EP4406378A1 - Technik zur herstellung eines kühlkörpers - Google Patents

Technik zur herstellung eines kühlkörpers

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Publication number
EP4406378A1
EP4406378A1 EP22783486.8A EP22783486A EP4406378A1 EP 4406378 A1 EP4406378 A1 EP 4406378A1 EP 22783486 A EP22783486 A EP 22783486A EP 4406378 A1 EP4406378 A1 EP 4406378A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dimension
heat sink
blank
base
ribs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22783486.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabio WELSLAU
Helmut Eusterholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4406378A1 publication Critical patent/EP4406378A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20127—Natural convection
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • H05K7/20418—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing the radiating structures being additional and fastened onto the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • H05K7/1468—Mechanical features of input/output (I/O) modules

Definitions

  • the invention relates to a technique for manufacturing a heat sink.
  • a set of workpieces and a manufacturing method thereof are disclosed.
  • a heat sink 15 has a mechanical connection to a supporting structure 11 (e.g. a housing) of a circuit board 17.
  • the mechanical connection is the relative Position of the heat sink 15 in the system of support structure 11, printed circuit board 17 and component 16 to be cooled (also: component) is defined. This also defines the position of the heat sink base making contact with the component 16 .
  • the heat sink base In order to thermally connect components 16 of different heights to the heat sink 15, the heat sink base must be processed during manufacture. This is done either subtractively, for example by milling as shown in FIG. 1, or additively, for example by applying spacer elements as shown in FIG.
  • the heat sink base In order to install high components 16, the heat sink base must be very thick (as in the example in FIG. 1) and/or positioned within the support structure 11 at a great distance from the printed circuit board 17. The consequence of this is that for flat components 16 an unnecessarily large space, which could have served as a flow channel, for example, is built in with a thick heat sink base (as in the example in FIG. 2). In addition, the device is heavier as a result. Furthermore, the manufacture of the heat sink is complex, since the heat sink base must be adapted not only to the height of the component but also to the size and shape of the surface of the component.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a technique that can adapt a heat sink for components of different heights with less manufacturing effort.
  • a workpiece set includes a support structure and a blank of a heat sink for fitting into the support structure.
  • the support structure has an internal dimension for accommodating the fitted heat sink.
  • the blank of the heat sink comprises a heat sink base which is designed to thermally contact an electrical component on a printed circuit board which is anchored or can be anchored in the supporting structure.
  • the blank of the heat sink comprises a plurality of fins which, when received, have an extension in the direction of the inner dimension (eg, extend completely or partially parallel to the inner dimension or are partially angled relative to the direction of the inner dimension). At least a first fin of the fins extends (e.g., not necessarily in a straight line) a first dimension from the heat sink base in a first direction.
  • At least a second rib of the ribs extends (e.g., not necessarily in a straight line). second dimension from the heatsink base in a second direction opposite the first direction.
  • An overall dimension of the blank corresponds to the sum of the first dimension and the second dimension and is larger than the internal dimension of the support structure.
  • the ribs are shortened or can be shortened in such a way that the sum of the first dimension and the second dimension corresponds to the internal dimension of the support structure and the first dimension and/or the second dimension defines a position of the heat sink base within the support structure.
  • Exemplary embodiments of the workpiece set enable the position of the heat sink base of the heat sink in the overall system of the support structure and the printed circuit board, for example starting from the same blank, i.e. a non-component-specific blank, to be adapted to the varying requirements of components of different heights and/or different internal dimensions.
  • Exemplary embodiments of the workpiece set enable a versatile use of uniform blanks due to the possibility of optionally rotating the blank by 180° when fitting it into the supporting structure (i.e. due to an optional assignment of which side of the supporting structure the first direction and the second direction are on), and the possibility of shortening in the first direction (i.e., on a first side) and/or in the second direction (i.e. on a second side).
  • the position of the heat sink base can be determined by the first dimension and/or the second dimension.
  • the position of the heat sink base within the support structure in the received state can be defined by the first dimension, the second dimension, or the difference between the first dimension and the second dimension. For example, if the heat sink base is in the middle within the support structure, the difference is equal to zero.
  • a free end of the at least one first rib can rest on the inside of the support structure or be anchored in a form-fitting manner be.
  • the position of the heat sink base within the support structure in the received state can be defined by the first dimension.
  • a free end of the at least one second rib can rest on the inside of the support structure or be anchored in a form-fitting manner.
  • the position of the heat sink base within the support structure can be defined by the second dimension in the received state.
  • the free end of the at least one first rib and the free end of the at least one second rib can rest on the inside of the support structure, so that due to the mutually opposite first and second directions of the heat sink (at least in the direction of the ribs extending from the heat sink base) form-fitting is arranged in the supporting structure.
