EP3356679A1 - Kompakte kühlvorrichtung mit auf einem kühlkörper aufgeklebtem radiallüfter - Google Patents

Kompakte kühlvorrichtung mit auf einem kühlkörper aufgeklebtem radiallüfter

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EP3356679A1
EP3356679A1 EP16784808.4A EP16784808A EP3356679A1 EP 3356679 A1 EP3356679 A1 EP 3356679A1 EP 16784808 A EP16784808 A EP 16784808A EP 3356679 A1 EP3356679 A1 EP 3356679A1
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EP
European Patent Office
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cooling device
fan
heat sink
plate
wall
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16784808.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hendrik Niemann
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Elektrosil GmbH
Original Assignee
Elektrosil Systeme der Elektronik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Elektrosil Systeme der Elektronik GmbH filed Critical Elektrosil Systeme der Elektronik GmbH
Publication of EP3356679A1 publication Critical patent/EP3356679A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3672—Foil-like cooling fins or heat sinks

Definitions

  • the invention relates to a cooling device, comprising a heat sink and arranged in a receiving area of the heat sink fan, wherein the fan is designed as a radial fan and is mounted by means of a fan bearing in a socket.
  • heat sinks For cooling of electrical components as well as for dissipating or radiating heat from electrical components usually heat sinks are used. In order to dissipate the heat, the heat sink on a material with good thermal conductivity. Furthermore, heatsinks may have different shapes and geometries to better dissipate or radiate the heat. For example, cooling fins may be provided on the heat sink to increase the effective surface area of the heat sink.
  • a fan is connected to a heat sink in a suitable manner.
  • Axial fans as well as radial fans are known in the prior art for this purpose.
  • Such fans usually have a fan made of plastic with blades for air promotion.
  • the fan is arranged in a plastic housing.
  • the fan housing usually has fastening elements, such as screw, for mounting the fan on the heat sink.
  • the object of the present invention is to design a cooling device with a cooling body and a radial fan connected to the cooling body in a particularly compact, cost-effective and EMC-compatible manner.
  • a cooling device comprising a heat sink and a fan arranged in or on a receiving region of the heat sink.
  • the fan is designed as a radial fan and mounted by means of a fan bearing in a socket.
  • the fan is thus connected in or on the receiving area of the heat sink to the heat sink.
  • the socket is glued in or on the receiving area on the heat sink.
  • the heat sink serves to dissipate the heat emitted by electrical and / or electronic components.
  • the heat sink is formed of a thermally conductive material.
  • the heat sink may consist of an aluminum-containing alloy and / or be manufactured as a die-cast part.
  • Under the receiving area on the heat sink is any suitable area for the arrangement of the fan to understand.
  • the receiving area may be arranged on or in the heat sink.
  • the receiving area for the arrangement of the fan may be provided on or on a side surface of the heat sink.
  • the receiving region can protrude into the heat sink or into a main body of the heat sink.
  • a fan is to be understood as a rotational-mechanical fan, for example a ventilator.
  • the fan generates a volume flow for the removal of warm air.
  • the fan is inventively designed as a radial fan. This favors a particularly flat or very compact design of the active cooling device.
  • the fan has a rotatable fan with fan blades.
  • the fan or the fan is mounted by means of a fan bearing in a socket.
  • such fans have a plastic housing in which the fan wheel is arranged.
  • the fan is partially from the Enclosed plastic housing.
  • the plastic housing has fastening means for fastening, for example, for screwing, the fan on the heat sink.
  • the socket in which the fan or the fan is mounted directly or indirectly glued to the heat sink.
  • the fan in contrast to the prior art, no additional housing, such as plastic housing on.
  • the fan has no housing part, which encloses the fan blades in some areas.
  • the housing of the radial fan is thus particularly preferably formed by the cooling device itself or at least partially by heat sink.
  • the socket is used to hold the fan bearing.
  • the bush is designed as a hollow body, for example in the form of a pipe or a pipe section.
  • the socket may be open on one side or both sides open.
  • the bush can have any suitable cross section, in particular a round cross section.
  • the socket is formed integrally with the heat sink and thus integrated into the heat sink.
  • the heat sink in or on the receiving area a protruding hollow body, for example in the form of a pipe or a piece of pipe, which forms the socket.
  • the heat sink in the receiving area on a heat sink opening for example, a hole through a bottom plate of the heat sink, which may be fully enclosed by the socket.
  • the active cooling device makes it possible, in particular, to provide a very compact, in particular very flat, cooling device without unnecessary perforations, for example holes, for fastening the fan. This ensures the required EMC shielding of the active cooling device.
  • the cooling device can be used for a wireless charging station, eg for a mobile phone, smartphone or a tablet computer.
  • the fact that the socket is glued directly or indirectly to the heat sink, can also be dispensed with a housing for the fan. This promotes the air promotion or the air flow and allows an even more compact design of the active cooling device.
  • the bushing preferably has a plate at a front end. Through this plate, a contact surface for the installation of the socket is formed on the heat sink. Between the plate and the heat sink, an adhesive layer is arranged, by means of which the socket is glued to the heat sink. Thus, a contact surface for the fan on the heat sink is formed by the end face plate arranged on the one hand and on the other increases the adhesive surface.
  • the adhesive layer can be applied to the plate, for example in the form of an adhesive film. After removing a protective film then the fan can be placed or glued to the heat sink.
  • the plate is preferably designed such that in this way a substantially planar contact surface or adhesive surface is formed.
  • the plate is annular and has an inner diameter and an outer diameter.
  • the outer diameter is greater than a diameter of a bushing opening for receiving the fan bearing.
