EP3537034B1

EP3537034B1 - Kühlblech für elektronikbauteile in fahrzeugleuchten und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: EP3537034B1
Application number: EP18160902.5A
Authority: EP
Inventors: Thorsten Hornung; Viktor Covasala
Original assignee: Odelo GmbH
Current assignee: Odelo GmbH
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2038-03-09
Also published as: SI3537034T1; EP3537034A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlblech für Elektronikbauteile in Fahrzeugleuchten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einer Verbesserung der Kühlleistung von Kühlblechen für Elektronikbauteile in Fahrzeugleuchten.
Elektronikbauteile, wie etwa Dioden, sind in Fahrzeugleuchten weit verbreitet. Anschaulich ist dies etwa bei Fahrzeugleuchten mit kurz als Halbleiterlichtquellen bezeichneten, unter Stromdurchfluss lichtabstrahlenden Halbleiterdioden als Lichtquellen der Fall.
Eine Fahrzeugleuchte umfasst beispielsweise einen im Wesentlichen von einem Leuchtengehäuse und einer Lichtscheibe umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens ein gegebenenfalls zumindest zum Teil darin beherbergtes, mindestens eine Lichtquelle umfassendes Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte.
Beispiele für Fahrzeugleuchten sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Wiederholblinkleuchten, Ausstiegsleuchten, beispielsweise zur Umfeldbeleuchtung, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten, Rückfahrleuchten, sowie typischerweise hoch gesetzte dritte Bremsleuchten, so genannte Central, High-Mounted Braking Lights, Tagfahrleuchten, Scheinwerfer und auch als Abbiege- oder Kurvenlicht verwendete Nebelscheinwerfer, sowie Kombinationen hiervon.
Eine solche Kombination ist beispielsweise regelmäßig in den bekannten Heckleuchten verwirklicht. In diesen kommen beispielsweise Wiederholblinkleuchten, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten sowie Rückfahrleuchten zum Einsatz, um nur eine von vielen in Heckleuchten verwirklichten Kombinationen zu nennen. Weder erhebt diese Aufzählung Anspruch auf Vollständigkeit, noch bedeutet dies, dass in einer Heckleuchte alle genannten Leuchten kombiniert werden müssen. So können beispielsweise auch nur zwei oder drei der genannten oder auch anderer Leuchten in einem gemeinsamen Leuchtengehäuse einer Heckleuchte miteinander kombiniert sein.
Jede Fahrzeugleuchte erfüllt je nach Ausgestaltung eine oder mehrere Aufgaben bzw. Funktionen. Zur Erfüllung jeder Aufgabe bzw. Funktion ist eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgesehen. Lichtfunktionen sind beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Scheinwerfer eine die Fahrbahn ausleuchtende Funktion, oder bei einer Ausgestaltung als Signalleuchte eine Signalfunktion, wie beispielsweise eine Wiederholblinklichtfunktion zur Fahrtrichtungsanzeige oder eine Bremslichtfunktion zur Anzeige einer Bremstätigkeit, oder z.B. einer Begrenzungslichtfunktion, wie etwa einer Rücklichtfunktion, zur Sicherstellung einer Sichtbarkeit des Fahrzeugs bei Tag und/oder Nacht, wie etwa bei einer Ausgestaltung als Heckleuchte oder Tagfahrleuchte.
Jede Lichtfunktion muss dabei eine beispielsweise gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung erfüllen. Die Lichtverteilung legt dabei mindestens einzuhaltende, umgangssprachlich als Helligkeit bezeichnete Lichtströme in zumindest einzuhaltenden Raumwinkelbereichen fest. Je höher dabei die Helligkeit ist, um so weiter trägt die Lichtfunktion bzw. um so größer ist die kurz als Sichtweite bezeichnete Entfernung, aus der sie wahrgenommen werden kann.
Für die einzelnen Lichtfunktionen sind zum Teil unterschiedliche Helligkeiten bzw. Sichtweiten sowie zum Teil unterschiedliche Lichtfarben vorgegeben.
Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads bei der Umwandlung von elektrischem Strom in für das menschliche Auge sichtbares Licht kommen als Lichtquellen von Leuchtmitteln für Fahrzeugleuchten vermehrt Halbleiterlichtquellen zum Einsatz, allen voran anorganische Leuchtdioden sowie in wenigen Fahrzeugmodellen auch bereits organische Leuchtdioden.
Anorganische Leuchtdioden bestehen aus mindestens einem Lichtemittierende-Diode-Halbleiter-Chip, kurz LED-Chip, sowie wenigstens einer beispielsweise durch Spritzgießen angeformten, den mindestens einen LED-Chip ganz oder teilweise umhüllenden Primäroptik. Auch sind Fahrzeugleuchten bekannt, in denen reine LED-Chips ohne angeformte Primäroptiken zum Einsatz kommen.
Im Folgenden wird deshalb der Einfachheit halber nicht mehr zwischen anorganischer Leuchtdiode und LED-Chip unterschieden und statt dessen einheitlich der Begriff LED stellvertretend für beides verwendet, es sei denn, es ist explizit etwas anderes erwähnt.
Eine kurz als OLED (Organic Light Emitting Diode; OLED) bezeichnete organische Leuchtdiode ist ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien mit mindestens einer zwischen elektrisch leitenden, beispielsweise metallischen Schichten für Anode und Kathode eingeschlossen Emitterschicht. Die Stärke oder anders ausgedrückt Dicke der Schichten liegt in einer Größenordnung von etwa 100 nm. Typischerweise beträgt sie je nach Aufbau 100 nm bis 500 nm.
Die Schichten einer OLED sind nacheinander auf ein Substrat aufgebracht, welches gemeinsam mit einer auf die oberste Schicht aufgebrachten Verkapselung die Schichten der OLED gegen Wasser, Sauerstoff sowie gegen andere Umwelteinflüsse, wie etwa Kratzbeschädigung und/oder Druckbelastung schützt.
Im Unterschied zu anorganischen Leuchtdioden benötigen OLEDs keine einkristallinen Materialien. Im Vergleich zu LEDs lassen sich OLEDs daher in kostengünstiger Dünnschichttechnik herstellen. OLEDs ermöglichen dadurch die Herstellung flächiger Lichtquellen, die einerseits sehr dünn und andererseits als durch die Lichtscheibe einer Fahrzeugleuchte hindurch sichtbare leuchtende Fläche eingesetzt einen besonders homogenes Erscheinungsbild aufweisen.
Beispielsweise zur Verwirklichung einer über eine Lichtfunktion hinausgehenden Funktion einer Fahrzeugleuchte, aber auch zum Betrieb sowohl von LEDs, als auch von OLEDs als Lichtquellen für ein Leuchtmittel einer Fahrzeugleuchte können eine oder mehrere aus einem oder mehreren Elektronikbauteilen aufgebaute, mehr oder minder komplexe, kurz als Elektronikschaltungen bezeichnete elektronische Steuerschaltungen vorgesehen sein, die beispielsweise auf einem oder mehreren Leuchtmittelträgern eines Leuchtmittels angeordnet und in dem Leuchteninnenraum beherbergt sein können.
Ein einfaches Beispiel für eine Elektronikschaltung betrifft die Angleichung unterschiedlicher Helligkeiten einzelner LEDs oder von LED-Strängen innerhalb einer Gruppe gemeinsam betriebener, auf einem oder mehreren Leuchtmittelträgern angeordneter LEDs. Eine solche Elektronikschaltung besteht aus mindestens einem oder mehreren Vorwiderständen als Elektronikbauteile zur Anpassung der Vorwärtsspannung der LEDs an das Bordnetz. Beispielsweise ist bekannt, die LEDs im so genannten Binning nach Vorwärtsspannung und Intensität zu sortieren. Um Unterschiede zwischen mehreren LED-Strängen auszugleichen, die jeweils aus in Reihe geschalteten LEDs gleicher Vorwärtsspannung und Intensität bestehen, und um eine homogene Helligkeitsverteilung der benachbarten LED-Stränge aus LEDs mit unterschiedlicher Vorwärtsspannung und Intensität zu erhalten, wird zumindest jeder LED-Strang mit einem anderen Vorwiderstand versehen.
LEDs sowie OLDEs bedürfen darüber hinaus beim Einsatz als Lichtquelle insbesondere in Fahrzeugleuchten oft einer separaten Ausfallerkennung. Dies ist bedingt durch die geringe Leistungsaufnahme von LEDs und OLEDs im Allgemeinen. Beispielsweise ist ein in einem Fahrzeug untergebrachtes Steuergerät nicht in der Lage, eine dem Ausfall einer oder weniger LEDs oder OLEDs entsprechende Änderung der Leistungsentnahme aus dem Bordnetz zu erkennen, da eine hieraus resultierende Bordnetzspannungsänderung unterhalb der im normalen Betrieb eines Fahrzeugs auftretenden Bordnetzspannungsschwankungen liegt. Eine beispielsweise in der Fahrzeugleuchte untergebrachte Elektronikschaltung zur Ausfallerkennung erfasst den Ausfall einer oder mehrerer Leuchtdioden in der Fahrzeugleuchte z.B. mittels eines oder mehrerer Komparatoren und teilt dies dem Steuergerät mit.
