DE3603714A1

DE3603714A1 - Kuehlkoerper fuer waermeabgebende elektrische bauteile

Info

Publication number: DE3603714A1
Application number: DE19863603714
Authority: DE
Inventors: Franz Hafner; Horst Ing Grad Hoelzl
Original assignee: Murrelektronik GmbH
Current assignee: Murrelektronik GmbH
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1987-08-13

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für wärmeabgebende Bauteile, wie Leistungstransistoren und Gleichrichter, mit einer Grundplatte, bei der von der einen Seite Kühlrippen abstehen, während ihre andere Seite Befestigungsmittel für die Bauteile besitzt, und mit Befestigungselementen, mittels derer der Kühlkörper z.B. mit einer Trägerschiene eines Gehäuses für den Kühlkörper verbindbar ist.

Kühlkörper eingangs genannter Art sind bekannt und beispielsweise in dem Deutschen Gebrauchsmuster 83 03 981 beschrieben. Bei diesen Kühlkörpern wird die eine Seite der Grundplatte entweder direkt mit den wärmeabgebenden Bauteilen bestückt oder es können auch zusätzliche andere Vorrichtungen vorgesehen sein, durch welche die Bauteile mit dem Kühlkörper verbindbar sind. Die andere Seite der Grundplatte ist mit Kühlrippen versehen, um die überschüssige Wärme der Bauteile der Umgebung abgeben zu können. Bei Vorrichtungen, die mehrere wärmeabgebende Bauteile besitzen, für die allerdings mehrere Kühlkörper vorgesehen sind, sind regelmäßig weitere Einrichtungen, z.B. ein Gehäuse, vorgesehen, in denen die wärmeabgebende Bauteile aufweisende Kühlkörper zentral angeordnet werden können. Dort sind die Bauteile grundsätzlich so anzuordnen, daß sie im Falle einer Reparatur zugänglich sind, d.h. die Kühlrippen sind regelmäßig der Innenseite der Rückwand des Gehäuses zugewandt. Das Problem, das in solchen Fällen regelmäßig zu lösen ist, ist die optimale, d.h. einfache, Befestigung der Kühlkörper. Dies ist vor allem deswegen von Bedeutung, weil andererseits auch stets angestrebt wird, in solchen Gehäusen eine maximale Anzahl von Kühlkörpern unterzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der zum einen in einem Gehäuse problemlos befestigt werden kann und zum anderen den Innenraum des Gehäuses optimal nutzbar macht.

Diese Aufgabe wird durch einen Kühlkörper der eingangs genannten Art gelöst, der gekennzeichnet ist durch Verankerungseinkerbungen, die in den von der Grundplatte abgewandten Stirnseiten der längsten Kühlrippen ausgebildet sind, sich quer zu diesen erstrecken und mit der Trägerschiene verbindbar sind, und mindestens ein verstellbares Sicherungsstück, das während der Verbindung der Verankerungseinkerbungen mit der Trägerschiene diese hintergreift und festhält.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Da die die Kühlkörper aufnehmenden Gehäuse genormt sind und die für die Kühlkörper vorgesehenen Befestigungsmittel in Form von Schienen ausgebildet sind, sieht eine zweckmäßige Maßnahme der Erfindung vor, daß der Innenumriß der Verankerungseinkerbungen ein längsgestrecktes Viereck ist, dessen ein Endbereich hinterschnitten ist. In Fällen, in denen die Schienen im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind und abgebogene Lappen aufweisen, können diese Maßnahmen auch so getroffen sein, daß die Tiefe der Verankerungseinkerbungen größer ist als die Dicke der Lappen. Diese Lappen sind den Kühlrippen, und somit auch den Verankerungseinrichtungen zugewandt.

Um eine unverlierbare Verbindung, die allerdings auch lösbar sein soll, zu erreichen, sieht eine weitere Maßnahme der Erfindung vor, daß der eine Lappen in den hinterschnittenen Bereich der Verankerungseinkerbung einsteckbar ist, während der andere Lappen mit dem Sicherungsstück zusammenarbeitet. Man erkennt, daß auf diese Weise die eine Verbindung durch den Lappen und den hinterschnittenen Bereich erreichbar ist, während die andere Verbindung der Schiene mit dem Kühlkörper durch das Sicherungsstück und den anderen Lappen herstellbar ist. Die Verbindung kann hier weiter so verbessert sein, daß das Sicherungsstück in Richtung parallel zu der abgewandten Stirnseite der Kühlrippen verstellbar ist. Hierbei kann das Sicherungsstück zwischen zwei benachbarten Kühlrippen gelagert sein.

Eine sichere Verbindung zwischen dem Sicherungsstück und der Trägerschiene ist dann gewährleistet, wenn sichergestellt ist, daß das Sicherungsstück mit der Trageschiene unverändert zusammenarbeitet. Dies wird durch eine zweckmäßige Maßnahme der Erfindung dadurch erreicht, daß das Sicherungsstück mit einer Feder zusammenarbeitet, die es im wirksamen Zustand gegen die Trägerschiene drückt.