  • the annular plate is preferably in the region of an end face of the bushing circumferentially and radially projecting, that is arranged substantially perpendicular to the lateral surface of the sleeve.
  • the annular plate is arranged completely around the outer surface of the bushing around.
  • the inner diameter of the annular plate substantially corresponds to the diameter of the bushing opening for receiving the fan bearing.
  • the adhesive surface formed by the plate is not directly below the bushing opening, but arranged around the opening.
  • the outer diameter of the annular plate is preferably smaller than a fan diameter of the fan.
  • the plate preferably has an opening, particularly preferably a plurality of openings.
  • the opening may be formed as a hole through the plate.
  • a plurality of openings are spaced from each other.
  • the opening can have any suitable shape, for example a round or angular shape.
  • the opening through the plate or the openings through the plate facilitate the positioning and fixing of the socket in the receiving area on the heat sink.
  • corresponding projections may be provided, on which the socket or the plate can be placed. A rotation of the socket after placement is thus avoided in a particularly advantageous manner.
  • the thickness of the plate is preferably less than half the length of the bushing. Particularly preferably, the thickness of the plate is less than 1/4 of the length of the sleeve. Most preferably, the thickness of the plate is less than 1/8 of the length of the sleeve. Since the socket is glued to the heat sink in the region of the plate and not screwed, the thickness of the plate can be made particularly thin. This also achieves a particularly compact, in particular flat, design of the active cooling device.
  • the bush preferably has plastic or is preferably made of plastic.
  • the bushing is particularly preferably formed integrally with the plate.
  • the plate also has plastic or is also made of plastic.
  • the adhesive layer preferably has a thickness of between 0.5 mm and 2 mm, more preferably between 0.6 mm and 1.5 mm, and most preferably between 0.8 mm and 1.2 mm.
  • An adhesive layer having a thickness in this aforementioned range has a sufficient elasticity and is also vibration-absorbing.
  • the adhesive layer comprises or consists of a reaction adhesive.
  • the reaction adhesive may be mono- or multi-component.
  • the adhesive layer comprises foam rubber or consists thereof. In a particularly advantageous manner, the adhesive layer is formed as sponge rubber adhesive tape.
  • the heat sink has a plurality of adjacent to the receiving area cooling fins.
  • the cooling fins are preferably longitudinal, that is along the length of the heat sink, arranged. Further, the cooling fins are preferably spaced from each other and arranged substantially over the entire width of the heat sink. Individual cooling ribs particularly preferably have different lengths.
  • the receiving area is at least partially enclosed by a wall arranged in regions around the receiving area.
  • the wall is part of the heat sink and bent or partially circular arc-shaped. Due to the special shape of the wall, the air flow is guided and deflected in a particularly suitable manner.
  • the wall is at least partially disposed between the cooling fins and the receiving area.
  • the cooling ribs are arranged substantially parallel to one another and at least one cooling rib is arranged perpendicularly away from the wall, wherein at least one further cooling rib is arranged substantially tangentially to the wall.
  • the wall encloses the receiving area, in which the fan is arranged, advantageously at least partially over the entire width of the heat sink.
  • the wall preferably separates the receiving region from the region in which the cooling ribs are arranged, such that the air flow generated by the fan is not conducted directly between individual cooling ribs, but is guided along the wall along the cooling ribs.
  • the wall has a curved course, such that in this way the air flow is conducted and accelerated in a particularly advantageous manner.
  • the wall furthermore preferably has a spiral geometry at least in regions.
  • the course of the wall follows a curve which has substantially the shape of a spiral turn.
  • the wall runs around the bushing in a curved manner at least in regions, with the distance between the bushing and the wall changing depending on the observer's perspective of individual points along the wall.
  • the distance between the socket and the wall is advantageously at different locations along the wall of different sizes. Particularly preferably, the distance between the socket and the wall at a plurality of locations along the wall of different sizes.
  • the distance between the socket and the wall along the wall in the direction of rotation of the fan increases continuously, at least in one area.
  • the area over which the distance between the socket and the wall continuously increases in the direction of rotation of the fan advantageously extends along a circle segment over an angle of more than 180 °.
  • the distance between the socket and the wall increases continuously in the direction of rotation of the fan along an arc length over more than half of a circular arc.
  • a recess is arranged in the receiving area, wherein the plate of the socket is arranged in the recess.
  • the recess particularly preferably has a round diameter which essentially corresponds to the outer diameter of the plate or is only slightly larger.
  • the recess is advantageously at least one projection, particularly preferably a plurality of projections arranged.
  • the projection (s) may have any suitable shape.
  • the projection or the projections are arranged and formed corresponding to an opening or with a plurality of openings through the plate.
  • the at least one projection projects into or through the opening in the plate of the socket.
  • no opening arranged through the heat sink in the receiving area, in particular in an area covered by the fan on the heat sink, no opening arranged through the heat sink.
  • the receiving area and the fan are at least partially covered by a single cover.
  • the fan is then placed between the heat sink and cover.
  • the heat sink together with the cover forms a housing for the fan.
  • the space in which the airflow is conveyed is thus enclosed by the heat sink from one side and the cover from the other side.
  • Surrounding this space is at least partially enclosed by the wall.
  • the socket is designed such that the fan can be clipped into the socket and / or pressed.
  • the fan in the interior of the bushing or radially outwardly projecting wedge-shaped projections may be provided.
  • the fan can thus be connected by means of positive engagement with the socket.
  • 1 is a perspective view of an active cooling device
  • 2 shows a plan view of an active cooling device
  • 3 is a plan view of a cooling device removed fan
  • Fig. 4a a perspective view of a cooling device
  • FIG. 5 shows a perspective view of a heat sink for a
  • FIG. 1 shows a perspective view of an active cooling device 100 with a fan 11 glued onto a heat sink 10 in a receiving region 12.
