DE7913126U1

DE7913126U1 - Kuehlkoerper aus stranggepresstem aluminium fuer leistungshalbleiter

Info

Publication number: DE7913126U1
Application number: DE19797913126
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1979-08-23

Description

- 3 - PBE 79/7

Die Neuerung betrifft einen Kühlkörper aus stranggepreßtem Aluminium, der mit einem plattenartigen Basisteil und mit einer Anzahl Kühlplatten, die parallel hintereinandergereiht und miteinander fluchtend orthogonal auf dem plattenartigen Basisteil stehen und einseitig von diesem abstehen, für Luftselbstkühlung sowie für Zwangskühlung von Leistungshalbleiterbauelementen, die einzeln oder zu mehreren eine elektrische Schaltung bilden, auf einer Auflagefläche der freien ebenen Hauptfläche des Basisteils montiert sind, ausgeformt ist.

Ein derartiger Kühlkörper ist in der Grundbaufnrm und Konstruktion bekannt z.B. durch i

"Bauelemente der Seifert electronic" f

März 1978 \

Ing. Rolf Seifert, 5828 "Snnepetal 1

Kühlkörper mit der eingangs angegebenen Grundbauform sind für die Kühlung einzelner, oder wie durch DE-GN 67 53 139 bekannt, | z.B. in länglichen Bauformvarianten für die Kühlung mehrerer | Leistungshalbleiterbauelemente ausgebildet.

Es besteht die Aufgabe der Neuerung, einen Kühlkörper der eingangs angegebenen Bauform zu schaffen, der mit einer stärkeren Kühlwirkung als die oben angeführten bekannten Kühlkörper aus- ) gestattet ist und mit einem geringen Aufwand an Aufbaumitteln h als selbständige Stromrichterbaueinheit mit einem Kühlkanal j| für Zwangskühlung mehrerer in Stromrichterschaltung miteinan- i der verbundener Leistungshalbleiterbauelemente ausbildbar ist.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die im Schutzanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst, und zwar dadurch, daß bei einem Kühlkörper mit den eingangs angegebenen Merkmalen die Reihe der hintereinandergereihten Kühlplatten beiderseits von

• I lit

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zwei plattenförmigen Seitteilen abgeschlossen ist, die parallel zu den Kühlhauptflächen der Kühlplatten, dieselben in der Längsrichtung überlappend, ausgerichtet sind und die ebenfalls von dem plattenartigen Basisteil orthogonal abstehen, und daß diese Seitteile durch einen die ganze Breite der Kühlplatten ungefähr in der Mitte von deren Länge orthogonal durchdringenden Steg miteinander verbunden sind.

Einigen Ausgestaltungen der Neuerung entsprechend ist

die Länge der Seitteile des Kühlkörpers ungefähr gleich dem Abstand zwischen diesen (zwei) Seitteilen bemessen (Schutzanspruch 2). Dadurch wird für die Luftkühlung ein Strömungskanal mit einem nahezu quadratischen Querschnitt und somit ein optimal geringer Strömungswiderstand durch optimale Nutzung des Kühlluftstromes, insbesondere bei der Zwangskühlung, geschaffen. Begrenzt wird der Kühlluftkanal zunächst an drei Seiten, nämlich den beiden Seitteilen und der Seitfläche des plattenförmigen Basisteils, von der die Kühlplatten abstehen. Um eine vierte Seite bilden zu können und damit den Kühlluftkanal allseitig zu begrenzen,

haben die erwähnten zwei Seitteile an deren aneinander zugewandten Hauptflächen je zwei sporenförmige Vorsprünge, die parallel miteinander und parallel zu dem wie auch in gleichen Abständen von dem plattenförmigen Basisteil unmittelbar nebeneinander verlaufend, zwei Nuten bilden (Anspruch 4). Damit kann die fehlende vierte Seite des Kühlkanals z.B. durch ein geeignet bemessenes Stück Blech gebildet werden, das nur einfach in diese Nuten eingeschoben zu werden braucht.