Darüber hinaus können sowohl LEDs, als auch OLEDs weiterer Elektronikschaltungen bedürfen. Beispiele hierfür sind Elektronikschaltungen:

zur Regelung und/oder Steuerung der Helligkeit bzw. Leuchtkraft der LEDs und/oder OLEDs, beispielsweise durch eine pulsweitenmodulierte Taktung der Stromversorgung für einen außerhalb des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Bereichs gepulsten Betrieb,
zur Kompensation oder Vermeidung elektromagnetischer Störungen, beispielsweise aufgebaut aus Kondensatoren und/oder Ferriten,
zum Schutz der LEDs und/oder OLEDs z.B. vor einer Überspannung des Bordnetzes oder vor fehlerhafter Polung, beispielsweise umfassend eine oder mehrere Zenerdioden.

Zusammengefasst muss für fast alle LED- und/oder OLED-Anwendungen eine mehr oder minder umfangreiche, für die speziellen LEDs und/oder OLEDs ausgelegte Elektronikschaltung z.B. auf den mindestens einen Leuchtmittelträger aufgebracht werden. Die Elektronikschaltung umfasst im einfachsten Fall einen Vorwiderstand und eine Schutzdiode, kann aber je nach Anwendung auch wesentlich mehr Elektronikbauteile enthalten, wie z.B. Mikrokontroller bzw. Kontroller, Komparatoren, Transistoren, Schutzdioden, elektrische Widerstände z.B. als Vorwiderstand, Kondensatoren, Ferrite, etc.
Somit umfasst ein Leuchtmittel mit einer oder mehreren LED und/oder OLED als Lichtquelle meist zusätzlich zu einer oder mehreren aufgrund ihres Diodenaufbaus selbst Elektronikbauteile darstellenden LEDs und/oder OLEDs zumindest ein weiteres zuvor genanntes Elektronikbauteil. Demnach kann ein Leuchtmittel mit einer oder mehreren LEDs und/oder OLEDs als Lichtquellen neben der mindestens einen LED und/oder OLED zumindest noch über ein weiteres Elektronikbauteil verfügen.
Die mindestens eine Lichtquelle eines Leuchtmittels und wenigstens ein weiteres Elektronikbauteil können auf einem gemeinsamen, einen Leiterbahnträger darstellenden Leuchtmittelträger, oder auf räumlich getrennten, untereinander beispielsweise durch einen Kabelbaum oder einen oder mehrere Teile eines Kabelbaums elektrisch verbundenen Leiterbahnträgern, von denen wenigstens einer den Leuchtmittelträger bildet, angeordnet sein.
Bei den in Verbindung mit einem Leuchtmittelträger zum Einsatz kommenden Leiterbahnträgern handelt es sich um Leiterbahnträger, wie sie auch zur elektrischen Verschaltung von Elektronikbauteilen beispielsweise zur Ansteuerung von anderen Leuchtmitteln, als LEDs und OLEDs, verwendet werden.
Leiterbahnträger können beispielsweise als so genannte Leiterplatten starr, oder als so genannte, auch als Leiterbahnflexfolien bezeichnete Flexplatinen biegsam, beispielsweise elastisch oder biegeschlaff verformbar ausgeführt sein. Daneben sind in MID-Technik (MID-Technik: Molded-Interconnect-Device-Technik) hergestellte spritzgegossene Schaltungsträger bekannt, welche in Gestalt eines Bauteils beispielsweise einer Fahrzeugleuchte mit integrierten Leiterbahnen in Spritzgusstechnik hergestellt werden und neben ihrer Funktion zur elektrischen Kontaktierung beispielsweise von Elektronikbauteilen und/oder Lichtquellen gleichzeitig eine mechanische Funktion der Fahrzeugleuchte übernehmen, beispielsweise eine Anordnung von Lichtquellen entlang einer vorgegebenen Geometrie unter gleichzeitiger Ausbildung eines Reflektors.
Weit verbreitetste Leiterbahnträger sind kurz als Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung (printed circuit board, PCB) bezeichnete, starre Leiterplatten.
Eine Leiterplatte ist ein Träger für Elektronikbauteile. Sie dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung. Nahezu jedes elektronische Gerät enthält eine oder mehrere Leiterplatten.
Allen Halbleiterlichtquellen gemein ist deren schnelles Ansprechen mit dem Beginn eines Stromdurchflusses in Durchlassrichtung, entsprechend deren im Gegensatz beispielsweise zu als Lichtquellen von Leuchtmitteln in Fahrzeugleuchten ebenfalls eingesetzten konventionellen Lichtquellen, wie Glühlampen und Gasentladungslampen verzögerungsfreier, sofortiger Lichtabstrahlung einhergehend mit einer im Vergleich zu konventionellen Lichtquellen höheren Lichtausbeute bei gleichem Energiebedarf beziehungsweise verringertem Energiebedarf bei gleicher Lichtabstrahlung.
Neben ihren vielen Vorteilen weisen Halbleiterlichtquellen jedoch ebenso wie die in zu deren Betrieb notwendigen Elektronikschaltungen eingesetzten, insbesondere auf Halbleitertechnologie aufbauenden Elektronikbauteile den Nachteil einer mit steigender Temperatur beschleunigten Alterung bis hin zur völligen Zerstörung auf.
Ein wesentlicher Kostenfaktor von Elektronikschaltungen in Fahrzeugleuchten, wie etwa in Heckleuchten, und/oder in Verbindung mit Elektronikbauteilen in Fahrzeugleuchten, wird durch die notwendige Kühlung der Elektronikbauteile oder zumindest eines Teils der Elektronikbauteile verursacht.
Ein Kühlblech umfasst in der Regel einen Teilbereich, der thermisch an eine Wärmequelle angekoppelt wird, beispielsweise an eine mit in während deren Betrieb wärmeabgebenden Elektronikbauteilen bestückte Leiterplatte, oder unmittelbar an ein oder mehrere während deren Betrieb wärmeabgebende Elektronikbauteile. Die Ankopplung erfolgt zum Beispiel mit einem thermisch leitfähigen Kleber. Darüber hinaus umfasst es einen ausschließlich der Wärmeabgabe dienenden, anderen Teilbereich. Der andere Teilbereich des Kühlblechs dient demnach als Kühlfläche, über die die im einen Teilbereich aufgenommene Wärme an die umgebende Luft abgegeben wird. Diese Anordnung führt zu einem gerichteten Wärmestrom vom an die Wärmequelle angekoppelten Teilbereich des Kühlblechs in Richtung des entfernten Endes der Kühlfläche. Um diesen Wärmestrom zu transportieren, ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit in Richtung des Wärmestroms wünschenswert. Quer zum Wärmestrom beziehungsweise quer zur Richtung des Wärmetransports, wird keine hohe Wärmeleitfähigkeit benötigt.
Ohne weitere Maßnahmen weist ein Blech keine bevorzugte Richtung seiner Wärmeleitfähigkeit auf.
Oft werden zur passiven Kühlung Kühlbleche aus einem insbesondere metallischen Werkstoff mit guter Wärmeleitung, wie etwa Aluminium eingesetzt. Von wesentlicher Bedeutung für die Kühlwirkung ist dabei die Größe der Oberfläche der Kühlbleche, weil die durch Wärmeübergang stattfindende Wärmeübertragung vom Kühlblech auf die im Leuchteninneraum der Fahrzeugleuchte enthaltene Luft einen thermischen Widerstand aufweist, der sehr viel größer ist als der thermische Widerstand der Wärmeleitung im Kühlblech. Die Wärmeleitfähigkeit der Kühlbleche selbst ist teilweise sogar um ein vielfaches höher als thermisch notwendig, weil die Dicke der Kühlbleche aufgrund mechanischer Anforderungen, insbesondere an die Biegesteifigkeit, nicht weiter reduziert werden kann.
Die Kühlbleche werden in der Regel aus Metallblechen gestanzt und in eine geeignete Form gebogen. Das Stanzen und Biegen kann in zwei Prozessschritten, aber auch als Stanzbiegen in einem Prozessschritt erfolgen.
Die Größe der Kühlbleche wird dabei entsprechend den thermischen Anforderungen gewählt. Die Form der Kühlbleche wird dabei überwiegend von den Platzanforderungen in der Fahrzeugleuchte bestimmt, die Größe wird so gewählt, dass ausreichend Oberfläche zur Wärmeabgabe an die im Leuchteninneraum der Fahrzeugleuchte enthaltene Luft vorhanden ist. Soweit dies vom verfügbaren Platz her möglich ist, wird die zur Wärmeabgabe an die Luft vorgesehene Oberfläche in der Einbauposition der Fahrzeugleuchte senkrecht gestellt, um den thermischen Widerstand des Wärmeübergangs durch teils auch als frei bezeichnete, gravitationsbedingte Konvektion zu verringern. Hierdurch unterstützt die freie Konvektion die Kühlung bestmöglich. Bei einer horizontal liegenden Platte ist die Kühlleistung geringer.
Durch DE 10 2012 012 853 A1 ist eine Lampe mit einem Beleuchtungskörper mit mehreren LEDs als Lichtquellen bekannt. Die LEDs sind mit Kühlzapfen wärmeübertragend, insbesondere wärmeleitend verbunden. Die Kühlzapfen geben in einem der Hauptlichtabstrahlung des Beleuchtungskörpers abgewandten rückwärtigen Bereich durch den Betrieb der LEDs entstehende Wärme durch Wärmeübergang an Luft einer Umgebung des Beleuchtungskörpers innerhalb der Lampe ab.
Grundsätzlich bekannt ist, Kühlbleche mit Schlitzen zu versehen, indem Partien des Kühlblechs entfernt werden. Dadurch wird die Gesamtfläche des Kühlblechs verkleinert, jedoch kann die Luftzirkulation verbessert werden, einhergehend mit einer Steigerung der Kühlleistung (Zusammenhang Reynolds- & Nusseltzahl).