  • the position of the heat sink base can correspond to a position of the electrical component within the support structure.
  • the dimensions can each include a length dimension.
  • the inner dimension of the support structure can correspond to an inner dimension of a free space in the support structure.
  • the clearance may be configured to receive the heatsink, i.e. the fitted blank of the heatsink, for example along a transverse direction.
  • the first direction and the second direction can be opposite to each other (also: antiparallel, i.e. parallel and oppositely oriented).
  • the first direction and the second direction can be parallel to the inner dimension (e.g. in the recorded state).
  • the heat sink base can be designed to thermally contact an electrical component for absorbing waste heat.
  • the thermal contact can be direct mechanical contact or indirect mechanical contact via a thermal bridge.
  • the heat sink base can directly or indirectly connect the electrical component, for example via a thermally conductive material (also known as thermal interface material or TIM).
  • the heat sink base can make thermal contact with the electrical component via the printed circuit board.
  • the heat sink base can make direct contact with the printed circuit board, with the electrical component being arranged on a side of the printed circuit board that faces away from the heat sink base.
  • the electrical component can face the heat sink on the printed circuit board that is anchored or can be anchored in the support structure.
  • the plurality of fins may extend perpendicular to the heatsink base.
  • the shortened first dimension and/or the shortened second dimension can be a function of the internal dimension of the support structure and/or a height of the component for fitting the heat sink.
  • the heatsink blank may further include a web connecting the fins in a transverse direction.
  • the transverse direction can be transverse, preferably perpendicular, to the first and second directions. Alternatively or additionally, the transverse direction can be transverse, preferably perpendicular, to the longitudinal direction.
  • the heatsink base can be parallel to the longitudinal and transverse directions.
  • the heatsink base may include a surface of the fin.
  • the surface of the ridge can be exposed to the first direction and/or to the second direction.
  • the web and adjacent second ribs may form or enclose (e.g. border) a flow channel in the support structure.
  • the flow channel can be designed for convective cooling of the component. For example, due to a temperature gradient, air can flow in the flow channel counter to the direction of gravity (ie due to a chimney effect). Since the width of the ridge does not have to be adapted to the component, the width of the ridge can be smaller and/or the cross section of the flow channel larger (for example compared to conventional blanks or heat sinks for flat components).
  • the web and/or the heatsink base can be arranged symmetrically in the blank or in the fitted heatsink with respect to the first direction and the second direction.
  • the web and/or the heat sink base can be arranged asymmetrically with respect to the first direction and the second direction in the blank.
  • the first direction and the second direction can be interchangeable by rotating through 180 degrees (180°), for example to minimize or avoid the shortening of the first dimension and/or to minimize or avoid the shortening of the second dimension.
  • the heat sink base of the heat sink can extend transversely, preferably perpendicularly, to the inner dimension of the supporting structure.
  • the multiplicity of ribs can extend transversely, preferably perpendicularly, to the heat sink base.
  • the fins may be spaced apart (eg, equidistant) on the heat sink base.
  • the heatsink base of the heatsink may comprise a flat surface of the blank.
  • the heatsink base of the fitted blank ie, the heatsink
  • the heatsink base of the fitted heatsink can correspond to the heatsink base of the blank as it is.
  • the heatsink base of the fitted heatsink may be machined (i.e., machined) or additively machined relative to the heatsink base of the blank.
  • the support structure (e.g. the free space) can also have a second internal dimension in the transverse direction.
  • the blank and/or the heat sink can have a second overall dimension in the transverse direction.
  • the second overall dimension of the blank and/or the heat sink can be less than or equal to the second internal dimension of the support structure.
  • the supporting structure can be or comprise a housing.
  • the shortening of the plurality of ribs can include machining (optionally milling) and/or stamping.
  • the blank may be metallic and/or integrally one-piece.
  • the blank may comprise aluminum or copper.
  • the first direction and the second direction, which is opposite to the first direction, can be transverse, preferably perpendicular, to a longitudinal direction of the blank.
  • the first dimension may be a maximum of a profile of the truncated at least one first fin in the first direction along a longitudinal direction of the heatsink.
  • the second dimension can be a maximum of a profile of the shortened at least one second rib in the second direction along a longitudinal direction of the heat sink (150).
  • the at least one shortened first rib e.g. each of the at least one shortened first rib in each case
  • the first dimension can correspond to an overhang of the profile and/or a maximum of the first dimension in the profile.
  • the at least one shortened second rib (e.g. every second rib in each case) can have a profile along a longitudinal direction of the heat sink.