  • the fan 11 is mounted without a separate fan housing in a bush 13 (not shown in FIG. 1) and via this bushing 13 the heat sink 10 glued.
  • the receiving region 12 is arranged in one half of the heat sink 10 and extends in regions over the entire width of the heat sink 10. In the region of the other half of the heat sink 10, longitudinal and mutually parallel cooling fins 22 are arranged.
  • the cooling ribs 22 adjoin the receiving region 12 or an arcuate wall 23 running around the receiving region 12.
  • the wall 23 has essentially the shape of a spiral winding, so that the wall 23 or the receiving region 12 has a spiral geometry.
  • Figure 2 shows a plan view of the active cooling device 100 of Figure 1.
  • the diameter 21 of the fan and the direction of rotation 25 of the fan is located. It becomes clear from FIG. 2 that, due to the spiral geometry of the receiving area 12 or the wall 23 surrounding the receiving area 12 the distance between fan 11 and wall 23 along the wall 23 in the direction of rotation 25 of the fan increases. Furthermore, the bushing 13 or the plate 15 of the bush 13 is concealed in the top view of the active cooling device 100 by the fan 11 and thus can not be seen in FIG. 2, since the plate 15 has a smaller outside diameter 18 than the fan wheel.
  • FIG. 3 once again shows a top view of the cooling device 100, the fan 11 being removed for the sake of clarity.
  • the bushing 13 arranged in the receiving area 12 can be seen, which is glued onto the heat sink 10.
  • an adhesive layer (not shown in Figure 3) on the underside of the plate 15 of the sleeve 13 and thus between the plate 15 and the heat sink 10 is arranged.
  • the plate 15 is annular and arranged radially projecting from the outer wall of the bush 13 and forms a planar contact surface for abutment of the bushing 13 on the heat sink 10.
  • the plate 15 has two openings 32 through which projections 29a, 29b of the heat sink 10 protrude ,
  • the distance between the wall 23 and the bush 13 increases in the direction of rotation 25 of the fan 11 (not shown in FIG. 3) at least along an area which encloses a circle segment through an angle 27.
  • FIG. 4 a shows a perspective view of the cooling device 100 from FIG. 3 and thus with the fan 11 removed.
  • FIG. 4 b shows an embodiment of a cooling device 100, wherein the bush 13 is formed in one piece with the heat sink 10 and is thus integrated into the heat sink 10.
  • the heat sink 10 in or on the receiving area 12 on a protruding hollow body in the form of a tube or a piece of pipe, which forms the bushing 13.
  • a heat sink opening 33 is arranged in the form of a hole through a bottom plate of the heat sink 10, which is fully enclosed by the bush 13.
  • the fan 11 can be clipped into this integrated socket and / or pressed.
  • FIG. 5 shows the heat sink 10 of an active cooling device 100.
  • the recess 28 are two projections 29a, 29b for fixing and positioning the sleeve 13 (not shown in Figure 5) arranged.
  • the sleeve 13 is arranged with its plate 15 and adhered to the heat sink 10.
  • FIGS. 6a to 6c show the sleeve 13 with the annular plate 15.
  • the sleeve 13 is shown from a perspective view.
  • FIG. 6b shows a side view and
  • FIG. 6c shows a view of the underside of the bushing 13.
  • the bushing 13 has a bushing opening 19 with a diameter 20.
  • the fan 11 (not shown in FIGS. 6a to 6c) is mounted in the socket opening 19.
  • the diameter 20 of the bushing opening 19 substantially corresponds to the inner diameter 17 of the annular plate 15.
  • the plate 15 has a thickness 30 which is smaller by a multiple than the entire length 31 of the bushing 13th

Abstract

Um eine Kühlvorrichtung mit einem Kühlkörper und einem in oder an einem Aufnahmebereich des Kühlkörpers angeordneten Radiallüfter, der mittels eines Lüfterlagers in einer Buchse gelagert ist, besonders kompakt, kostengünstig und EMV-kompatibel auszubilden, ist die Buchse im oder am Aufnahmebereich auf den Kühlkörper geklebt oder ist die Buchse einstückig mit dem Kühlkörper ausgebildet.

Description

Kompakte Kühlvorrichtung mit auf einem Kühlkörper aufgeklebtem Radiallüfter Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, aufweisend einen Kühlkörper und einen in einem Aufnahmebereich des Kühlkörpers angeordneten Lüfter, wobei der Lüfter als Radiallüfter ausgebildet ist und mittels eines Lüfterlagers in einer Buchse gelagert ist.
Zur Kühlung von elektrischen Bauteilen sowie zum Abführen oder Abstrahlen von Wärme von elektrischen Bauteilen werden üblicherweise Kühlkörper eingesetzt. Um die Wärme ableiten zu können, weist der Kühlkörper ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit auf. Des Weiteren können Kühlkörper unterschiedliche Formen und Geometrien aufweisen, um die Wärme besser abführen oder abstrahlen zu können. Beispielsweise können Kühlrippen am Kühlkörper vorgesehen sein, um die effektive Oberfläche des Kühlkörpers zu vergrößern.
Um Wärme effektiver abführen sowie Wärme nicht nur von elektrischen Bauteilen abzuführen, sondern auch gleichzeitig eine ausreichende Kühlung sicherzustellen, werden sogenannte aktive Kühleinheiten verwendet. Hierzu wird beispielsweise ein Lüfter mit einem Kühlkörper in geeigneter Weise verbunden. Im Stand der Technik sind hierfür Axiallüfter sowie auch Radiallüfter bekannt. Derartige Lüfter weisen üblicherweise ein Lüfterrad aus Kunststoff mit Schaufeln zur Luftförderung auf. Das Lüfterrad ist in einem Kunststoffgehäuse angeordnet. Zur Lagerung des Lüfterrads im Kunststoffgehäuse können unterschiedliche Lüfterlager vorgesehen sein. Das Lüftergehäuse weist üblicherweise Befestigungselemente, beispielsweise Schraubverbindungen, zur Befestigung des Lüfters am Kühlkörper auf.