Aus dem Stand der Technik ist dies etwa bei Kühlblechen an Läufern von sowohl Generatoren als auch Motoren umfassenden Elektromaschinen bekannt.
Durch DE 1 967 311 U ist bekannt, Kühlrippen eines elektrischen Stromrichters aus Kupfer herzustellen, wobei diese Querschlitze aufweisen, um ein Verziehen sowohl der Kühlrippen selbst, als auch eines Gefäßes, an welche diese angeschweißt sind, zu verhindern.
In statischen Anwendungen, bei denen sich höchstens durch gravitationsbedingte Konvektion eine Luftströmung einstellt, ist die zur Wärmeabgabe zur Verfügung stehende Oberfläche dadurch verringert, einhergehend mit einer Verschlechterung des Wärmeübergangs vom Kühlblech an die umgebende, im Leuchteninneraum einer Fahrzeugleuchte enthaltene Luft.
Durch US 2011 005 725 A1 ist eine Wärmesenke mit einem an ein plattenartiges, flächiges Wärmerohr angebundenen Kühlkörper bekannt. Das Wärmerohr ist mit einem Medium befüllt, welches an der Wärmequelle verdampft und an der Wärmesenke kondensiert. Die Rückführung des Mediums von der Wärmesenke zur Wärmequelle zur erneuten Verdampfung erfolgt durch Kapillarwirkung. Das Wärmerohr umfasst ein versiegeltes Gehäuse, eine als Dochtschicht ausgebildete Kapillare zur Rückführung des Kondensats und ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes Stützelement. Das Stützelement ist durch aufeinanderfolgendes Stanzen eines hochfesten Blechs von dessen gegenüberliegenden Seiten her geformt. Das Stützelement umfasst eine Vielzahl von Stützabschnitten und eine Vielzahl die Stützabschnitte verbindender rechteckiger Körper. Zwei benachbarte Stützabschnitte sind durch einen zwischen ihnen angeordneten Körper miteinander verbunden. In einer Querrichtung sind die Körper und die Stützabschnitte abwechselnd angeordnet. Jeder Stützabschnitt umfasst eine Vielzahl von die Dochtschicht an der oberen Innenseite des Gehäuses berührenden aufwärts gewölbten Teilen und eine Vielzahl von die Dochtschicht an der unteren Innenseite des Gehäuses berührenden abwärts gewölbten Teilen. In einer Längsrichtung sind die aufwärts und abwärts gewölbten Teile umschichtig angeordnet.
Durch CN 1404145 A ist eine Wärmesenke bekannt, die ein Kühlelement aus in Querrichtung abwechselnd auf- und abwärts gewölbten Kühlblechbögen umfasst. Die Kühlblechbögen sind in Längsrichtung durch Verbindungsabschnitte verbunden. In Längsrichtung folgt auf jeden Verbindungsabschnitt ein Kühlblechbogen, wobei die in Längsrichtung durch die Verbindungsabschnitte unterbrochen aufeinander folgend angeordneten Kühlblechbogen ebenfalls abwechselnd auf- und abwärts gewölbt sind.
Durch CN 202056819 U ist eine Wärmesenke mit rechtwinklig gebogenen Kühlblechen bekannt.
Durch US 2003 155 110A1 ist eine Wärmesenke mit einem schlangenlinienartig gebogenen Kühlblech bekannt. Die Längserstreckung des Kühlblechs, entlang welcher es schlangenlinienartig gebogen ist, verläuft hierbei orthogonal zum Wärmestrom. In dem Kühlblech sind quer zu dessen Längserstreckung Luftschlitze angeordnet, in denen aus der vom Kühlblech eingenommenen Fläche herausgedrehte Leitgitter angeordnet sind.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Kühlblechs mit verbesserter Wärmeabgabe an die umgebende, im Leuchteninneraum einer Fahrzeugleuchte enthaltene Luft, sowie die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Kühlblechs.
Die Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, den Zeichnungen sowie in der nachfolgenden Beschreibung, einschließlich der zu den Zeichnungen zugehörigen, wiedergegeben.
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach ein Kühlblech mit einer zur thermischen Ankopplung einer Wärmequelle vorgesehenen ersten Partie und mindestens einer mit der ersten Partie zumindest wärmeleitend verbundene und zur Wärmeabgabe vorgesehenen, zweiten Partie.
Die erste Partie umfasst oder bildet einen ersten Teilbereich des Kühlblechs, der zur Wärmeübertragung von einer Wärmequelle auf das Kühlblech thermisch an die Wärmequelle angekoppelt wird, beispielsweise an eine mit in während deren Betrieb wärmeabgebenden Elektronikbauteilen bestückte Leiterplatte, oder unmittelbar an ein oder mehrere während deren Betrieb wärmeabgebende Elektronikbauteile.
Die Ankopplung erfolgt insbesondere durch wärmeleitenden Kontakt, beispielsweise durch anschrauben und/oder anklemmen, beispielsweise unterstützt durch einen zwischen der Wärmequelle und zumindest der ersten Partie des Kühlblechs eingebrachten thermisch leitfähigen Kleber.
Die erste Partie kann einen Teil der unmittelbar in sie eingekoppelten Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs übertragen.
Die zweite Partie umfasst oder bildet einen zweiten Teilbereich des Kühlblechs, der zur Wärmeabgabe zumindest der durch Wärmeleitung von der ersten Partie in sie eingetragenen Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs dient.
Die zweite Partie dient damit zur Wärmeabgabe zumindest eines wesentlichen Teils der von einer Wärmequelle in die erste Partie des Kühlblechs eingetragenen Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs.
Jede zweite Partie umfasst mindestens ein von einer Grenze zur ersten Partie beabstandetes, distales Ende.
Bei einem Wärmeeintrag in die erste Partie stellt sich in jeder zweiten Partie ein gerichteter Wärmetransport von der Grenze zwischen der jeweiligen zweiten Partie und der ersten Partie hin zum jeweiligen distalen Ende der entsprechenden zweiten Partie ein.
Durch die stattfindende Wärmeübertragung von der zweiten Partie an die Umgebung nimmt der Wärmestrom innerhalb der zweiten Partie in Richtung des Wärmetransports ab.
Das Kühlblech zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Partie zumindest abschnittsweise zwischen ihrer Grenze zur ersten Partie und ihrem distalen Ende in mehrere in Richtung weg von der ersten Partie verlaufende, lamellenartige Streifen unterteilt ist.
Die Streifen verlaufen zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze zur ersten Partie und dem distalen Ende in mehreren vorzugsweise parallelen und zueinander versetzten Ebenen.
Die Streifen sind abwechselnd nach oben und nach unten aus der Blechebene herausgebogen.
Die Streifen sind zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze und dem distalen Ende um jeweils von der Grenze zum distalen Ende verlaufende Achsen verdreht angeordnet.
Zwischen den benachbarten Streifen sind so zumindest abschnittsweise jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume gebildet, durch welche hindurch Luft hindurchtreten kann.
Beispielsweise kann sich das Kühlblech dadurch auszeichnen, dass die Streifen zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze zwischen erster Partie und zweiter Partie und dem distalen Ende der zweiten Partie abwechselnd in zwei voneinander beabstandeten, parallel verlaufenden Ebenen versetzt angeordnet sind.
Benachbarte Streifen verlaufen dabei in verschiedenen Ebenen. Ein erster Streifen verläuft in einer ersten Ebene und ein zum ersten Streifen benachbarter zweiter Streifen in einer zweiten Ebene. Ein dritter, zum zweiten Streifen benachbarter Streifen verläuft wiederum in der ersten Ebene, ein vierter, zum dritten Streifen benachbarter Streifen wiederum in der zweiten Ebene und so weiter.
Die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen versetzt angeordneten, lamellenartigen Streifen spannen so zwei voneinander beabstandete, parallel verlaufende Ebenen auf.
Durch die versetzte Anordnung in den zwei voneinander beabstandeten Ebenen sind zwischen den benachbarten Streifen sind so zumindest abschnittsweise jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume gebildet, durch welche hindurch Luft hindurchtreten kann.
Die lamellenartigen Streifen bilden hierdurch nicht nur eine vergrößerte, offene Oberfläche des Kühlblechs, sie umgreifen darüber hinaus im Vergleich zu einer geschlossenen Oberfläche eines ungeschlitzten und nicht in zwei parallele Ebenen versetzt angeordnete Streifen aufweisenden Kühlblechs ein größeres Luftvolumen, einhergehend mit einem verbesserten Wärmeübergang zur umgebenden Luft.
Ohne weitere Maßnahmen weist ein Blech keine bevorzugte Richtung seiner Wärmeleitfähigkeit auf.
Durch die Unterteilung der zweiten Partie des erfindungsgemäßen Kühlblechs in parallele Streifen, die abwechselnd in zwei voneinander beabstandeten Ebenen verlaufen, weist die zweite Partie eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit weg von der ersten Partie auf, wohingegen die Wärmeleitfähigkeit innerhalb der zweiten Partie quer zu den lamellenartigen Streifen unterbunden ist.
Für das erfindungsgemäße Kühlblech wird der durch die mindestens eine zweite Partie gebildete Teilbereich, der zur Wärmeabgabe an die Luft dient, zumindest bereichsweise in Richtung des Wärmetransports geschlitzt und aufgebogen.
Vom Schlitzen ausgenommen bleibt die erste Partie. Sie umfasst einen oder mehrere Bereiche, in denen das Kühlblech geschlossen bleiben soll, zum Beispiel zur thermischen Ankopplung an eine Wärmequelle, wie etwa ein Elektronikbauteil oder ein anders Bauteil, wie etwa eine Leiterplatte, oder um das Kühlblech zu biegen.