  • the second dimension can correspond to an overhang of the profile or a maximum of the second dimension in the profile.
  • the heatsink base may include a minimum of the profile of the truncated at least one first fin in the first direction along the longitudinal direction of the heatsink.
  • the at least one shortened first rib (e.g. each first rib in each case) can have a profile along a longitudinal direction of the heat sink.
  • the heatsink base may correspond to an indentation of the profile and/or a minimum of the first dimension in the profile.
  • the blank can be made by extrusion, preferably extrusion, in the longitudinal direction.
  • the direction of extrusion may be a longitudinal direction of the billet.
  • the first direction and the opposite second direction of the ribs can be transverse, preferably perpendicular, to a longitudinal direction of the extrusion and/or the blank.
  • a shape of the heat sink base and/or the blank and/or the fins (uncut) of the blank may correspond to a die of the extrusion.
  • Extrusion can also be referred to as extrusion.
  • a second aspect includes a method of manufacturing a heat sink.
  • the method for producing (abbreviated: production method) the heat sink comprises a step of providing (ie providing) a support structure which has an internal dimension for accommodating the heat sink.
  • the method further includes a step of providing (i.e. providing) a blank of the heat sink.
  • the blank includes a heat sink base configured to thermally contact an electrical component on a printed circuit board anchored or anchorable to the support structure, and a plurality of fins having an internal dimension extension when received. At least a first fin of the fins extends a first amount from the heat sink base in a first direction. At least a second fin of the fins extends a second distance from the heatsink base in a second direction opposite the first direction.
  • An overall dimension of the blank is the sum of the first dimension and the second dimension and is larger than the inner dimension.
  • the method further includes a step of fitting (i.e. fitting) the blank, wherein the ribs are shortened such that the sum of the first dimension and the second dimension corresponds to the internal dimension of the support structure and the first dimension or the second dimension corresponds to a layer of the Heatsink base sets within the support structure.
  • the method of the second aspect can be performed using the workpiece set of the first aspect.
  • the method of manufacture may include any feature and/or process step disclosed in the context of the workpiece set herein.
  • the workpiece set can include any feature that is explicitly or implicitly disclosed in the context of the manufacturing method.
  • FIG. 1 shows a first reference example of a modular system for producing an electronic device according to the prior art
  • FIG. 2 shows a second reference example of a modular system for producing an electronic device according to the prior art
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a workpiece set according to an embodiment
  • Fig. 4 is a schematic diagram of the first dimension and the second dimension for fitting a blank of the workpiece set into a given support structure for a given height of the building element;
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of four different arrangements of the workpiece set according to the embodiment of FIG. 3 for the production of heat sinks for three different heights of the component;
  • FIG. 6 shows schematic representations of the fitting starting from a uniform blank of the workpiece set for the production of heat sinks for three different heights of the component
  • FIG. 7 shows schematic representations of the heat sink as a fitted blank accommodated in the support structure for three different heights of the component according to FIG. 6.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a workpiece set, generally designated by reference numeral 100, according to an exemplary embodiment.
  • the workpiece set 100 comprises a support structure 110 and a blank 130 of a heat sink for fitting into the support structure 110.
  • the heat sink i.e., the mated blank 130, is designated generally by the reference numeral 150 hereinafter. Embodiments of the heat sink 150 are shown in Figs. 5, 6 and 7.
  • the support structure 110 has an internal dimension 111 for accommodating the fitted heat sink 150 .
  • the blank 130 is superimposed on the supporting structure 110 in order to compare the dimensions. This shows that an overall dimension 135 of the blank 130 in a rib direction 136 is greater than the internal dimension 111 of the support structure 110 .
  • the blank 130 of the heat sink 150 includes a heat sink base 132 which is able to thermally contact an electrical component 160 .
  • the electrical component 160 e.g. a discrete electronic component or an integrated circuit
  • the electrical component 160 can be arranged (e.g. soldered) on a printed circuit board 170 anchored or anchorable in the support structure 110 .
  • the printed circuit board 170 can be anchored or can be anchored between a contact surface and a latching lug 112 of the support structure 110 .
  • the blank 130 of the heat sink 150 comprises a plurality of ribs 134.
  • the ribs 130 When the fitted blank 130 is accommodated in the support structure 110, the ribs 130 have an extension in the direction of the inner dimension 111.
  • the ribs 130 extend parallel to the inner dimension 111.
  • At least a first rib 134-1 of the ribs 134 extends (not necessarily in a straight line) a first distance 135-1 from the heat sink base 132 in a first direction 136-1. That is to say, the expansion of the first rib 134-1 measured in the direction of the inner dimension 111 and in relation to the heat sink base 132 (as the zero point) results in the first dimension 135-1.