Stand der Technik
In der DE 295 05 830 Ul wird beispielsweise eine Anordnung zur Kühlung von elektrischen Bauelementen beschrieben. Die Anordnung besteht aus einem Kühlkörper mit einer Grundplatte und darauf angeordneten Kühlrippen sowie aus einem an dem Kühlkörper angeordneten Lüfter zum Erzeugen eines Luftstroms. Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung mit einenn Kühlkörper und einenn mit dem Kühlkörper verbundenen Radiallüfter besonders kompakt, kostengünstig und EMV-kompatibel auszubilden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kühlvorrichtung, aufweisend einen Kühlkörper und einen in oder an einem Aufnahmebereich des Kühlkörpers angeordneten Lüfter. Der Lüfter ist als Radiallüfter ausgebildet und mittels eines Lüfterlagers in einer Buchse gelagert. Der Lüfter ist somit im oder am Aufnahmebereich des Kühlkörpers mit dem Kühlkörper verbunden. Erfindungsgemäß ist die Buchse im oder am Aufnahmebereich auf den Kühlkörper geklebt.
Der Kühlkörper dient zum Abführen der von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen abgegebenen Wärme. Hierfür ist der Kühlkörper aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet. Beispielsweise kann der Kühlkörper aus einer Aluminium aufweisenden Legierung bestehen und/oder als Druckgussteil gefertigt sein. Unter dem Aufnahmebereich am Kühlkörper ist jeder geeignete Bereich zur Anordnung des Lüfters zu verstehen. Beispielsweise kann der Aufnahmebereich am oder im Kühlkörper angeordnet sein. Der Aufnahmebereich zur Anordnung des Lüfters kann auf oder an einer Seitenfläche des Kühlkörpers vorgesehen sein. Des Weiteren kann der Aufnahmebereich in den Kühlkörper bzw. in einen Grundkörper des Kühlkörpers hineinragen.
Unter Lüfter ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein rotationsmechanischer Lüfter, beispielsweise Ventilator, zu verstehen. Durch den Lüfter wird ein Volumenstrom zur Abführung von Warmluft erzeugt. Hierfür ist der Lüfter erfindungsgemäß als Radiallüfter ausgebildet. Dies begünstigt eine insbesondere flache bzw. sehr kompakte Bauform der aktiven Kühlvorrichtung. Der Lüfter weist ein rotierbares Lüfterrad mit Lüfterblättern auf. Der Lüfter bzw. das Lüfterrad ist mittels eines Lüfterlagers in einer Buchse gelagert.
Im Stand der Technik weisen derartige Lüfter ein Kunststoffgehäuse auf, in welchem das Lüfterrad angeordnet ist. Hierbei ist das Lüfterrad bereichsweise von dem Kunststoffgehäuse umschlossen. Das Kunststoffgehäuse weist Befestigungsmittel zur Befestigung, beispielsweise zum Verschrauben, des Lüfters am Kühlkörper auf.
Bei der erfindungsgemäßen aktiven Kühlvorrichtung ist die Buchse, in welcher der Lüfter bzw. das Lüfterrad gelagert ist, direkt oder indirekt auf den Kühlkörper geklebt. Bevorzugterweise weist der Lüfter im Gegensatz zum Stand der Technik kein zusätzliches Gehäuse, beispielsweise Kunststoffgehäuse, auf. Besonders bevorzugterweise weist der Lüfter kein Gehäuseteil auf, welches die Lüfterblätter bereichsweise umschließt. Das Gehäuse des Radiallüfters wird somit besonders bevorzugterweise durch die Kühlvorrichtung selbst bzw. zumindest bereichsweise durch Kühlkörper gebildet.
Die Buchse dient zur Aufnahme des Lüfterlagers. Hierfür ist die Buchse als Hohlkörper, beispielsweise in Form eines Rohrs bzw. eines Rohrstücks, ausgebildet. Die Buchse kann einseitig oder beidseitig offen ausgebildet sein. Ferner kann die Buchse jeden geeigneten Querschnitt, insbesondere einen runden Querschnitt, aufweisen. Unter direkt oder indirekt auf den Kühlkörper aufgeklebter Buchse ist zu verstehen, dass entweder die Buchse direkt, beispielsweise im Bereich eines stirnseitigen Endes der Buchse, auf den Kühlkörper geklebt ist oder über ein zusätzliches Zwischenstück auf den Kühlkörper geklebt ist.
Alternativerweise ist die Buchse einstückig mit dem Kühlkörper ausgebildet und somit in den Kühlkörper integriert. Hierfür kann der Kühlkörper im oder am Aufnahmebereich einen abstehenden Hohlkörper, beispielsweise in Form eines Rohrs bzw. eines Rohrstücks, aufweisen, welcher die Buchse ausbildet. Bevorzugterweise weist der Kühlkörper im Aufnahmebereich eine Kühlkörperdurchbrechung, beispielsweise ein Loch durch eine Bodenplatte des Kühlkörpers, auf, welche von der Buchse vollumfänglich umschlossen sein kann.