Damit ist die hohe Wärmeleitfähigkeit für den Wärmetransport weg von der zur Wärmeeinkopplung von einer Wärmequelle vorgesehenen ersten Partie nicht nur weiterhin gegeben, sondern sogar durch einen größeren Volumenumgriff der in versetzten Ebenen verlaufenden Streifen einhergehend mit einem verbesserten Wärmeübergang an das Kühlblech umgebende Luft verbessert. Die Seitenränder der geschlitzten Bereiche erhöhen die Oberfläche zur Wärmeabgabe an die Umgebungsluft hierbei erheblich. Durch die größere Oberfläche wird die Kühlwirkung verbessert. Zusätzlich zur erhöhten Oberfläche entstehen Lücken im Kühlblech, durch die Luft hindurch dringen kann. Somit behindert ein horizontal eingebautes erfindungsgemäßes Kühlblech die Luftkonvektion weniger stark als ein herkömmliches, geschlossenes Kühlblech. Der Vorteil der Erfindung ist daher besonders groß, wenn die Platzverhältnisse in einer Fahrzeugleuchte einen senkrechten Einbau der Kühlflächen nicht erlauben.
In der praktischen Umsetzung muss die Richtung der Schlitze im Kühlblech nur näherungsweise der Richtung der Wärmeausbreitung im geschlossenen Kühlblech entsprechen. Auch bei deutlichen Abweichungen kann weiterhin ein ausreichender Wärmetransport sichergestellt sein. In der Praxis sind daher regelmäßig angeordnete Schlitze, die der erwarteten Richtung des Wärmetransports in etwa folgen, vollkommen ausreichend. Der Verlauf der Schlitze kann mit ausreichender Genauigkeit durch Einschätzung erfolgen. Es können jedoch auch Messungen oder Computersimulationen des Wärmestromes im Vollblech als Grundlage oder Hilfestellung für die Auslegung des Schlitzverlaufs eingesetzt werden.
Zudem kann die Form der Aufbiegungen so gewählt werden, dass sie eine zusätzliche Versteifung des Kühlblechs bewirken. Somit kann eventuell zusätzlich zu den Abmessungen Länge und Breite auch die Blechdicke gegenüber dem Stand der Technik verringert werden.
Vorzugsweise werden die Aufbiegungen so geformt, dass keine spitzen Ecken oder scharfe Kanten entstehen, um das Verletzungsrisiko bei der weiteren Handhabung im Umgang mit dem Kühlblech gering zu halten.
Die lamellenartigen Streifen können am von der ersten Partie beabstandeten distalen Ende der zweiten Partie in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Dort können die lamellenartigen Streifen quer zu ihrer Erstreckung miteinander verbunden sein, beispielsweise indem die zweite Partie im Bereich ihres distalen Endes ungeschlitzt ist.
Die lamellenartigen Streifen können zwischen den beiden parallel verlaufenden Ebenen hin und her gebogen sein. Dabei können benachbarte Streifen in entgegengesetzten Wellen gebogen ausgeführt sein.
Abschnittsweise können die lamellenartigen Streifen zur Versteifung quer zu ihrer Erstreckung miteinander verbunden sein. Dies kann durch abschnittsweisen Verzicht auf eine Trennung zwischen den Streifen hergestellt sein.
Am distalen Ende können benachbarte lamellenartige Streifen in verschiedenen der beiden durch sie aufgespannten, zueinander versetzten parallelen Ebenen liegen.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Kühlblechs mit verbessertem Wärmeübergang an es umgebende, insbesondere in einem beengten Raum, wie etwa einem Leuchteninnenraum, eingeschlossene Luft.
Das Verfahren sieht vor, die zur Wärmeabgabe zumindest der durch Wärmeleitung von der ersten Partie in sie eingetragenen Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs dienende zweite Partie des Kühlblechs zwischen ihrer Grenze zur ersten Partie und ihrem distalen Ende zumindest abschnittsweise in mehrere in Richtung des dort vorgesehenen Wärmetransports parallel verlaufende, lamellenartige Streifen zu teilen, vorzugsweise zu schneiden und/oder zu schlitzen.
Ferner sieht das Verfahren vor, die zuvor erzeugten lamellenartigen Streifen zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze der zweiten Partie zur ersten Partie und dem distalen Ende der zweiten Partie abwechselnd versetzt in zwei voneinander beabstandete, parallel verlaufende Ebenen zu biegen, so dass durch die versetzte Anordnung in den zwei voneinander beabstandeten Ebenen zwischen den benachbarten, vormals unmittelbar aneinander angrenzenden Streifen zumindest abschnittsweise jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume entstehen, durch welche hindurch Luft hindurchtreten kann.
Das Biegen der Streifen in mehrere voneinander beabstandete Ebenen erfolgt durch abwechselndes Herausbiegen der benachbarten Streifen aus einer vom Blech eingenommenen Fläche in zwei voneinander beabstandete Ebenen.
Die Streifen sind zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze und dem distalen Ende um jeweils von der Grenze zum distalen Ende verlaufende Achsen verdreht angeordnet.
Das Verfahren sieht hiernach zumindest abschnittsweise im Bereich der zweiten Partie allein durch Biegung oder dergleichen eine Aufweitung des Kühlblechs zu einem Körper vor, der ein Raumvolumen einnimmt, welches größer ist als das Volumen der von ihm verdrängten Luft.
Die zumindest abschnittsweise Teilung der zweiten Partie in parallel verlaufende, lamellenartige Streifen erfolgt bevorzugt frei von einer Materialabtragung und/oder Materialentfernung.
Alternativ erfolgt die zumindest abschnittsweise Teilung der zweiten Partie in parallel verlaufende, lamellenartige Streifen unter geringstmöglicher Materialentfernung beispielsweise durch Laserschneiden oder Präzisionssägen.
Die Streifen sind demnach vorzugsweise durch schneiden oder Stanzen hergestellt. Vorteilhaft wird eine nicht materialabtragende und/oder-entfernende Herstellungsmethode zur Herstellung der Streifen verwendet.
Das Aufbiegen des Blechs erfolgt bevorzugt im selben Stanzprozess beziehungsweise Stanzbiegeprozess, in dem die Kontur des Kühlblechs ausgestanzt wird. Durch Scherung werden dabei im selben Prozessschritt Schlitze erzeugt, die die aufgebogenen Lamellen beziehungsweise lamellenartigen Streifen voneinander trennen. Damit kann zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Herstellungsprozess ausgehend von einem Produktionsprozess zur Herstellung eines Kühlblechs nach dem Stand der Technik ein verändertes Stanzwerkzeug vorgesehen sein, welches gleichzeitig mit dem Ausstanzen des Kühlblechs die lamellenartigen Streifen der zweiten Partie abschnittsweise voneinander trennt.
Möglich ist es jedoch auch, die Schlitze in einem separaten, vorgeschalteten Prozessschritt in das Blech einzubringen. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn auch die Blechkontur beispielsweise mit Laserschneiden in einem ersten Prozessschritt ausgeschnitten wird und das Biegen in einem zweiten Prozessschritt erfolgt. Bei einem derartigen Produktionsablauf könnten im ersten Prozessschritt zusätzlich Schnitte in das Blech eingebracht werden und die so entstandenen Lamellen im zweiten Prozessschritt aufgebogen werden.
Durch Schlitzen und Aufbiegen des Kühlblechs wird die Oberfläche des Kühlblechs relativ zu seinem Volumen erheblich vergrößert. Gleichzeitig entstehen jeweils Durchlassöffnungen für Luft bildende Zwischenräume, die die Luftkonvektion durch das von der zweiten Partie des Kühlblechs eingenommene Raumvolumen hindurch ermöglichen und damit den Wärmeübergang vom Kühlblech zur Umgebungsluft zusätzlich unterstützen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der der zur Wärmeleitung zur Verfügung stehende Querschnitt des Blechs in Hauptrichtung des Wärmeflusses nicht verändert wird.
Durch eine geeignete Geometrie der aufgebogenen Bereiche kann zusätzlich eine Versteifung des Kühlblechs erreicht werden, wodurch die gewünschte mechanische Steifigkeit mit einer geringeren Blechstärke als nach dem Stand der Technik erreichbar ist.
Insgesamt lassen sich dadurch eine höhere Kühlwirkung erreichen und/oder der Materialeinsatz für das Kühlblech und das Gewicht des Kühlblechs verringern.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung zur Verbesserung der Kühlleistung eines Kühlblechs vorschlägt, das Kühlblech ohne signifikante Materialentfernung beispielsweise durch Stanzen, Schneiden, Laserschneiden abschnittsweise zu schlitzen, wobei die so hergestellten Lamellen parallel zur Wärmeausbreitung im Kühlblech verlaufen, und die so hergestellten Lamellen in wechselnden Richtungen gegeneinander zu versetzen.
Zusätzliche, über die vollständige Lösung der gestellten Aufgabe und/oder über die voran zu den einzelnen Merkmalen genannten Vorteile hinausgehende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind nachfolgend aufgeführt.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind unter Anderem, dass die Kosten für die Kühlung von Elektronikbauteilen, einschließlich Halbleiterlichtquellen, mit einem erfindungsgemäßen Kühlblech dadurch gesenkt werden, dass weniger Material für die Herstellung der Kühlbleche benötigt wird. Diese Kostenreduktion übersteigt bei ausreichend hohen Stückzahlen die gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Kosten für das Stanz- oder Stanzbiegewerkzeug.
