes Kopfstück parallel zu der Rippe bzw. senkrecht zu der Platte zwei Flanken 16 bzw. 17 auf, in der jeweils eine Feder 11 bzw. Nut 10 liegt. Die einzelnen Profilleisten werden mit ihrer Nut-Federver­ bindung im Bereich der Flanken 16 und 17 miteinander verbunden. Dadurch bilden die Oberseiten der Kopfstücke 9 eine Tragplatte 4. Auf diese Tragplatte 4 wird mittels Montageplatte 6 ein oder mehrere Bauelemente 3 für Leistungs­ elektronik, z. B. Thyristor montiert. Der Wärmefluß aus dem Thyristor 3 kann sodann über die Montageplatte 6 in die Kopfstücke 9 und dort ohne eine weitere Naht in die Rippen 5 abfließen. In den Zwischenräumen der Rippen wird ein Luftstrom erzeugt. Hierzu dient ein Gebläse 2.

Zur Herstellung der Profilleisten dient insbesondere das Strangpressen. Die Profilleisten sind bevorzugt aus Aluminium, das gut wärmeleitend ist, oder einer geeigneten Aluminiumlegierung hergestellt. Die Profilleisten werden zunächst mit ihren Nuten und Federn zusammengefügt und sodann durch Ausübung großer Kräfte senkrecht auf die Flanken 16 bzw. 17 im Bereich dieser Flanken miteinander kaltpreßverschweißt.

Das im Querschnitt und nur mit einem Teil der erforder­ lichen Profilleisten dargestellte Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist die Besonderheit auf, daß jede Profil­ leiste im Bereich der Rippen 5 auch noch Seitenrippen 15 aufweist. Diese Seitenrippen 15 stehen senkrecht von den Rippen ab. Die Seitenrippen 15 der einen Seite sind gegen­ über den Seitenrippen 15 der anderen Seite bevorzugt ver­ setzt, so daß sich diese Versetzung auch gegenüber den Seitenrippen 15 der benachbarten Rippe 5 ergibt. Ferner weist jede Rippe eine Fußflanke 13 auf, so daß die Zwischenräume zwischen den Rippen 5 im zusammengebauten und zusammengefügten Zustand der Profilleiste 8 im wesent­ lichen geschlossen sind und einen Luftkanal bilden.

Claims (4)

1. Kühlkörper für elektronische Bauelemente
mit einer Tragplatte, auf deren Oberfläche die Bauele­ mente in wärmeleitendem Kontakt aufgebracht werden,
und mit Rippen, die auf der von den Bauelementen abge­ wandten Seite der Tragplatte im wesentlichen senkrecht von der Tragplatte abstehen,
wobei der Kühlkörper aus einer Mehrzahl von identischen Profilleisten zusammengesetzt ist, die eine Nut-Feder- Verbindung aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Profilleiste aus einer Rippe (5) und aus einem Kopfstück (9) besteht,
an jedem Kopfstück in einer im wesentlichen senkrecht zur Rippe ausgerichteten Ebene Nut (10) und Feder (11) einander gegenüberliegend angebracht sind und
die von der Rippe abgewandte Seite des Kopfstücks plan ausgebildet ist und nach dem Zusammenfügen der Profilleisten mittels der Nut-Feder-Verbindung die Ober­ fläche der Tragplatte (4) bildet.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Profilleiste am Ende ihrer Rippe eine im wesent­ lichen senkrecht abstehende Fußleiste (13) derart aufweist, daß die Fußleisten im zusammengefügten Zustand der Profilleisten auf der von der Tragplatte abgewandten Seite der Rippen einen Abschluß eines zwischen den Rippen gebildeten Luftkanals (14) darstellen.

3. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilleisten aus Aluminium oder einer Aluminium- Legierung sind.

4. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Rippen aufgerauht ist.