Durch die erfindungsgemäße aktive Kühlvorrichtung ist es insbesondere möglich, eine sehr kompakte, insbesondere sehr flache, Kühlvorrichtung ohne unnötige Durchbrechungen, beispielsweise Löcher, zur Befestigung des Lüfters bereitzustellen. Hierdurch wird die erforderliche EMV-Abschirmung der aktiven Kühlvorrichtung gewährleistet. Somit kann die Kühlvorrichtung für eine kabellose Ladestation, z.B. für ein Mobiltelefon, Smartphone oder einen Tablet-Computer, verwendet werden. Dadurch, dass die Buchse direkt oder indirekt auf den Kühlkörper geklebt ist, kann ferner auf ein Gehäuse für den Lüfter verzichtet werden. Dies begünstigt die Luftförderung bzw. den Luftstrom und ermöglicht eine noch kompaktere Ausgestaltung der aktiven Kühlvorrichtung.
Bevorzugterweise weist die Buchse an einem stirnseitigen Ende eine Platte auf. Durch diese Platte wird eine Anlagefläche zur Anlage der Buchse auf dem Kühlkörper gebildet. Zwischen der Platte und dem Kühlkörper ist eine Klebeschicht angeordnet, mittels welcher die Buchse auf den Kühlkörper geklebt ist. Somit wird durch die stirnseitig angeordnete Platte zum einen eine Anlagefläche für den Lüfter auf dem Kühlkörper gebildet und zum anderen die Klebefläche vergrößert. Die Klebeschicht kann beispielsweise in Form einer Klebefolie auf die Platte aufgebracht sein. Nach Abziehen einer Schutzfolie kann dann der Lüfter auf den Kühlkörper aufgesetzt bzw. aufgeklebt werden. Die Platte ist bevorzugterweise derart ausgebildet, dass hierdurch eine im Wesentlichen planare Anlagefläche beziehungsweise Klebefläche ausgebildet wird.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Platte ringförmig ausgebildet ist und einen Innendurchmesser sowie einen Außendurchmesser aufweist. Dabei ist der Außendurchmesser größer als ein Durchmesser einer Buchsenöffnung zur Aufnahme des Lüfterlagers. Die ringförmige Platte ist bevorzugterweise im Bereich eines stirnseitigen Endes der Buchse umlaufend und radial abstehend, das heißt im Wesentlichen senkrecht zur Mantelfläche der Buchse, angeordnet. Besonders bevorzugterweise ist die ringförmige Platte vollumfänglich um die Mantelfläche der Buchse herum angeordnet.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der Innendurchmesser der ringförmig ausgebildeten Platte im Wesentlichen dem Durchmesser der Buchsenöffnung zur Aufnahme des Lüfterlagers entspricht. Somit ist die durch die Platte ausgebildete Klebefläche nicht direkt unterhalb der Buchsenöffnung, sondern um die Öffnung herum angeordnet. Der Außendurchmesser der ringförmig ausgebildeten Platte ist bevorzugterweise kleiner als ein Lüfterraddurchmesser des Lüfters. Dadurch, dass die Buchse auf den Kühlkörper aufgeklebt ist, kann auf eine größere Platte verzichtet werden. Die Platte muss somit nicht umfänglich beziehungsweise in radialer Richtung über das Lüfterrad beziehungsweise über die Lüfterblätter hinausstehen, da der Lüfter nicht auf den Kühlkörper aufgeschraubt wird.
Die Platte weist vorzugsweise eine Durchbrechung, besonders bevorzugterweise mehrere Durchbrechungen auf. Die Durchbrechung kann als Loch durch die Platte ausgebildet sein. Bevorzugterweise sind mehrere Durchbrechungen beabstandet zueinander angeordnet. Die Durchbrechung kann jede geeignete Form, beispielsweise eine runde oder eckige Form, aufweisen. Die Durchbrechung durch die Platte bzw. die Durchbrechungen durch die Platte erleichtern das Positionieren und Fixieren der Buchse im Aufnahmebereich auf dem Kühlkörper. Beispielsweise können im Aufnahmebereich mit den Durchbrechungen durch die Platte korrespondierende Vorsprünge vorgesehen sein, auf die die Buchse beziehungsweise die Platte aufgesetzt werden kann. Ein Verdrehen der Buchse nach dem Aufsetzen wird somit in besonders vorteilhafter Weise vermieden.
Die Dicke der Platte ist vorzugsweise kleiner als eine halbe Länge der Buchse. Besonders bevorzugterweise ist die Dicke der Platte kleiner als 1/4 der Länge der Buchse. Ganz besonders bevorzugterweise ist die Dicke der Platte kleiner als 1/8 der Länge der Buchse. Da die Buchse im Bereich der Platte auf den Kühlkörper aufgeklebt und nicht aufgeschraubt wird, kann die Dicke der Platte besonders dünn ausgebildet sein. Auch hierdurch wird ein besonders kompaktes, insbesondere flaches, Design der aktiven Kühlvorrichtung erreicht.
Die Buchse weist bevorzugterweise Kunststoff auf oder besteht bevorzugterweise aus Kunststoff. Die Buchse ist besonders bevorzugterweise einstückig mit der Platte ausgebildet. Die Platte weist ebenfalls Kunststoff auf oder besteht ebenfalls aus Kunststoff.
Die Klebeschicht weist bevorzugterweise eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2 mm, besonders bevorzugterweise zwischen 0,6 mm und 1,5 mm, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 0,8 mm und 1,2 mm auf. Eine Klebeschicht mit einer Dicke in diesem vorgenannten Bereich weist eine genügende Elastizität auf und ist ferner schwingungsabsorbierend. Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Klebeschicht einen Reaktionsklebstoff aufweist oder daraus besteht. Der Reaktionsklebstoff kann einkonnponentig oder mehrkomponentig ausgebildet sein. Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Klebeschicht Moosgummi aufweist oder daraus besteht. In besonders vorteilhafter Weise ist die Klebeschicht als Moosgummi-Klebeband ausgebildet.