Durch Aufbiegen des Kühlblechs im Stanzprozess wird die Oberfläche des Kühlblechs relativ zum Volumen erheblich vergrößert. Die Vergrößerung der Oberfläche verglichen mit einem nicht aufgebogenen Kühlblech hängt von der Dimensionierung und Geometrie der durch das Aufbiegen entstehenden, auch als Lamellen bezeichneten Streifen ab. Beispielsweise lassen sich Oberflächenvergrößerungen im Bereich von 10% bis 50% erreichen. Typische Werte liegen um 30%. Diese vergrößerte Oberfläche bewirkt, dass weniger Blech benötigt wird, um die gleiche Kühlwirkung wie mit einem Kühlblech nach dem Stand der Technik zu erreichen. Dies ermöglicht Material-, Kosten- und Gewichtseinsparungen. Wenn durch die Aufbiegung eine zusätzliche Steifigkeit erreicht wird, kann zudem die Blechdicke verringert werden und damit zusätzlich Material und Gewicht eingespart werden.
Gleichzeitig entstehen jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume, die die Luftkonvektion durch das Kühlblech, genauer durch das von der zweiten Partie des Kühlblechs eingenommene Raumvolumen hindurch ermöglichen und damit den Wärmeübergang vom Kühlblech zur Umgebungsluft zusätzlich unterstützen. Dies gilt insbesondere für Kühlbleche, die horizontal liegen.
Besonders vorteilhaft macht sich diese Eigenschaft bei Fahrzeugleuchten bemerkbar, in denen das Kühlblech aus Platzgründen nur horizontal eingebaut werden kann. Ebenso kann dies bei Fahrzeugleuchten im Heckdeckel eines Fahrzeugs gelten. Diese werden beim Öffnen des Heckdeckels um ungefähr 90° gedreht, so dass sich die Konvektion im Innern der Fahrzeugleuchte ändert. Ein Kühlblech nach dem Stand der Technik kann dadurch unter Umständen in eine horizontale Lage kommen. Durch ein erfindungsgemäßes Kühlblech kann die Luft durch das von der zweiten Partie des Kühlblechs eingenommene Raumvolumen hindurchströmen, so dass die Kühlung auch bei dieser ungünstigen Lage der Fahrzeugleuchte verbessert wird. Auch in vertikaler Lage liegt einer verbesserte Kühlleistung vor. Hierbei wirken sich die größere Oberfläche und eine durch die jeweils mit Zwischenräumen voneinander in den beiden parallelen Ebenen versetzt voneinander beabstandet angeordneten Lamellen erzeugte Verwirbelung einer sich einstellenden Luftumströmung positiv aus.
Zusätzliche Vorteile ergeben sich durch einen Verzicht auf ein Entfernen von Material des Kühlblechs. Hierdurch entsteht keine Verunreinigungsgefahr durch Späne oder dergleichen in einer Fahrzeugleuchte.
Ferner wird die Wärmeleitfähigkeit weder verringert, noch unterbrochen, weil die erzeugten Materialgrenzen zwischen den Lamellen stets parallel zur Richtung der Wärmeausbreitung verlaufen.
Das Versetzen der Lamellen in abwechselnde Richtungen bildet eine Aufweitung des Kühlblechs, wodurch dies ein größeres Raumvolumen umgreift und dementsprechend mehr Raum einnimmt. Insbesondere in Umgebungen mit schwacher bis gar keiner Luftströmung reichen durch diese raumgreifende Ausbildung die Lamellen grundsätzlich in kühlere Bereiche der Luft, wodurch der Wärmeübergang verbessert wird.
Weitere Vorteile gegenüber den Stand der Technik sind unter anderem Kosteneinsparungen durch Materialeinsparung, insbesondere für Kühlbleche mit ungünstiger Einbaulage im Leuchteninnenraum, bei denen ein konventionelles Kühlblech mit geschlossener Oberfläche das Konvektionsvolumen zerschneidet und/oder die Anordnung eines größeren Kühlblechs aus Platzmangel gar nicht möglich ist.
Ein zusätzlicher Vorteil mit weitreichendem Synergieeffekt ist eine Gewichteinsparung durch den Bedarf kleinerer Kühlbleche aufgrund des verbesserten Wärmeübergangs.
Das Kühlblech kann einzelne oder eine Kombination der zuvor und/oder nachfolgend in Verbindung mit dem Verfahren beschriebene Merkmale aufweisen, ebenso wie das Verfahren einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor und/oder nachfolgend in Verbindung mit dem Kühlblech beschriebene Merkmale aufweisen und/oder verwirklichen kann.
Das Kühlblech und/oder das Verfahren können alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der nachfolgenden Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebene Merkmale aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein erstes nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel eines Kühlblechs in einer Draufsicht in Fig. 1 a) und in einer Seitenansicht in Fig. 1 b).
Fig. 2 ein zweites nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel eines Kühlblechs in einer Draufsicht in Fig. 2 a) und in einer Seitenansicht in Fig. 2 b).
Fig. 3 ein drittes nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel eines Kühlblechs in einer Draufsicht in Fig. 3 a) und in einer Seitenansicht in Fig. 3 b).
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kühlblechs in einer Draufsicht in Fig. 4 a) und in einer Seitenansicht in Fig. 4 b).
Fig. 5 einen Schnitt durch das Kühlblech aus Fig. 4 entlang der Linie A - A in Fig. 4 a).
Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kühlblechs in einer Draufsicht.

Ein in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 ganz oder in Teilen dargestelltes Kühlblech 01 umfasst eine zur thermischen Ankopplung einer Wärmequelle vorgesehene erste Partie 02 und mindestens eine sich an die erste Partie 02 anschließende, an diese angrenzende und mit der ersten Partie 02 zumindest wärmeleitend verbundene, zur Wärmeabgabe vorgesehenen, bis zu einem entfernten, distalen Ende 05 des Kühlblechs 01 reichende zweite Partie 03.
Jede zweite Partie 03 umfasst damit mindestens ein von einer Grenze 04 zur ersten Partie 02 beabstandetes, distales Ende 05.
Die erste Partie 02 umfasst oder bildet einen ersten Teilbereich des Kühlblechs 01, der zur Wärmeübertragung von einer Wärmequelle auf das Kühlblech 01 thermisch an die Wärmequelle angekoppelt wird, beispielsweise an eine mit in während deren Betrieb wärmeabgebenden Elektronikbauteilen bestückte Leiterplatte, oder unmittelbar an ein oder mehrere während deren Betrieb wärmeabgebende Elektronikbauteile.
Die Ankopplung erfolgt insbesondere durch wärmeleitenden Kontakt, beispielsweise durch Anschrauben und/oder Anklemmen, beispielsweise unterstützt durch einen zwischen der Wärmequelle und zumindest der ersten Partie des Kühlblechs eingebrachten thermisch leitfähigen Kleber.
Die erste Partie 02 kann einen Teil der unmittelbar in sie eingekoppelten Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs 01 übertragen.
Die zweite Partie 03 umfasst oder bildet einen zweiten Teilbereich des Kühlblechs 01, der zur Wärmeabgabe zumindest der durch Wärmeleitung von der ersten Partie 02 in sie eingetragenen Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs 01 dient.
Die zweite Partie 03 dient damit zur Wärmeabgabe zumindest eines wesentlichen Teils der von einer Wärmequelle in die erste Partie 02 des Kühlblechs 01 eingetragenen Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs 01.
Die zweite Partie 03 umfasst zwischen ihrer in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 6 durch eine gestrichelte Linie in ihrer ungefähren Lage und in ihrem ungefähren Verlauf angedeutete Grenze 04 zur ersten Partie 02 und ihrem distalen Ende 05 zumindest abschnittsweise mehrere in Richtung weg von der ersten Partie 02 hin zum distalen Ende 05 verlaufende, lamellenartige Streifen 06.
Die Streifen verlaufen zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze 04 zur ersten Partie und dem distalen Ende 05 in mehreren vorzugsweise parallelen und zueinander versetzten Ebenen.
Zwischen den benachbarten Streifen 06 sind so zumindest abschnittsweise jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume 09 gebildet, durch welche hindurch Luft hindurchtreten kann.
Bei einem Wärmeeintrag in die erste Partie 02 stellt sich in jeder zweiten Partie 03 ein gerichteter Wärmetransport von der Grenze 04 zwischen der jeweiligen zweiten Partie 03 und der ersten Partie 02 hin zum jeweiligen distalen Ende 05 der entsprechenden zweiten Partie 03 ein.
Durch die stattfindende Wärmeübertragung von der zweiten Partie 03 an die Umgebung nimmt der Wärmestrom innerhalb der zweiten Partie 03 in Richtung des Wärmetransports ab.
Die Streifen 06 können beispielsweise zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze 04 zwischen der ersten Partie und der zweiten Partie 03 und dem distalen Ende 05 der zweiten Partie 03 beziehungsweise zwischen der Grenze 04 der zweiten Partie 03 zur ersten Partie und dem distalen Ende 05 des Kühlblechs 01 abwechselnd in mindestens zwei voneinander beabstandeten, parallel verlaufenden Ebenen 07, 08 versetzt angeordnet sein.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kühlblechs 01 in einer Draufsicht (Fig. 1 a) und in einer Seitenansicht (Fig. 1 b). Der von der zweiten Partie 03 umfasste Teilbereich des Kühlblechs 01, an dem es nicht thermisch beispielsweise an eine Elektronikplatine angekoppelt wird und an dem das Kühlblech 01 nicht anderweitig in Form gebogen wurde, ist durch parallele Schlitze in Streifen 06 unterteilt, deren Erstreckung sich an der Richtung der vorgesehenen Wärmeleitung orientiert. Die Schlitze weisen beispielsweise einen Abstand von 2 mm bis 10 mm zueinander auf. Dementsprechend breit sind die Streifen 06.