Es sind ferner die Seitteile kurz vor deren freien Enden,

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d.h. vor der Breitseitkante eines jeden Seitteils im rechten Winkel umgebogen (Anspruch 3), so daß je ein Außenflansch der Seitteile für die Befestigung des Kühlkörpers und damit einer ganzen kompakt zusammengesetzten Stromrichterbaueinheit an einem tragfähigen Bauteil gebildet ist.

Schließlich haben die zwei Seitteile je eine Fortsetzung, die an der vom Kühlkanal abgewandten Hauptfläche des plattenförmigen Basisteils im rechten Winkel abstehen, so daß von den Fortsetzungen die Auflageflächen mit den hierauf monierten Halbleiterbauelementen eines Stromrichters umgeben wird, und die freien Enden dieser Fortsetzungen sind als Mutternspuren ausgeformt (Anspruch 5) zur Aufnahme zusätzlicher Bestandteile, wie z.B. Sicherungen, Schutzmittel und dgl., einer Stromrichterbaueinheit .

| Vorteile der Neuerung werden besonders darin gesehen, daß eine ϊ erhöhte und verstärkte Kühlwirkunr de^ Kühlkörpers durch die ;, Ausbildung eines Querstegs etwa in der Mitte des Strangp^ofiles j der Kühlplatten ohne Erschwerung des Strangpressverfahrens, d.h., daß sich ein günstiger Materialfluß im Kühlprofil bei der Herstellung derartiger Kühlkörper ergibt, sowie auch ohne

j Überbeanspruchung des Strangpresswerkzeuges bei dieser Herstel-

ϊ lung erzielbar ist. Durch das insgesamt geschaffene Kuhlprofil wird auch ein im ganzen Kühlkanal günstig geführter Luftstrom erreicht.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Feuerung ein nach dem Strangpressverfahren hergestellter Kühlkörper im Querschnitt, d.h. durch ein Schnittbild dargestellt.

Der Grundbauform entsprechend hat der Kühlkörper ein platten-

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I förmiges massives Basisteil 3, speziell hier mit zwei ebenen

I Hauptflachen 31 und 32, und eine Anzahl parallel hinterein-

jj ander gereihter Kühlplatten 6, die orthogonal auf dem Basisteil

\ stehen und einseitig von diesem (an der Hauptfläche 32) ab-

\ stehen. Von der freien Hauptfläche 31 ist ein Teil al? eine

J ebtne Auflagefläche 31- für die Montage von Leistungshalb- '^k leiterbauelementen ausgebildet. Die Reihe der Kühlplatten 5

ist beiderseits von zwei ebenso plattenförmigen Seitteilen und 2' abgeschlossen und eingefaßt, welche parallel zu den Kühlplatten ausgerichtet sind und dieselben nur in der Längsrichtung überlappen (die Seitteile sind langer als die Kühlplatten) und wache ebenfalls von dem plattenförmigen Basisteil 3 orthogonal abstehen. Diese Seitteile sind vor ihrem freien Ende, nämlich vor der Breitseitkante 21 und 21', im rechten Winkel umgebogen zur Bildung je eines Außenflansches I 5 bzw. 5'· Ferner sind diese Seitteile 2 und 2¹ miteinander

I durch einen die Kühl platten 6 ungefähr in der Mitte der größ-

I ten Länge 1_& der Kühlplatten orthogonal durchdringenden

I Steg 1 verbunden.

f Die Länge 1_P der Seitteile 2 und 2¹ bis zu den Außenflanschen

I 5 bzw. 5¹ ist nahezu gleich dem Abstand dp derselben vonein-

: ander gewählt, damit ein etwa quadratischer Querschnitt l_p . d_p

£ eines zunächst an drei Seiten, speziell hier gebildeten Kühl-

I luftkanals festgelegt wird. Die Hauptfläche 32 ist durch die

1 in den Kühlkanal hineinragenden Kühlplatten 6 mehrfach unter-

jj brochen, jedoch wird mit dem ungefähr quadratischen Quer-

1 schnitt des Kühlkanals ein optimal geringer Strömungswiderstand der Kühlluft ermöglicht.