  • At least a second rib 134-2 of the ribs 134 extends (not necessarily in a straight line) a second distance 135-2 from the heatsink base 132 in a second direction 136-2 opposite the first direction 136-1. That is to say, the extension of the second rib 134-2 measured in the direction of the inner dimension 111 and in relation to the heat sink base 132 (as the zero point) results in the second dimension 135-2.
  • the overall dimension 135 of the blank 130 corresponds to the sum of the first dimension 135-1 and the second dimension 135-2.
  • the overall dimension 135 is larger than the inner dimension 111.
  • the ribs 134 are shortened or can be shortened in such a way that the sum of the first dimension 135-1 and the second dimension 135-2 corresponds to the inner dimension 111 of the support structure 110. Furthermore, the first dimension 135 - 1 and/or the second dimension 135 - 2 defines a position of the heat sink base 132 within the support structure 110 .
  • Exemplary embodiments of the workpiece set 100 make it possible to produce differently shaped heat sinks 150 starting from the same blank 130 .
  • the heat sink base 132 can already be formed in the blank 130 .
  • the machining or fitting of the blank 130 can be limited to shortening the ribs 134 .
  • the heat sink 150 i.e. the result of the fitting of the blank 130, can be accommodated in the supporting structure 110 (e.g. a housing) of a given width in a form-fitting manner due to the correspondingly shortened overall dimensions.
  • the blank 130 has a web 138 and ribs 134 - 1 and 134 - 2 projecting out from each other (preferably parallel) on both sides of the web 138 .
  • Shortening the lengths 135-1 and 135-2 (ie the first and second dimensions, respectively) of the ribs 134-1 and 134-2, respectively, on both sides (ie in the first direction 136-1 and in the second direction 136-2) production has two degrees of freedom in relation to the heat sink base 132 .
  • the second dimension 135 - 2 can include a width 139 of the web 138 .
  • a first degree of freedom which corresponds to the sum 135 of the (shortened after fitting) dimensions 135-1 and 135-2 of the ribs 134, is determined by the given internal dimension 111 of the support structure 110 (e.g. the given width of the housing 110).
  • the remaining second degree of freedom in manufacturing enables the heat sink base 132 (e.g. the web 138) to be positioned within the inner dimension 111 of the support structure 110 (e.g. within the width of the housing 110) in such a way that the heat sink base 132 (preferably unmachined compared to the blank 130) Component 160 is able to contact depending on a (i.e. adapted to a) height 161 of component 160 for heat dissipation.
  • the blank 130 is preferably formed by extrusion (e.g., extrusion).
  • the ribs 134 are shortened and/or the web 138 is exposed in sections to the first direction 136-1 for thermal contact with the component 160 (i.e. on the heat sink base 132), preferably in a milling process.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of the two degrees of freedom in the production of the heat sink 150 starting from the blank 130.
  • the two degrees of freedom correspond to the two-dimensional plane of FIG. 4. This plane is spanned by the first dimension 135-1 and the second dimension 135-2.
  • the position 171 of the printed circuit board 170 limits the first dimension 135-1.
  • the width 139 of the web 138 limits the second dimension 135-2.
  • the inner dimension 111 of the support structure 110 specifies the sum of the first dimension 135-1 and 135-2, which corresponds to a diagonal in the diagram in FIG.
  • the point of intersection 400 results as a function of the height 161 of the component 160.
  • At the point of intersection 400 are the shortened first dimension 135-1 and the shortened second dimension 135-2 of the first ribs 134-1 and the second ribs 134-2 of the heat sink 150 fixed.
  • the shortened ribs 134 can be used for the mechanical connection (for example by positive contact or bracing or latching) within the trough structure 110 .
  • the ribs 134 can serve to support the circuit board 170 carrying the component 160 .
  • the shortened ribs can serve as cooling ribs.
  • the shortened ribs can serve as the wall of a flow channel (generally designated by reference numeral 152). Embodiments of the flow channel are shown in FIG.
  • Fig. 5 shows a schematic sectional view of four different arrangements I-A, II-A1, II-A2 and III-A of the workpiece set 100 according to the embodiment of Fig. 3 for the production of heat sinks 150 for three different heights 161 of the component 160.
  • Resulting devices ie, generally the trough structure 110 and the heat sink 150 housed in the trough structure 110, are shown in sub-figures IB, II-B and III-B of FIG.
  • the assemblies II-A1 and II-A2 there can be two solutions for fitting starting from the same blank 130, which differ in a rotation of the blank of 180° about a longitudinal axis 131 of the blank 130.
  • the at least one first rib 134-1 and the at least one second rib 134-2 can be exchanged.