Die durch diese nebeneinanderliegenden Schlitze entstehenden, auch als Stege bezeichenbaren Streifen 06 sind beziehungsweise werden abwechselnd nach oben und unten aus der Blechebene herausgebogen, wodurch zwischen ihnen Zwischenräume 09 bildende Lücken entstehen. Diese parallel geschlitzten und aufgebogenen Bereiche überspannen beim in Fig. 1 gezeigten Kühlblech 01 die ganze freie Länge der Kühlfläche.
Alternativ können aber auch mehrere geschlitzte Bereiche hintereinander vorgesehen werden, um zum Beispiel die mechanische Stabilität zu erhöhen (Fig. 2). Zwischen den Wiederholungen liegen etwa 2 mm bis 5 mm breite Unterbrechungen, an denen das Kühlblech 01 somit Querverbindungen aufweist. Die Schlitze der Wiederholungen können in direkter Verlängerung der jeweils vorhergehenden Schlitze liegen.
Eine versetzte Anordnung der Schlitze und damit der Streifen 06 ist jedoch auch möglich. Sie verspricht zusätzliche Biegesteifigkeit in Richtung quer zu den Schlitzen (Fig. 3). Die Unterbrechungen zwischen hintereinander angeordneten Bereichen können bei einer solchen versetzten Anordnung sehr kurz gewählt werden oder sogar ganz entfallen. Die Wiederholungen müssen nicht identisch oder periodisch zu den ersten geschlitzten Bereichen sein. Es kann vorteilhaft sein, die Schlitzlängen, die Schlitzabstände oder die Art der Aufbiegung zu variieren.
Benachbarte Streifen 06 verlaufen bei den in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispielen Kühlbleche 01 in zwei verschiedenen Ebenen 06, 07. Ein erster Streifen 06 verläuft in einer ersten Ebene 07 und ein zum ersten Streifen 06 benachbarter zweiter Streifen 06 in einer parallel zur ersten Ebene 07 verlaufenden zweiten Ebene 08. Ein dritter, zum zweiten Streifen 06 benachbarter Streifen 06 verläuft wiederum in der ersten Ebene 07, ein vierter, zum dritten Streifen 06 benachbarter Streifen 06 wiederum in der zweiten Ebene 08 und so weiter.
Die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen versetzt angeordneten, lamellenartigen Streifen 06 spannen so zwei voneinander beabstandete, parallel verlaufende Ebenen 07, 08 auf.
Die lamellenartigen Streifen 06 bilden durch die versetzte Anordnung in den zwei voneinander beabstandeten Ebenen 07, 08, wodurch zwischen den benachbarten Streifen so zumindest abschnittsweise jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume 09 gebildet sind, durch welche hindurch Luft hindurchtreten kann, nicht nur eine vergrößerte, offene Oberfläche des Kühlblechs 01, sie umgreifen darüber hinaus im Vergleich zu einer geschlossenen Oberfläche eines ungeschlitzten und nicht in mehrere parallele Ebenen versetzt angeordnete Streifen 06 aufweisenden Kühlblechs 01 ein größeres Luftvolumen, einhergehend mit einem verbesserten Wärmeübergang zur umgebenden Luft.
Damit ist die hohe Wärmeleitfähigkeit für den Wärmetransport weg von der zur Wärmeeinkopplung von einer Wärmequelle vorgesehenen ersten Partie 02 nicht nur weiterhin gegeben, sondern sogar durch einen größeren Volumenumgriff der in versetzten Ebenen 07, 08 verlaufenden Streifen 06 einhergehend mit einem verbesserten Wärmeübergang an das Kühlblech 01 umgebende Luft verbessert.
Die Seitenränder der Streifen 06 erhöhen die Oberfläche zur Wärmeabgabe an die Umgebungsluft hierbei zusätzlich. Durch die größere Oberfläche wird die Kühlwirkung verbessert. Zusätzlich zur erhöhten Oberfläche entstehen Zwischenräume 09 zwischen benachbarten Streifen 06, die Lücken im Kühlblech 01 bilden, durch die Luft hindurch dringen kann. Somit behindert ein horizontal eingebautes erfindungsgemäßes Kühlblech 01 die Luftkonvektion weniger stark als ein herkömmliches, geschlossenes Kühlblech. Der Vorteil der Erfindung ist daher besonders groß, wenn die Platzverhältnisse in einer Fahrzeugleuchte einem senkrechten Einbau der Kühlflächen entgegenstehen.
Beim Kühlblech 01 wird der durch die mindestens eine zweite Partie 03 gebildete Teilbereich, der zur Wärmeabgabe an die Luft dient, zumindest bereichsweise in Richtung des Wärmetransports geschlitzt und aufgebogen.
Vom Schlitzen ausgenommen bleibt die erste Partie 02. Sie umfasst einen oder mehrere Bereiche, in denen das Kühlblech 01 geschlossen bleiben soll, zum Beispiel zur thermischen Ankopplung an eine Wärmequelle, wie etwa ein Elektronikbauteil oder ein anders Bauteil, wie etwa eine Leiterplatte, oder um das Kühlblech 01 zu biegen.
Durch die Unterteilung der zweiten Partie 03 des erfindungsgemäßen Kühlblechs 01 in parallele Streifen 06, die beispielsweise abwechselnd in zwei voneinander beabstandeten Ebenen 07, 08 verlaufen, weist die zweite Partie 03 eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit weg von der ersten Partie 02 auf.
In der praktischen Umsetzung muss die Richtung der die Streifen 06 erzeugenden Schlitze im Kühlblech 01 nur näherungsweise der Richtung der Wärmeausbreitung im geschlossenen Kühlblech entsprechen. Auch bei deutlichen Abweichungen kann weiterhin ein ausreichender Wärmetransport sichergestellt sein. In der Praxis sind daher regelmäßig angeordnete Schlitze, die der erwarteten Richtung des Wärmetransports in etwa folgen, vollkommen ausreichend. Der Verlauf der Schlitze kann mit ausreichender Genauigkeit durch Einschätzung erfolgen. Es können jedoch auch Messungen oder Computersimulationen des Wärmestromes im Vollblech als Grundlage oder Hilfestellung für die Auslegung des Schlitzverlaufs eingesetzt werden.
Zudem kann die Form der Aufbiegungen so gewählt werden, dass sie eine zusätzliche Versteifung des Kühlblechs 01 bewirken. Somit kann eventuell zusätzlich zu den Abmessungen Länge und Breite auch die Blechdicke gegenüber dem Stand der Technik verringert werden.
Vorzugsweise werden die Aufbiegungen so geformt, dass keine spitzen Ecken oder scharfe Kanten entstehen, um das Verletzungsrisiko bei der weiteren Handhabung im Umgang mit dem Kühlblech 01 gering zu halten.
Die beispielsweise zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze 04 zwischen der ersten Partie und der zweiten Partie 03 und dem distalen Ende 05 der zweiten Partie 03 beziehungsweise zwischen der Grenze 04 der zweiten Partie 03 zur ersten Partie und dem distalen Ende 05 des Kühlblechs 01 abwechselnd in mindestens zwei voneinander beabstandeten, parallel verlaufenden Ebenen 07, 08 versetzt angeordneten Streifen 06 können am distalen Ende 05 in einer gemeinsamen Ebene liegen (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6).
Hierbei liegen die lamellenartigen Streifen 06 am von der ersten Partie 02 beabstandeten distalen Ende 05 der zweiten Partie 03 in einer gemeinsamen Ebene.
Die am von der ersten Partie 02 beabstandeten distalen Ende 05 der zweiten Partie 03 in einer gemeinsamen Ebene liegenden lamellenartigen Streifen 06 können am distalen Ende 05 quer zu ihrer Erstreckung miteinander verbunden sein (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 6), beispielsweise indem die zweite Partie 03 im Bereich ihres distalen Endes 05 ungeschlitzt ist.
Alternativ können benachbarte lamellenartige Streifen 06 am distalen Ende 05 in verschiedenen der beiden durch sie aufgespannten, zueinander versetzten parallelen Ebenen 07, 08 liegen.
Die lamellenartigen Streifen 06 können beispielsweise wellenartig gebogen zwischen den beispielsweise zwei parallel verlaufenden Ebenen 07, 08 hin und her verlaufend angeordnet sein.
Dabei können benachbarte Streifen 06 in entgegengesetzten Wellen gebogen ausgeführt sein (Fig. 2, Fig. 3).
Die lamellenartigen Streifen 06 können beispielsweise zur Versteifung des Kühlblechs 01 abschnittsweise quer zu ihrer Erstreckung miteinander verbunden sein.
Dies kann durch abschnittsweisen Verzicht auf eine Trennung zwischen den Streifen 06 hergestellt sein (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6).
Fig. 6 zeigt hierbei ein Ausführungsbeispiel mit nichtparallelen Schlitzen. Die Streifen 06 weisen hierdurch eine zumindest abschnittsweise veränderliche Breite entlang ihrer Erstreckung von der Grenze 04 hin zum distalen Ende 05 auf.
Bei dem in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Kühlblech 01 sind die Streifen 06 in einer ihrer Anzahl entsprechenden Zahl paralleler, voneinander beabstandeter Ebenen 10 angeordnet. Darüber hinaus sind die Streifen 06 zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze 04 zwischen erster Partie 02 und zweiter Partie 03 und dem distalen Ende 05 der zweiten Partie 05 um jeweils von der Grenze 04 zum distalen Ende 05 verlaufende Achsen gegenüber einer die Grenze 04 und das distale Ende 05 umfassenden und von der Grenze 04 und dem distalen Ende 05 aufgespannten Fläche verdreht angeordnet.