Um die Verbindung zwischen dem Kühlkörper und der Schiene weiter vereinfachen zu können, um beispielsweise diese als eine Schnappverbindung auszubilden, sieht eine weitere Maßnahme der Erfindung vor, daß sich das Sicherungsstück zu der Trägerschiene hin keilförmig verjüngt, wobei es zweckmäßig ist, wenn sich das Sicherungsstück von der Schiene zu den Kühlrippen hin verjüngt. Somit kann der mit Bauteilen bestückte Kühlkörper ohne weiteres gegen die DIN-Schiene gedrückt werden, um eine Verbindung herzustellen.

Um den Kühlkörper von der Schiene auch einfach lösen zu können, sieht eine weitere wichtige Maßnahme der Erfindung vor, daß das Sicherungsstück ein quaderähnlicher Körper ist, dessen von der Trägerschiene abgewandtes Ende eine zu der Grundplatte hin offene Ausnehmung besitzt, wobei dieses Ende aus den Kühlrippen herausragen kann.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein an sich bewährter Kühlkörper durch einfache Maßnahmen so verändert werden kann, daß seine Anbringung bzw. Entfernung aus einem Gehäuse sehr einfach ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Innenraum eines Gehäuses, der für diese Kühlkörper vorgesehen ist, deutlich besser ausgenutzt ist. Dies alles wird erreicht, ohne die Eigenschaften des Kühlkörpers, insbesondere seine Wärmeabgabe, zu beeinträchtigen. Da es sich bei der Erfindung nur um Bauteile handelt, die zum einen einfache geometrische Figuren sind und zum anderen bei anderen Einrichtungen erfolgreich und mehrfach eingesetzt wurden, sind wiederkehrende Kontrollen hinsichtlich der Erfindung praktisch kaum erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kühlkörper und

Fig. 2 den in Fig 1 dargestellten Kühlkörper, der eine Trägerschiene aufweist.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Kühlkörper für wärmeabgebende Bauteile, wie Leistungstransistoren-Gleichrichter, weist eine Grundplatte 10 auf, bei der von der einen Seite, in den Figuren ist es die linke Seite, Kühlrippen 12,14 abstehen. Die andere Seite der Grundplatte weist Befestigungsmittel 16 für die nicht näher dargestellten Bauteile auf. Hier sind die Befestigungsmittel als Führungsnuten vorgesehen, die in parallel mit den Kühlrippen 12, 14 verlaufenden Seitenwänden ausgebildet sind. In diese Führungsnuten 16 können dann Platten eingeschoben werden, die die eigentlichen Bauteile tragen.

Für die Verbindung des Kühlkörpers mit einer Trägerschiene, die in einem nicht näher dargestellten Gehäuse angeordnet sein kann, sind Befestigungselemente vorgesehen. Diese Befestigungselemente bestehen aus Verankerungseinkerbungen 20, die in den von der Grundplatte 10 abgewandten Stirnseiten 22 der längsten Kühlrippen ausgebildet sind, sich quer zu diesen erstrecken und mit der Trägerschiene 24 verbindbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die axialen Längen sämtlicher Kühlrippen gleich groß. Das Befestigungselement besteht ferner aus mindestens einem verstellbaren Sicherungsstück 26, das während der Verbindung der Verankerungseinkerbungen 20 mit der Trägerschiene, diese hintergreift und festhält. Der Innenumriß der Verankerungseinkerbungen 20 ist ein längsgestrecktes Viereck dessen ein Endbereich 30 hinterschnitten ist. Die Trägerschiene 24 ist im wesentlich U-förmig und weist zwei Lappen 32,34 auf, deren Dicke kleiner ist als die Tiefe der Verankerungseinkerbungen 20. Der eine Lappen 34 ist in den hinterschnittenen Endbereich 30 der Verankerungseinkerbung 20 einsteckbar, während der andere Lappen 32 mit dem Sicherungsstück 26 zusammenarbeitet.

Das Sicherungsstück 26 ist in Richtung parallel zu der abgewandten Stirnseite 22 der Kühlrippen 12,14 verstellbar und zwischen zwei benachbarten Kühlrippen gelagert. Um eine aufschnappbare Verbindung zwischen der Trägerschiene 24 und dem Kühlkörper herzustellen, ist das Sicherungsstück 26 mit einer Feder 36 belastet, die das Sicherungsstück 26 gegen die Trägerschiene 24 drückt. Das Sicherungsstück 26 verjüngt sich zu der Trägerschiene 24 hin, und zwar keilförmig. Da das Sicherungsstück 26 ein quaderähnlicher Körper ist, dessen von der Trageschiene 24 abgewandtes Ende eine zu der Grundplatte 10 hin offene Ausnehmung 41 besitzt, kann dieses als Riegelstück ausgebildete Sicherungsstück von der Trägerschiene 24 ohne weiteres gelöst werden.