  • Fig. 6 shows schematic representations of the fit starting from a uniform blank 110 of the workpiece set 100 for the production of heat sinks 150 for three different heights 161 of the component 160, for example according to Fig. 5.
  • the heatsink base 132 may correspond to a surface of the web 138.
  • the shortened at least one first rib 134-1 and/or the shortened at least one second rib 134-2 can have a profile 154-1 or 154-2 along the longitudinal direction 131.
  • the first dimension 135-1 can be a maximum 156-1 of the profile 154-1 of the shortened at least one first rib 134-1 in the first direction 136-1.
  • the second dimension (135-2) can be a maximum 156-2 of the profile 154-2 of the shortened at least one second rib 134-2.
  • the heatsink base 132 may correspond to a minimum 158 of the profile 154 of the truncated at least one first fin 134-1 in the first direction 136-1 along the longitudinal direction 131 (ie, a minimum of the length in the first direction 136-1 as a function of the longitudinal direction 131). .
  • the length of the first rib 134-1 in the first direction 136-1 may be zero, i.e. flush with the surface of the web 138 comprising the heat sink base 132.
  • Fig. 7 shows schematic representations of the heat sink 150 (as a fitted blank 130) accommodated in the support structure 110 for three different heights of the component 160, for example according to FIG. 6.
  • the web 138 and adjacent second ribs 134 - 2 may form or enclose a flow channel 152 in the support structure 110 .
  • the flow channel can be designed for convective cooling of the component 160 (for example passively or driven by a fan).
  • the heatsink base 132 touches the circuit board 170.
  • the height 161 of the component is less than or equal to the first dimension 135-1. Alternatively or additionally, the height 161 of the component is less than or equal to the layer 171 of the printed circuit board 170.
  • An exemplary embodiment of the method for producing a heat sink 150 includes a step of providing a support structure 110.
  • the support structure 110 has an internal dimension 111 for accommodating the heat sink 150.
  • the method further includes a step of providing a blank 130 of the heatsink 150.
  • the blank 130 includes a heatsink base 132 configured to thermally contact an electrical component 160 on a printed circuit board 170 anchored or anchorable 112 in the support structure 110.
  • the blank provided comprises a plurality of ribs 134 which, in the received state, extend in the direction of the have an inner dimension 111 (extend, for example, parallel to the inner dimension 111 in the recorded state). At least a first rib 134-1 of the ribs 134 extends a first amount 135-1 from the heatsink base 132 in a first direction 136-1.
  • At least a second rib 134-2 of the ribs 134 extends a second amount 135-2 from the heat sink base 132 in a second direction 136-2 opposite the first direction 136-1.
  • An overall dimension 135 of the provided blank 130 corresponds to the sum of the first dimension 135-1 and the second dimension 135-2 and is larger than the inner dimension 111.
  • the method also includes a step of fitting the blank 130.
  • the ribs 134 are shortened in such a way that the sum of the first dimension 135-1 and the second dimension 135-2 corresponds to the internal dimension 111 of the support structure 110 and the first dimension 135- 1 and/or the second dimension 135-2 defines a position of the heat sink base 132 within the support structure 110.
  • the blank 130 (e.g. produced by extrusion) of the heat sink 150 according to the overall dimension 135 can be made too large (e.g. too tall) compared to the inner dimension 111 .
  • material is symmetrically provided at the ribs 134 for shortening.
  • the position of the heat sink base 132 relative to the mechanical connection via the ribs 134 i.e. the first and/or second dimension
  • the position can be adapted (also: calibrated) to the respective application (e.g. height 161).
  • the circuit board 170 has a fixed position relative to the support structure 110 (e.g., the housing).
  • the overall dimension 135 of the heat sink 130 correlates with the housing width, namely corresponds to the inner dimension 111 of the support structure 110.
  • the ribs 134 are designed in such a way that the overall dimension 135 of the blank 130 is greater than the inner dimension 111 (e.g. the width of the housing).
  • the ribs 134 are shortened (preferably by milling) so that the heat sink height 135 corresponds to the housing width 111.
  • the heatsink base 132 or fin 138 can be positioned closer or further from the circuit board 170 as required.
  • the overhang in relation to the support structure 110 is removed by the post-processing of the blank 130 .
  • the blank for example an extrusion profile
  • the blank 130 is basically mechanically reworked, for example for mechanical connection, for thermal connection and/or for the assembly of force elements (e.g. springs), the shortening (e.g. post-milling) of the ribs 134 is of little economic importance in the production of the heat sink.