Die von der Grenze 04 und dem distalen Ende 05 aufgespannten Fläche schließt dabei die jeweils von der Grenze 04 zum distalen Ende 05 verlaufende Achsen mit ein, um welche die Streifen 06 jeweils verdreht sind.
Die Streifen 06 sind hierbei aus einer von der Grenze 04 und dem distalen Ende 05 aufgespannten Ebene um jeweils eigene von der Grenze 04 zum distalen Ende 05 verlaufende Achsen herausgedreht.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen hiernach erfindungsgemäß dass anstelle des bogenförmigen Aufbiegens der Stege bildenden Streifen 06 zwischen den Schlitzen die Stege auch verdreht werden können, wodurch jalousieartige Lamellen entstehen. Diese Verdrehung kann für alle Lamellen in die gleiche Richtung erfolgen, aber auch in unterschiedliche Drehrichtung, beispielsweise abwechselnd nach rechts und nach links gedreht.
Fig. 5 zeigt hierbei den in Fig. 4 a) mit gestrichelter Linie A - A angedeuteten Schnitt durch das Kühlblech 01.
Ein voranstehend beschriebenes Kühlblech 01 mit verbessertem Wärmeübergang an es umgebende, insbesondere in einem beengten Raum, wie etwa einem Leuchteninnenraum, eingeschlossene Luft, kann durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines Kühlblechs 01 mit einer zur thermischen Ankopplung einer Wärmequelle vorgesehenen ersten Partie 02 und mindestens einer sich an die erste Partie anschließenden, an diese angrenzende und mit der ersten Partie 02 zumindest wärmeleitend verbundene, zur Wärmeabgabe vorgesehenen, bis zu einem entfernten, distalen Ende 05 des Kühlblechs 01 reichenden zweiten Partie 03 hergestellt werden.
Das Verfahren sieht vor, zunächst die zur Wärmeabgabe zumindest der durch Wärmeleitung von der ersten Partie 02 in sie eingetragenen Wärme an eine Umgebung des Kühlblechs 01 dienende zweite Partie 03 des Kühlblechs beispielsweise durch parallel verlaufende Schnitte beziehungsweise Schlitze zwischen ihrer Grenze 04 zur ersten Partie 02 und dem distalen Ende 05 zumindest abschnittsweise in mehrere in Richtung des dort vorgesehenen Wärmetransports weg von der ersten Partie 02 und hin zum distalen Ende 05 parallel verlaufende, lamellenartige Streifen zu teilen, beispielsweise zu schneiden.
Die Streifen 06 bleiben hierbei einstückig mit der ersten Partie 02 verbunden. Lediglich zwischen den Streifen 06 werden zu deren Erzeugung in einem zuvor geschlossenen Blech Schnitte beziehungsweise Schlitze ausgeführt.
Anschließend sieht das Verfahren vor, die zuvor erzeugten lamellenartigen Streifen 06 zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze 04 der zweiten Partie 03 zur ersten Partie 02 und dem distalen Ende 05 der zweiten Partie 03 beispielsweise abwechselnd versetzt in mehrere voneinander beabstandete, beispielsweise parallel verlaufende Ebenen 07, 08, 10 zu biegen.
Hierdurch entstehen durch die Anordnung in den mindestens zwei voneinander beabstandeten Ebenen 07, 08, 10 zwischen den benachbarten, vordem Biegen beispielsweise unmittelbar aneinander angrenzenden Streifen 06 zumindest abschnittsweise jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume 09, durch welche hindurch Luft hindurchtreten kann.
Das Biegen der Streifen 06 in mehrere voneinander beabstandete Ebenen 07, 08 kann beispielsweise durch abwechselndes Herausbiegen der benachbarten Streifen 06 aus einer zuvor vom Blech der zweiten Partie eingenommenen Fläche in zwei voneinander beabstandete Ebenen 07, 08 erfolgen (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6).
Alternativ oder zusätzlich kann das Biegen der Streifen 06 in mehrere voneinander beabstandete Ebenen 10 durch Verdrehen der Streifen 06 jeweils um eigene, von der Grenze 04 zum distalen Ende 05 verlaufende, beispielsweise parallele Achsen aus der zuvor vom Blech der zweiten Partie 03 eingenommenen Fläche erfolgen.
Das Verfahren sieht hiernach zumindest abschnittsweise im Bereich der zweiten Partie 03 allein eine Aufweitung des Kühlblechs 01 durch Biegung oder dergleichen zu einem Körper vor, der ein Raumvolumen einnimmt, welches größer ist als das Volumen der vom Kühlblech 01 verdrängten Luft.
Das Verfahren sieht bevorzugt vor, dass die zumindest abschnittsweise Teilung der zweiten Partie 03 in parallel verlaufende, lamellenartige Streifen 06 frei von Materialabtragung und/oder Materialentfernung erfolgt, vorzugsweise durch Schneiden und/oder Stanzen und/oder Schlitzen.
Alternativ sieht das Verfahren vor, dass die zumindest abschnittsweise Teilung der zweiten Partie 03 in parallel verlaufende, lamellenartige Streifen 06 unter geringstmöglicher Materialabtragung und/oder Materialentfernung erfolgt, vorzugsweise durch Laserschneiden oder Präzisionssägen.
Die Streifen 06 sind demnach vorzugsweise durch schneiden oder Stanzen hergestellt. Vorteilhaft wird eine nicht materialabtragende und/oder-entfernende Herstellungsmethode zur Herstellung der Streifen 06 verwendet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Biegen der Streifen 06, beispielsweise deren abwechselndes Aufbiegen in zwei parallele, voneinander beabstandete Ebenen 07, 08, aber auch das Verdrehen in eine der Zahl der Streifen 06 entsprechende Anzahl voneinander beabstandeter, beispielsweise paralleler Ebenen 10, zeitgleich mit der Erzeugung der Streifen 06 und/oder dem Ausschneiden der äußeren Kontur des Kühlblechs 01 aus einem Blech-Rohling, beispielsweise einem Halbzeug erfolgt.
Beispielsweise erfolgt das Aufbiegen des Kühlblechs 01 bevorzugt im selben Stanzprozess beziehungsweise Stanzbiegeprozess, in dem die Kontur des Kühlblechs 01 ausgestanzt wird. Durch Scherung können dabei im selben Prozessschritt Schlitze erzeugt werden, die die aufgebogenen Lamellen beziehungsweise lamellenartigen Streifen 06 voneinander trennen.
Damit kann zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Herstellungsprozess ausgehend von einem Produktionsprozess zur Herstellung eines Kühlblechs nach dem Stand der Technik ein verändertes Stanzwerkzeug vorgesehen sein, welches gleichzeitig mit dem Ausstanzen des Kühlblechs 01 die lamellenartigen Streifen 06 der zweiten Partie 03 abschnittsweise voneinander trennt.
Möglich ist es jedoch auch, die Schlitze in einem separaten, vorgeschalteten Prozessschritt in das Blech einzubringen. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn auch die Blechkontur beispielsweise mit Laserschneiden in einem ersten Prozessschritt ausgeschnitten wird und das Biegen in einem zweiten Prozessschritt erfolgt. Bei einem derartigen Produktionsablauf könnten im ersten Prozessschritt zusätzlich Schnitte in das Blech eingebracht werden und die so entstandenen Lamellen im zweiten Prozessschritt aufgebogen werden.
Durch Schlitzen und Aufbiegen des Kühlblechs 01 wird die Oberfläche des Kühlblechs 01 relativ zu seinem Volumen erheblich vergrößert. Gleichzeitig entstehen jeweils Durchlassöffnungen für Luft bildende Zwischenräume 09, die die Luftkonvektion durch das von der zweiten Partie 03 des Kühlblechs 01 eingenommene Raumvolumen hindurch ermöglichen und damit den Wärmeübergang vom Kühlblech 01 zur Umgebungsluft zusätzlich unterstützen.
Das Versetzen der Streifen 06 in mehrere Ebenen 07, 08, 10, beispielsweise in abwechselnden Richtungen in zwei parallele Ebenen 07, 08 bildet eine Aufweitung des Kühlblechs 01, wodurch dies ein größeres Raumvolumen umgreift und dementsprechend mehr Raum einnimmt. Insbesondere in Umgebungen mit schwacher bis gar keiner Luftströmung reichen durch diese raumgreifende Ausbildung die Streifen 06 grundsätzlich in kühlere Bereiche der Luft, wodurch der Wärmeübergang verbessert wird.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der der zur Wärmeleitung zur Verfügung stehende Querschnitt des Blechs in Hauptrichtung des Wärmeflusses nicht verändert wird.
Durch eine geeignete Geometrie der aufgebogenen Bereiche kann zusätzlich eine Versteifung des Kühlblechs 01 erreicht werden, wodurch die gewünschte mechanische Steifigkeit mit einer geringeren Blechstärke als nach dem Stand der Technik erreichbar ist.
Insgesamt lassen sich dadurch eine höhere Kühlwirkung erreichen und/oder der Materialeinsatz für das Kühlblech 01 und das Gewicht des Kühlblechs 01 verringern.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung zur Verbesserung der Kühlleistung eines Kühlblechs vorschlägt, das Kühlblech ohne signifikante Materialentfernung beispielsweise durch Stanzen, Schneiden, Laserschneiden abschnittsweise zu schlitzen, wobei die so hergestellten Lamellen parallel zur Wärmeausbreitung im Kühlblech verlaufen, und die so hergestellten, Lamellen bildende Streifen 06 in mehrere Ebenen zu biegen, beispielsweise wechselnden Richtungen gegeneinander zu versetzen.