Bevorzugterweise weist der Kühlkörper mehrere an den Aufnahmebereich angrenzende Kühlrippen auf. Die Kühlrippen sind bevorzugterweise längsgerichtet, das heißt entlang der Länge des Kühlkörpers, angeordnet. Ferner sind die Kühlrippen bevorzugterweise beabstandet zueinander und im Wesentlichen über die gesamte Breite des Kühlkörpers angeordnet. Einzelne Kühlrippen weisen besonders bevorzugterweise unterschiedliche Längen auf.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der Aufnahmebereich durch eine bereichsweise um den Aufnahmebereich herum angeordnete Wand zumindest teilweise umschlossen ist. Die Wand ist Teil des Kühlkörpers und gebogen bzw. bereichsweise kreisbogenförmig ausgebildet. Durch die spezielle Formgebung der Wand wird der Luftstrom in besonders geeigneter Weise geführt und umgelenkt. Die Wand ist zumindest bereichsweise zwischen den Kühlrippen und dem Aufnahmebereich angeordnet. Besonders bevorzugterweise sind die Kühlrippen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und zumindest eine Kühlrippe senkrecht von der Wand weggerichtet angeordnet, wobei zumindest eine weitere Kühlrippe im Wesentlichen tangential zur Wand angeordnet ist. Die Wand umschließt den Aufnahmebereich, in welchem der Lüfter angeordnet ist, vorteilhafterweise zumindest bereichsweise über die gesamte Breite des Kühlkörpers. Ferner trennt die Wand den Aufnahmebereich vorzugsweise von dem Bereich in dem die Kühlrippen angeordnet sind, derart, dass der vom Lüfter erzeugte Luftstrom nicht direkt zwischen einzelne Kühlrippen geleitet wird, sondern entlang der Wand an den Kühlrippen vorbeigeleitet wird.
Des Weiteren weist die Wand einen Bogenverlauf auf, derart, dass hierdurch der Luftstrom geleitet und in besonders vorteilhafter Weise beschleunigt wird. Die Wand weist ferner bevorzugterweise zumindest bereichsweise eine Spiralgeometrie auf. Hierunter ist zu verstehen, dass der Verlauf der Wand einer Kurve folgt, welche im Wesentlichen die Form einer Spiralwindung aufweist. Die Wand verläuft dabei kurvenförmig zumindest bereichsweise um die Buchse herum, wobei sich je nach Betrachterperspektive von einzelnen Punkten entlang der Wand der Abstand zwischen Buchse und Wand verändert.
Der Abstand zwischen Buchse und der Wand ist vorteilhafterweise an mehreren Stellen entlang der Wand unterschiedlich groß. Besonders bevorzugterweise ist der Abstand zwischen Buchse und Wand an einer Vielzahl von Stellen entlang der Wand unterschiedlich groß.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der Abstand zwischen Buchse und Wand entlang der Wand in Drehrichtung des Lüfters zumindest in einem Bereich kontinuierlich zunimmt.
Der Bereich, über welchem der Abstand zwischen Buchse und Wand in Drehrichtung des Lüfters kontinuierlich zunimmt, erstreckt sich vorteilhafterweise entlang eines Kreissegments über einen Winkel von mehr als 180°. Somit ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Abstand zwischen Buchse und Wand in Drehrichtung des Lüfters entlang einer Bogenlänge über mehr als die Hälfte eines Kreisbogens kontinuierlich zunimmt.
Vorteilhafterweise ist im Aufnahmebereich eine Ausnehmung angeordnet, wobei die Platte der Buchse in der Ausnehmung angeordnet ist. Die Ausnehmung weist hierfür besonders bevorzugterweise einen runden Durchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Platte entspricht oder nur geringfügig größer ist. Durch die Ausnehmung im Aufnahmebereich kann die Buchse zum Verkleben auf den Kühlkörper besonders einfach positioniert werden. Des Weiteren wird hierdurch eine noch flachere Bauweise der aktiven Kühlvorrichtung gewährleistet.
In der Ausnehmung ist vorteilhafterweise mindestens ein Vorsprung, besonders bevorzugterweise mehrere Vorsprünge, angeordnet. Der Vorsprung bzw. die Vorsprünge können jede beliebige bzw. geeignete Form aufweisen. Besonders bevorzugterweise ist der Vorsprung bzw. sind die Vorsprünge korrespondierend mit einer Durchbrechung bzw. mit mehreren Durchbrechungen durch die Platte angeordnet und ausgebildet. Beim Aufsetzen der Buchse in die Ausnehmung ragt der mindestens eine Vorsprung in oder durch die Durchbrechung in der Platte der Buchse.
Bevorzugterweise ist im Aufnahmebereich, insbesondere in einem durch den Lüfter abgedeckten Bereich auf dem Kühlkörper, keine Durchbrechung durch den Kühlkörper angeordnet.
Des Weiteren sind der Aufnahmebereich und der Lüfter zumindest bereichsweise durch eine einzige Abdeckung abgedeckt. Der Lüfter ist dann zwischen Kühlkörper und Abdeckung angeordnet. Somit bildet der Kühlkörper zusammen mit der Abdeckung ein Gehäuse für den Lüfter. Der Raum, in welchem der Luftstrom gefördert wird, wird somit von der einen Seite durch den Kühlkörper und von der anderen Seite durch die Abdeckung eingeschlossen. Umlaufend wird dieser Raum zumindest bereichsweise von der Wand umschlossen. Besonders bevorzugterweise weist die Abdeckung Kunststoff auf oder besteht aus Kunststoff. Die Abdeckung dient sowohl zum Schutz des Lüfters sowie auch zur Leitung des Luftstroms in die gewünschte Richtung.