  • Support structure e.g. housing 110
  • Heat sink i.e. blank 150 fitted into the supporting structure

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Abstract

Gemäß einem Aspekt umfasst ein Werkstücksatz (100) eine Tragstruktur (110) und einen Rohling (130) eines Kühlkörpers (150). Die Tragstruktur (110) hat ein inneres Maß (111). Der Rohling (130) des Kühlkörpers (150) umfasst eine Kühlkörperbasis (132), um ein elektrisches Bauelement (160) auf einer in der Tragstruktur (110) verankerten (112) Leiterplatte (170) thermisch zu kontaktieren, und Rippen (134), die im aufgenommenen Zustand eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes (111) aufweisen. Mindestens eine erste Rippe (134-1) erstreckt sich ein erstes Maß (135-1) von der Kühlkörperbasis (132) in eine erste Richtung (136-1). Mindestens eine zweite Rippe (134-2) der Rippen (134) erstreckt sich ein zweites Maß (135-2) von der Kühlkörperbasis (132) in eine entgegengesetzte zweite Richtung (136-2). Ein Gesamtmaß (135) des Rohlings (130) entspricht der Summe des ersten Maßes (135-1) und des zweiten Maßes (135-2) und ist größer als das innere Maß (111). Zur Einpassung des Rohlings (130) sind die Rippen (134) so eingekürzt, dass die Summe des ersten Maßes (135-1) und des zweiten Maßes (135-2) dem inneren Maß (111) der Tragstruktur (110) entspricht und das erste Maß (135-1) oder das zweite Maß (135-2) eine Lage der Kühlkörperbasis (132) innerhalb der Tragstruktur (110) festlegt.

Description

Technik zur Herstellung eines Kühlkörpers
Die Erfindung betrifft eine Technik zur Herstellung eines Kühlkörpers. Insbesondere sind, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Werkstücksatz und ein Herstellungsverfahren dazu offenbart.
Im Stand der Technik, beispielsweise dem im Dokument WO 2019/219695 A1 beschrieben Baukastensystem 10 zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, besitzt ein Kühlkörper 15 eine mechanische Anbindung an eine Tragstruktur 11 (z.B. ein Gehäuse) einer Leiterplatte 17. Durch die mechanische Anbindung wird die relative Position des Kühlkörpers 15 im System aus Tragstruktur 11 , Leiterplatte 17 und zu kühlendem Bauelement 16 (auch: Bauteil) festgelegt. Damit ist ebenfalls die Lage der das Bauelement 16 kontaktierenden Kühlkörperbasis definiert.
Um an den Kühlkörper 15 unterschiedlich hohe Bauelemente 16 thermisch anzubinden, muss die Kühlkörperbasis bei der Herstellung bearbeitet werden. Dies geschieht entweder subtraktiv, beispielsweise durch Ausfräsungen wie in Fig. 1 gezeigt, oder additiv, beispielsweise durch Aufbringen von Distanzelementen wie in Fig. 2 gezeigt.
Mithin ist im Stand der Technik die maximal mögliche Varianz der Höhe des Bauelements 16 eingeschränkt. Denn um hohe Bauelemente 16 zu verbauen, muss die Kühlkörperbasis sehr dick (wie im Beispiel der Fig. 1) und/oder innerhalb der Tragstruktur 11 von der Leiterplatte 17 weit entfernt positioniert sein. Dies hat zur Folge, dass für flache Bauelemente 16 ein unnötig großer Raum, der beispielsweise als Strömungskanal hätte dienen können, mit einer dicken Kühlkörperbasis verbaut ist (wie im Beispiel der Fig. 2). Zudem ist die Vorrichtung dadurch schwerer. Ferner ist die Herstellung des Kühlkörpers aufwendig, da die Kühlkörperbasis nicht nur an die Höhe des Bauelements, sondern auch an die Größe und Form der Oberfläche des Bauelements, angepasste werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Technik anzugeben, die mit weniger Herstellungsaufwand einen Kühlkörper für unterschiedlich hohe Bauelemente anpassen kann. Alternativ oder ergänzend besteht die Aufgabe, für variierende Tragstrukturen und/oder variierende Bauelemente, einen Kühlkörper herzustellen, der den Bauraum besser nutzt, insbesondere zur konvektiven Kühlung.