Der im folgenden Ausführungsbeispiel dargestellte Kühlkörper stellt gleichzeitig auch ein Gehäuse eines Elektroniksystems dar, und ist ohne Zwischenplatten unmittelbar auf die DIN-Trägerschiene 24 aufschnappbar. Soll nun der Kühlkörper mit der Trägerschiene 24 verbunden werden, dann wird zunächst der untere Lappen 34 in den unteren hinterschnittenen Endbereich 30 der Verankerungseinkerbungen 20 eingelegt und dann wird der Kühlkörper gegen die Trägerschiene 24 gedrückt. Hierbei wirkt der obere Lappen 32 gegen den verjüngten Bereich des Sicherungsstückes 26. Aufgrund der Keilwirkung bewegt sich das Sicherungsstück 26 nach oben, und zwar solange, bis die obere Kante des Lappens 32 mit der unteren Kante des Sicherungsstückes 26 zusammenarbeitet. Da das Sicherungsstück 26 so bemessen ist, daß zwischen seiner der Grundplatte 10 zugewandten Seite und den Verankerungseinkerbungen 20 ein Freiraum besteht, der so bemessen ist, daß hier die Lappen 32 aufgenommen werden können, kann der mit dem Lappen 32 zusammenarbeitende Bereich des Sicherungstückes 26 diesen Lappen aufschnappen, da daß Sicherungstück 26 durch die Feder 36 gegen die Trägerschiene 24 gedrückt wird. Eine sichere Verbindung ist schon deswegen gewährleistet, weil das Sicherungsstück 26 in Führungsrillen der Kühlrippen 12,14 geführt ist.

Soll nun dieser Kühlkörper von der Trägerschiene 24 gelöst werden, dann kann der Benutzer dies so erreichen, daß er beispielsweise einen Schraubenzieher in die Ausnehmung 41 des Sicherungsstückes 26 einführt und dieses nach oben bewegt, und zwar solange, bis keine Verbindung zwischen der Verjüngung des Sicherungsstückes 26 mit dem Lappen 32 besteht. Ist dieser Punkt erreicht, dann kann der Kühlkörper von der Trägerschiene 24 gelöst werden.

Claims

1. Kühlkörper für wärmeabgebende Bauteile, wie Leistungstransistoren und Gleichrichter, mit einer Grundplatte, bei der von der einen Seite Kühlrippen abstehen, während ihre andere Seite Befestigungsmittel für die Bauteile besitzt, und mit Befestigungselementen, mittels derer der Kühlkörper z.B. mit einer Trägerschiene eines Gehäuses für den Kühlkörper verbindbar ist, gekennzeichnet durch Verankerungseinkerbungen (20), die in den von der Grundplatte (10) abgewandten Stirnseiten (22) der längsten Kühlrippen (12,14) ausgebildet sind, sich quer zu diesen erstrecken und mit der Trägerschiene (24) verbindbar sind, und mindestens ein verstellbares Sicherungsstück (26), das während der Verbindung der Verankerungseinkerbungen (20) mit der Trägerschiene (24) diese hintergreift und festhält.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumriß der Verankerungseinkerbungen (20) ein längsgestrecktes Viereck ist, dessen ein Endbereich (30) hinterschnitten ist.

3. Kühlkörper nach Anspruch 2, der mit einer im wesentlichen U-förmigen Schiene mit abgebogenen Lappen verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Verankerungseinkerbungen (20) größer ist als die Dicke der Lappen (32, 34).

4. Kühlkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lappen (34) in den hinterschnittenen Bereich (30) der Verankerungseinkerbung (20) einsteckbar ist, während der andere Lappen (32) mit dem Sicherungsstück (26) zusammenarbeitet.

5. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsstück (26) in Richtung parallel zu der abgewandten Stirnseite (22) der Kühlrippen (12,14) verstellbar ist.

6. Kühlkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsstück (26) zwischen zwei benachbarten Kühlrippen (12, 14) in Nuten (42) gelagert ist.

7. Kühlkörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsstück (26) mit einer Feder (36) zusammenarbeitet, die es im wirksamen Zustand gegen die Trägerschiene (24) drückt.

8. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Sicherungsstück (26) zu der Trägerschiene (24) hin keilförmig verjüngt.

9. Kühlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Sicherungstück (26) von der Trägerschiene (24) zu den Kühlrippen (12, 14) hin verjüngt.

10. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsstück (26) ein quaderähnlicher Körper ist, dessen von der Trägerschiene (24) abgewandtes Ende eine zu der Grundplatte (10) hin offene Ausnehmung (40) besitzt.

11. Kühlkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ende aus den Kühlrippen (12, 14) herausragt.

12. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsstück (26) eine Nase (41) besitzt, die mit der Feder zusammenarbeitet.