Bevorzugterweise ist die Buchse derart ausgebildet, dass der Lüfter in die Buchse eingeclipst und/oder eingepresst werden kann. Hierfür können im Inneren der Buchse oder radial nach außen abstehende keilförmige Vorsprünge vorgesehen sein. Der Lüfter kann somit mittels Formschluss mit der Buchse verbunden werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer aktiven Kühlvorrichtung,
Fig. 2: eine Draufsicht auf eine aktive Kühlvorrichtung, Fig. 3: eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung abgenommenem Lüfter,
Fig. 4a: eine perspektivische Ansicht einer Kühlvorrichtung
aufgeklebter Buchse und mit abgenommenem Lüfter,
Fig. 4b: eine perspektivische Ansicht einer Kühlvorrichtung
integrierter Buchse und mit abgenommenem Lüfter,
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers für eine
aktive Kühlvorrichtung, und
Fig.6a bis Fig. 6c: Ansichten einer Buchse zur Lagerung eines Lüfters und zum
Verbinden des Lüfters auf dem Kühlkörper.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer aktiven Kühlvorrichtung 100 mit einem in einem Aufnahmebereich 12 auf einen Kühlkörper 10 aufgeklebten Lüfter 11. Dabei ist der Lüfter 11 ohne separates Lüftergehäuse in einer Buchse 13 (nicht in Figur 1 gezeigt) gelagert und über diese Buchse 13 auf den Kühlkörper 10 aufgeklebt.
Der Aufnahmebereich 12 ist in einer Hälfte des Kühlkörpers 10 angeordnet und erstreckt sich bereichsweise über die gesamte Breite des Kühlkörpers 10. Im Bereich der anderen Hälfte des Kühlkörpers 10 sind längsgerichtete und parallel zueinander angeordnete Kühlrippen 22 angeordnet. Die Kühlrippen 22 grenzen an den Aufnahmebereich 12 bzw. an eine um den Aufnahmebereich 12 herum laufende bogenförmig ausgebildete Wand 23. Die Wand 23 weist im Wesentlichen die Form einer Spiralwindung auf, sodass die Wand 23 bzw. der Aufnahmebereich 12 eine Spiralgeometrie aufweist.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die aktive Kühlvorrichtung 100 aus Figur 1. In Figur 2 ist der Durchmesser 21 des Lüfterrads sowie die Drehrichtung 25 des Lüfterrads eingezeichnet. Dabei wird aus Figur 2 deutlich, dass aufgrund der Spiralgeometrie des Aufnahmebereichs 12 bzw. der um den Aufnahmebereich 12 umlaufenden Wand 23 der Abstand zwischen Lüfter 11 und Wand 23 entlang der Wand 23 in Drehrichtung 25 des Lüfters zunimmt. Des Weiteren ist die Buchse 13 bzw. die Platte 15 der Buchse 13 in der Draufsicht auf die aktive Kühlvorrichtung 100 durch den Lüfter 11 verdeckt und somit in Figur 2 nicht zu sehen, da die Platte 15 einen kleineren Außendurchmesser 18 als das Lüfterrad aufweist.
In Figur 3 ist nochmals eine Draufsicht auf die Kühlvorrichtung 100 gezeigt, wobei der besseren Übersicht halber der Lüfter 11 entfernt wurde. Somit ist in Figur 3 die im Aufnahmebereich 12 angeordnete Buchse 13 zu sehen, welche auf den Kühlkörper 10 aufgeklebt ist. Hierfür ist eine Klebeschicht (in Figur 3 nicht gezeigt) auf der Unterseite der Platte 15 der Buchse 13 und somit zwischen der Platte 15 und dem Kühlkörper 10 angeordnet. Die Platte 15 ist ringförmig ausgebildet und radial abstehend von der Außenwand der Buchse 13 angeordnet und bildet eine planare Anlagefläche zur Anlage der Buchse 13 auf dem Kühlkörper 10. Die Platte 15 weist zwei Durchbrechungen 32 auf, durch welche Vorsprünge 29a, 29b des Kühlkörpers 10 ragen.
Der Abstand zwischen der Wand 23 und der Buchse 13 nimmt in Drehrichtung 25 des Lüfters 11 (in Figur 3 nicht gezeigt) zumindest entlang eines Bereichs zu, welcher ein Kreissegment über einen Winkel 27 einschließt.
In Figur 4a ist eine perspektivische Ansicht der Kühlvorrichtung 100 aus Figur 3 und somit mit abgenommenem Lüfter 11 gezeigt.
Figur 4b zeigt eine Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 100, wobei ist die Buchse 13 einstückig mit dem Kühlkörper 10 ausgebildet und somit in den Kühlkörper 10 integriert ist. Hierfür weist der Kühlkörper 10 im oder am Aufnahmebereich 12 einen abstehenden Hohlkörper in Form eines Rohrs bzw. eines Rohrstücks auf, welcher die Buchse 13 ausbildet. Im Aufnahmebereich 12 ist eine Kühlkörperdurchbrechung 33 in Form eines Lochs durch eine Bodenplatte des Kühlkörpers 10 angeordnet, welche von der Buchse 13 vollumfänglich umschlossen ist. Der Lüfter 11 kann in diese integrierte Buchse eingeclipst und/oder eingepresst werden.
In Figur 5 ist der Kühlkörper 10 einer aktiven Kühlvorrichtung 100 gezeigt. Innerhalb der Ausnehmung 28 sind zwei Vorsprünge 29a, 29b zur Fixierung und Positionierung der Buchse 13 (in Figur 5 nicht gezeigt) angeordnet. In der Ausnehmung 28 wird die Buchse 13 mit dessen Platte 15 angeordnet und auf den Kühlkörper 10 aufgeklebt.