Die Aufgabe wird oder die Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt umfasst ein Werkstücksatz eine Tragstruktur und einen Rohling eines Kühlkörpers zur Einpassung in die Tragstruktur. Die Tragstruktur weist zur Aufnahme des eingepassten Kühlkörpers ein inneres Maß auf. Der Rohling des Kühlkörpers umfasst eine Kühlkörperbasis, die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Bauelement auf einer in der Tragstruktur verankerten oder verankerbaren Leiterplatte thermisch zu kontaktieren. Ferner umfasst der Rohling des Kühlkörpers eine Vielzahl von Rippen, die im aufgenommenen Zustand eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes aufweisen (z.B. sich vollständig oder abschnittsweise parallel zum inneren Maß erstrecken oder abschnittsweise gegenüber der Richtung des inneren Maßes angewinkelt sind). Mindestens eine erste Rippe der Rippen erstreckt sich (beispielsweise nicht notwendigerweise geradlinig) ein erstes Maß von der Kühlkörperbasis in eine erste Richtung. Mindestens eine zweite Rippe der Rippen erstreckt sich (beispielsweise nicht notwendigerweise geradlinig) ein zweites Maß von der Kühlkörperbasis in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung. Ein Gesamtmaß des Rohlings entspricht der Summe des ersten Maßes und des zweiten Maßes und ist größer als das innere Maß der Tragstruktur. Zur Einpassung des Rohlings sind die Rippen so eingekürzt oder einkürzbar, dass die Summe des ersten Maßes und des zweiten Maßes dem inneren Maß der Tragstruktur entspricht und das erste Maß und/oder das zweite Maß eine Lage der Kühlkörperbasis innerhalb der Tragstruktur festlegt.
Ausführungsbeispiele des Werkstücksatzes ermöglichen, die Position der Kühlkörperbasis des Kühlkörpers im Gesamtsystem der Tragstruktur und der Leiterplatte, beispielsweise ausgehend von dem gleichen Rohling, d.h. einem nicht Bauelement-spezifischen Rohling, den variierenden Anforderungen unterschiedlich hoher Bauelemente und/oder unterschiedlichen inneren Maßen anzupassen.
Ausführungsbeispiele des Werkstücksatzes ermöglichen einen vielseitigen Einsatz einheitlicher Rohlinge aufgrund der Möglichkeit, den Rohling bei der Einpassung in die Tragstruktur optional um 180° zu drehen (d.h. aufgrund einer wahlweisen Zuordnung, auf welcher Seite der Tragstruktur die erste Richtung und die zweite Richtung sind), und der Möglichkeit, in der ersten Richtung (d.h., auf einer ersten Seite) und/oder in der zweiten Richtung (d.h. auf einer zweiten Seite) einzukürzen.
Die Lage der Kühlkörperbasis kann durch das erste Maß und/oder das zweite Maß festlegt sein. Beispielsweise kann die Lage der Kühlkörperbasis innerhalb der Tragstruktur im aufgenommenen Zustand festgelegt sein durch das erste Maß, das zweite Maß, oder die Differenz zwischen dem ersten Maß und dem zweiten Maß. Beispielsweise ist bei einer mittigen Lage der Kühlkörperbasis innerhalb der Tragstruktur die Differenz gleich Null.
Im aufgenommenen Zustand kann ein freies Ende der mindestens einen ersten Rippe an der Tragstruktur innenseitig anliegen oder formschlüssig verankert sein. Dadurch kann die Lage der Kühlkörperbasis innerhalb der Tragstruktur im aufgenommenen Zustand durch das erste Maß festgelegt sein. Alternativ oder ergänzend kann ein freies Ende der mindestens einen zweiten Rippe an der Tragstruktur innenseitig anliegen oder formschlüssig verankert sein. Dadurch kann die Lage der Kühlkörperbasis innerhalb der Tragstruktur im aufgenommenen Zustand durch das zweite Maß festgelegt sein. Beispielsweise kann das freie Ende der mindestens einen ersten Rippe und das freie Ende der mindestens einen zweiten Rippe an der Tragstruktur innenseitig anliegen, so dass aufgrund der zueinander entgegengesetzten ersten und zweiten Richtungen der Kühlkörper (zumindest in Richtung der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden Rippen) formschlüssig in der Tragstruktur angeordnet ist.
Die Lage der Kühlkörperbasis kann im aufgenommenen Zustand einer Lage des elektrischen Bauelements innerhalb der Tragstruktur entsprechen.
Die Maße können jeweils ein Längenmaß umfassen. Alternativ oder ergänzend kann das innere Maß der Tragstruktur einem Innenmaß eines Freiraums in der Tragstruktur entsprechen. Der Freiraum kann dazu ausgebildet sein, den Kühlkörper, d.h., den eingepassten Rohling des Kühlkörpers, aufzunehmen, beispielsweise entlang einer Querrichtung.
Die erste Richtung und die zweite Richtung können zueinander entgegengesetzt (auch: antiparallel, d.h., parallel und entgegengesetzt ausgerichtet) sein. Die erste Richtung und die zweite Richtung können (beispielsweise im aufgenommenen Zustand) parallel zum inneren Maß sein.