Sich durch die Erfindung ergebende Vorteile sind unter Anderem, dass die Kosten für die Kühlung von Elektronikbauteilen, einschließlich Halbleiterlichtquellen, mit einem erfindungsgemäßen Kühlblech 01 dadurch gesenkt werden, dass weniger Material für die Herstellung der Kühlbleche 01 benötigt wird. Diese Kostenreduktion übersteigt bei ausreichend hohen Stückzahlen die gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Kosten für das Stanz- oder Stanzbiegewerkzeug.
Durch Aufbiegen des Kühlblechs 01 im Stanzprozess wird die Oberfläche des Kühlblechs 01 relativ zu dessen Volumen erheblich vergrößert. Die Vergrößerung der Oberfläche verglichen mit einem nicht aufgebogenen Kühlblech hängt von der Dimensionierung und Geometrie der durch das Aufbiegen entstehenden, auch als Lamellen bezeichneten Streifen 06 ab. Beispielsweise lassen sich Oberflächenvergrößerungen im Bereich von 10% bis 50% erreichen. Typische Werte liegen um 30%. Diese vergrößerte Oberfläche bewirkt, dass weniger Blech benötigt wird, um die gleiche Kühlwirkung wie mit einem Kühlblech nach dem Stand der Technik zu erreichen. Dies ermöglicht Material-, Kosten- und Gewichtseinsparungen. Wenn durch die Aufbiegung eine zusätzliche Steifigkeit erreicht wird, kann zudem die Blechdicke verringert werden und damit zusätzlich Material und Gewicht eingespart werden.
Gleichzeitig entstehen jeweils Durchlassöffnungen für die Zirkulation von Luft bildende Zwischenräume 09, die die Luftkonvektion durch das Kühlblech 01, genauer durch das von der zweiten Partie 03 des Kühlblechs 01 eingenommene Raumvolumen hindurch ermöglichen und damit den Wärmeübergang vom Kühlblech 01 zur Umgebungsluft zusätzlich unterstützen. Dies gilt insbesondere für Kühlbleche 01, die horizontal liegen.
Besonders vorteilhaft macht sich diese Eigenschaft bei Fahrzeugleuchten bemerkbar, in denen das Kühlblech 01 aus Platzgründen nur horizontal eingebaut werden kann. Ebenso kann dies bei Fahrzeugleuchten im Heckdeckel eines Fahrzeugs gelten. Diese werden beim Öffnen des Heckdeckels um ungefähr 90° gedreht, so dass sich die Konvektion im Innern der Fahrzeugleuchte ändert. Ein Kühlblech nach dem Stand der Technik kann dadurch unter Umständen in eine horizontale Lage kommen und die Luftzirkulation im Leuchteninnenraum durch seine geschlossene Fläche behindern oder gar vollständig blockieren.
Durch ein erfindungsgemäßes Kühlblech 01 kann die Luft durch das von der zweiten Partie 03 des Kühlblechs 01 eingenommene Raumvolumen hindurchströmen, so dass die Kühlung auch bei dieser ungünstigen Lage der Fahrzeugleuchte verbessert wird.
Auch in vertikaler Lage liegt einer verbesserte Kühlleistung vor. Hierbei wirken sich die größere Oberfläche und eine durch die jeweils mit Zwischenräumen 09 voneinander in mehrere Ebenen versetzt voneinander beabstandet angeordneten Streifen 06 beziehungsweise Lamellen erzeugte Verwirbelung einer sich einstellenden Luftumströmung positiv aus.
Zusätzliche Vorteile ergeben sich durch einen Verzicht auf ein Entfernen von Material des Kühlblechs 01. Hierdurch entsteht keine Verunreinigungsgefahr durch Späne oder dergleichen in einer Fahrzeugleuchte.
Ferner wird die Wärmeleitfähigkeit weder verringert, noch unterbrochen, weil die erzeugten Materialgrenzen zwischen den Streifen 06 beziehungsweise stets parallel zur Richtung der Wärmeausbreitung verlaufen.
Weitere Vorteile gegenüber den Stand der Technik sind unter anderem Kosteneinsparungen durch Materialeinsparung, insbesondere für Kühlbleche mit ungünstiger Einbaulage im Leuchteninnenraum, bei denen ein konventionelles Kühlblech mit geschlossener Oberfläche das Konvektionsvolumen zerschneidet und/oder die Anordnung eines größeren Kühlblechs aus Platzmangel gar nicht möglich ist.
Ein zusätzlicher Vorteil mit weitreichendem Synergieeffekt ist eine Gewichteinsparung durch den Bedarf kleinerer Kühlbleche aufgrund des verbesserten Wärmeübergangs.
Das Kühlblech 01 und/oder das Verfahren können alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der voranstehenden Beschreibung sowohl zum selben, als auch zum jeweils anderen Gegenstand der Erfindung erwähnte Merkmale und/oder zum jeweils anderen Gegenstand der Erfindung erwähnte Merkmale verwirklichende Einrichtungen und/oder zum jeweils anderen Gegenstand der Erfindung erwähnte Einrichtungen verwirklichende Merkmale aufweisen.
Das Kühlblech 01 kann einzelne oder eine Kombination der zuvor in Verbindung mit dem Verfahren beschriebene Merkmale aufweisen, ebenso wie das Verfahren einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Verbindung mit dem Kühlblech 01 beschriebene Merkmale aufweisen und/oder verwirklichen kann.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Fahrzeugleuchten, insbesondere Kraftfahrzeugleuchten gewerblich anwendbar.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

01: Kühlblech
02: erste Partie
03: zweite Partie
04: Grenze
05: distales Ende
06: Streifen
07: Ebene
08: Ebene
09: Zwischenraum
10: Ebene

Claims

Kühlblech (01) mit einer ersten Partie (02) und mindestens einer sich an diese anschließenden, bis zu einem distalen Ende (05) reichenden zweiten Partie (03), wobei:
- die zweite Partie (03) zwischen ihrer Grenze (04) zur ersten Partie (02) und dem distalen Ende (05) zumindest abschnittsweise mehrere in Richtung weg von der ersten Partie (02) hin zum distalen Ende (05) verlaufende Streifen (06) umfasst,

- die Streifen (06) zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze (04) und dem distalen Ende (05) in mehreren zueinander versetzten Ebenen (07, 08, 10) verlaufen,

- zwischen den benachbarten Streifen (06) Zwischenräume (09) gebildet sind, und

- die Streifen (06) zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze (04) und dem distalen Ende (05) um jeweils von der Grenze (04) zum distalen Ende (05) verlaufende Achsen verdreht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (06) abwechselnd nach oben und nach unten aus der Blechebene herausgebogen sind.
Kühlblech nach Anspruch 1, wobei die Streifen (06) zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze (04) und dem distalen Ende (05) abwechselnd in zwei voneinander beabstandeten, parallel verlaufenden Ebenen (07, 08) versetzt angeordnet sind.
Kühlblech nach Anspruch 2, wobei die Streifen (06) am distalen Ende (05) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Kühlblech nach Anspruch 3, wobei die Streifen (06) am distalen Ende (05) quer zu ihrer Erstreckung miteinander verbunden sind.
Kühlblech nach Anspruch 2, wobei benachbarte Streifen (06) am distalen Ende (05) in verschiedenen der beiden zueinander versetzten parallelen Ebenen (07, 08) liegen.
Kühlblech nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Streifen (06) zwischen den beiden parallel verlaufenden Ebenen (07, 08) hin und her verlaufend angeordnet sind.
Kühlblech nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Streifen (06) abschnittsweise quer zu ihrer Erstreckung miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Kühlblechs (01) mit einer ersten Partie (02) und mindestens einer sich an diese anschließenden, bis zu einem distalen Ende (05) reichenden zweiten Partie (03), wobei zunächst die zweite Partie (03) zwischen ihrer Grenze (04) zur ersten Partie (02) und dem distalen Ende (05) zumindest abschnittsweise in mehrere in Richtung weg von der ersten Partie (02) und hin zum distalen Ende (05) verlaufende Streifen (06) geteilt wird, und anschließend die Streifen (06) zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze (04) und dem distalen Ende (05) in mehrere voneinander beabstandete Ebenen (07, 08, 10) gebogen werden, so dass zwischen den benachbarten, vor dem Biegen aneinander angrenzenden Streifen (06) zumindest abschnittsweise jeweils Zwischenräume (09) entstehen, und wobei die Streifen (06) zumindest abschnittsweise zwischen der Grenze (04) und dem distalen Ende (05) um jeweils von der Grenze (04) zum distalen Ende (05) verlaufende Achsen verdreht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der Streifen (06) in mehrere voneinander beabstandete Ebenen (07, 08) durch abwechselndes Herausbiegen der benachbarten Streifen (06) aus einer vom Blech eingenommenen Fläche in zwei voneinander beabstandete Ebenen (07, 08) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die zumindest abschnittsweise Teilung der zweiten Partie (03) frei von Materialabtragung und/oder Materialentfernung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die zumindest abschnittsweise Teilung der zweiten Partie (03) unter geringstmöglicher Materialabtragung und/oder Materialentfernung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Biegen mit der Erzeugung der Streifen (06) und/oder dem Ausschneiden des Kühlblechs (01) aus einem Blech-Rohling erfolgt.