Figuren 6a bis 6c zeigen die Buchse 13 mit der ringförmig ausgebildeten Platte 15. In Figur 6a ist die Buchse 13 aus perspektivischer Sicht gezeigt. Figur 6b zeigt eine Seitenansicht und Figur 6c eine Sicht auf die Unterseite der Buchse 13. Die Buchse 13 weist eine Buchsenöffnung 19 mit einem Durchmesser 20 auf. In der Buchsenöffnung 19 wird der Lüfter 11 (in Figuren 6a bis 6c nicht gezeigt) gelagert. Der Durchmesser 20 der Buchsenöffnung 19 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser 17 der ringförmig ausgebildeten Platte 15.
Durch die ringförmig ausgebildete Platte 15 sind zwei kreisrunde Durchbrechungen 32 vorgesehen. Die Platte 15 weist eine Dicke 30 auf, welche um ein Vielfaches kleiner ist als die gesamte Länge 31 der Buchse 13.
Bezugszeichenliste
100 Kühlvorrichtung
10 Kühlkörper
11 Lüfter
12 Aufnahmebereich
13 Buchse
14 Stirnseitiges Ende der Buchse
15 Platte
16 Klebeschicht
17 Innendurchmesser der ringförmigen Platte
18 Außendurchmesser der ringförmigen Platte
19 Buchsenöffnung
20 Durchmesser der Buchsenöffnung
21 Lüfterraddurchmesser
22 Kühlrippen
23 Wand
24 Abstand zwischen Buchse und Wand
25 Drehrichtung des Lüfters
26 Bereich
27 Winkel
28 Ausnehmung
29a, 29b Vorsprung
30 Dicke der Platte
31 Länge der Buchse
32 Durchbrechung
33 Kühlkörperdurchbrechung

Claims

A n s p r ü c h e
1. Kühlvorrichtung (100), aufweisend einen Kühlkörper (10) und einen in oder an einem Aufnahmebereich (12) des Kühlkörpers (10) angeordneten Lüfter (11), wobei der Lüfter (11) als Radiallüfter ausgebildet ist, wobei der Lüfter (11) mittels eines Lüfterlagers in einer Buchse (13) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Buchse (13) im oder am Aufnahmebereich (12) auf den Kühlkörper geklebt ist, oder dass die Buchse (13) einstückig mit dem Kühlkörper ausgebildet ist.
2. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Buchse (13) an einem stirnseitigen Ende (14) eine Platte (15) aufweist, und wobei zwischen der Platte (15) und dem Kühlkörper (10) eine Klebeschicht
(16) angeordnet ist, mittels welcher die Buchse (13) auf den Kühlkörper (10) geklebt ist.
3. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Platte (15) ringförmig ausgebildet ist und einen Innendurchmesser
(17) sowie einen Außendurchmesser (18) aufweist, wobei der Außendurchmesser (18) größer als ein Durchmesser (20) einer Buchsenöffnung (19) zur Aufnahme des Lüfterlagers ist.
4. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Innendurchmesser (17) der ringförmig ausgebildeten Platte (15) im Wesentlichen dem Durchmesser (20) der Buchsenöffnung (19) zur Aufnahme des Lüfterlagers ist entspricht.
5. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (18) der ringförmig ausgebildeten Platte (15) kleiner ist als ein Lüfterraddurchmesser (21) des Lüfters (11).
6. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Platte (15) eine Durchbrechung (32), vorzugsweise mehrere Durchbrechungen aufweist.
7. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Dicke (30) der Platte (15) kleiner als eine halbe Länge (31) der Buchse (13) ist.
8. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Buchse (13) Kunststoff aufweist oder aus Kunststoff besteht.
9. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klebeschicht (16) eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,6 mm und 1,5 mm, besonders bevorzugterweise zwischen 0,8 mm und 1,2 mm, aufweist.
10. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klebeschicht (16) einen Reaktionsklebstoff aufweist oder daraus besteht.
11. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klebeschicht (16) Moosgummi aufweist oder daraus besteht.
12. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) an den Aufnahnnebereich (12) angrenzende Kühlrippen (22) aufweist.
13. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmebereich (12) durch eine bereichsweise umlaufende Wand (23) zumindest teilweise umschlossen ist.
14. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wand (23) einen Bogenverlauf aufweist und zur Leitung und Beschleunigung des Luftstroms ausgebildet ist.
15. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wand (23) bereichsweise eine Spiralgeometrie aufweist. lö. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Abstand (24) zwischen Buchse (13) und Wand (23) an mehreren Stellen entlang der Wand (23) unterschiedlich ist.
17. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Abstand (24) zwischen Buchse (13) und Wand (23) entlang der Wand (23) in Drehrichtung (25) des Lüfters (11) zumindest in einem Bereich (26) kontinuierlich zunimmt.
18. Kühlvorrichtung (100) gemäß Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bereich (26) ein Kreissegment über einen Winkel (27) von mehr als 180° einschließt.
19. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmebereich (12) eine Ausnehmung (28) angeordnet ist, wobei die Platte (15) in der Ausnehmung (28) angeordnet ist.
20. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Ausnehmung (28) ein Vorsprung (29a) angeordnet ist oder mehrere Vorsprünge (29a, 29b) angeordnet sind.
21. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Aufnahmebereich (12), insbesondere in einem durch den Lüfter (11) abgedeckten Bereich, keine Durchbrechung durch den Kühlkörper (10) angeordnet ist.
22. Kühlvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmebereich (12) und der Lüfter (11) zumindest bereichsweise durch eine Abdeckung abgedeckt sind.
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