Die Seitteile 2 und 2¹ haben an den einander zugewandten I Hauptflächen je zwei Vorsprünge 23 und 24 bzw. 23' und 24^! ,

I die parallel zu der ebenen Hauptfläche 31 des Basisteils 3

in gleich großen Abstanden von 11 über die ganze Breite der I Seitteile unmittelbar nebeneinander verlaufen. Es bilden die

s zwei Vorsprünge 23 und 24 des Seitteils 2 und die zwei Vor-

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Sprünge 23' und 24-' des Seitteil 2^! je eine Eut.

Die insgesamt zwei Muten sind dazu "bestimmt , dass darin z.B. ein rechteckförmiges Stück Blech, mit einer länge d und einer Breite gleich, der Breite der Seitteile eingeführt werden kann , um damit den Kühlkanal allseitig zu begrenzen

An der Hauptfläche 31 ^"on 3 sind die Seitteile 2 und 2 ein Stücfofeit fortgesetzt . Diese Fortsetzangen Έ und Έ' umgeben die Auflagefläche 31 und sind an ihren freien Enden als riutternspuren M und M'zur Aufnahme zusätzlicher Stromrichter teile einer auf 31' zu montierenden Stromrichterschaltung bestimmt =

Die Kühlwirkumg eines Kühlkörpers ist im wesentlichen mitbes timmt durch die Höhe des Verhältniswertes , der aus der Länge 1 und dem Abstand d^der Kühlplatten voneinander gebil det ist . Dieser Wert kann infolge der Mittenteilung der Kühlplattenlänge durch den Steg 1 , bezogen auf die gesamte Läige 16 der Kühlplatten etwa zweimal so hoch wie der Verhält niswert gewählt werden , welcher bei der Herstellung eines Strangprofils nach dem Stranpressverfahren möglich ist .

Claims

· in I Licentia Patent-Yerwaltungs-G.m. b .H. 6 ffrankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1 Mai 1979 EBE 79/7 "Kühlkörper aus stranggepreßtem Aluminium für Leistungshalbleiter" Schutzansprüche

1. Kühlkörper aus stranggepreßtem Aluminium, der mit einem plattenartigen Basisteil und mit einer Anzahl Kühlplatten, die parallel hintereinandergereiht und miteinander fluchtend orthogonal auf dem plattenartigen Basisteil stehen und einseitig von diesem abstehen, für Luftselbstkühlung sowie für Zwangskühlung von Leistungshalbleiterbauelementen, die einzeln oder zu mehreren eine elektrische Schaltung bilden, auf einer Auflagefläche der freien ebenen Hauptfläche des Basisteils montiert sind, ausgeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe der Kühlplatten (6) beiderseits von zwei plattenförmigen Seitteilen (2, 2¹) abgeschlossen ist, die parallel zu den Kühlhauptflächeη (61) der Kühlplatten, dieselben in Richtung ihrer Längserstreckung überlappend, ausgerichtet sind und ebenfalls von dem plattenartigen Basistsil (3) orthogonal abstehen, und daß diese Seitteile durch einen die ganze Breite der Kühlplatten ungefähr in der Mitte von deren Länge orthogonal durchdringenden Steg (1) miteinander verbunden sind.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Seitteile (2, 2') ungefähr gleich dem Abstand zwischen diesen ist.

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3· Kühlkörper nach. Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Seitteile (2, 2') vor deren freien Breitseitkanten (21, 21 ' ) im rechten Winkel zur Bildung je eines Außenflansch.es umgebogen sind.

4-. Kühlkörper nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (31 ' ) des plattenförmigen Basisteils (3) von zwei Fortsetzungen (ΐ", I") der zwei Seitteile (2, 2¹) umgeben wird, deren freie Enden als Mutternspuren (^i!·, 4-¹) ausgeformt sind.

5· Kühlkörper nach Anspruch. 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitteile (2, 2') an deren aneinander zugewandten Eauptflachen (22, 22') sjo.^enförmige Vorsprünge haben, die parallel zu und in gleichen Abständen von dem plattenförmigen Basisteil (3) ^mittelbar nebeneinander verlaufend, zwei Nuten bilden.