Die Kühlkörperbasis kann dazu ausgebildet sein, ein elektrisches Bauelement zur Aufnahme von Abwärme thermisch zu kontaktieren. Der thermische Kontakt kann ein direkter mechanischer Kontakt oder ein indirekter mechanischer Kontakt über eine Wärmebrücke sein. Alternativ oder ergänzend kann die Kühlkörperbasis das elektrische Bauelement direkt oder indirekt, beispielsweise über ein Wärmeleitmaterial (auch fachsprachlich: Thermisches Interface-Material oder TIM), kontaktieren. Alternativ oder ergänzend kann die Kühlkörperbasis das elektrische Bauelement über die Leiterplatte thermisch kontaktieren. Beispielsweise kann die Kühlkörperbasis die Leiterplatte direkt kontaktieren, wobei das elektrische Bauelement auf einer von der Kühlkörperbasis abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet ist.
Das elektrische Bauelement kann auf der in der Tragstruktur verankerten oder verankerbaren Leiterplatte dem Kühlkörper zugewandt sein.
Die Vielzahl von Rippen kann sich senkrecht zur Kühlkörperbasis erstrecken.
Das eingekürzte erste Maß und/oder das eingekürzte zweite Maß kann zur Einpassung des Kühlkörpers eine Funktion des inneren Maßes der Tragstruktur und/oder einer Höhe des Bauelements sein.
Der Rohling des Kühlkörpers kann ferner einen die Rippen in einer Querrichtung verbindenden Steg umfassen.
Die Querrichtung kann quer, vorzugsweise senkrecht, zur ersten und zweiten Richtung sein. Alternativ oder ergänzend kann die Querrichtung quer, vorzugsweise senkrecht, zur Längsrichtung sein.
Die Kühlkörperbasis kann parallel zur Längsrichtung und Querrichtung sein.
Die Kühlkörperbasis kann eine Oberfläche des Stegs umfassen.
Die Oberfläche des Stegs kann zur ersten Richtung und/oder zur zweiten Richtung freiliegen.
Der Steg und benachbarte zweite Rippen können einen Strömungskanal in der Tragstruktur bilden oder einschließen (beispielsweise beranden). Der Strömungskanal kann zur konvektiven Kühlung des Bauelements ausgebildet sein. Beispielsweise kann im Strömungskanal Luft aufgrund eines Temperaturgradienten entgegen der Gravitationsrichtung (d.h. aufgrund eines Kamineffekts) strömen. Da die Breite des Stegs nicht an das Bauelement angepasst werden muss, kann (beispielsweise im Vergleich zu konventionellen Rohlingen oder Kühlkörpern für flache Bauelemente) die Breite des Stegs kleiner und/oder der Querschnitt des Strömungskanals größer sein.
Der Steg und/oder die Kühlkörperbasis können bezüglich der ersten Richtung und der zweiten Richtung symmetrisch im Rohling oder im eingepassten Kühlkörper angeordnet sein.
Alternativ können der Steg und/oder die Kühlkörperbasis asymmetrisch bezüglich der ersten Richtung und der zweiten Richtung im Rohling angeordnet sein. Durch eine Drehung um 180 Grad (180°) können die erste Richtung und die zweite Richtung vertauschbar sein, beispielsweise zur Minimierung oder Vermeidung der Einkürzung des ersten Maßes und/oder zur Minimierung oder Vermeidung der Einkürzung des zweiten Maßes.
Die Kühlkörperbasis des Kühlkörpers kann sich im aufgenommenen Zustand quer, vorzugsweise senkrecht, zum inneren Maß der Tragstruktur erstrecken. Alternativ oder ergänzend kann sich die Vielzahl von Rippen quer, vorzugsweise senkrecht, zur Kühlkörperbasis erstrecken.
Die Rippen können voneinander beabstandet (beispielsweise äquidistant) an der Kühlkörperbasis angeordnet sein.
Die Kühlkörperbasis des Kühlkörpers kann eine ebene Oberfläche des Rohlings umfassen. Die Kühlkörperbasis des eingepassten Rohlings (d.h., des Kühlkörpers) kann unverändert oder unbearbeitet der Kühlkörperbasis des Rohlings entsprechen. Die Kühlkörperbasis des eingepassten Kühlkörpers kann unverändert der Kühlkörperbasis des Rohlings entsprechen.
Alternativ kann die Kühlkörperbase des eingepassten Kühlkörpers gegenüber der Kühlkörperbasis des Rohlings spanabhebend (d.h. zerspanend) oder additiv bearbeitet sein.
Die Tragstruktur (beispielsweise der Freiraum) kann ferner in der Querrichtung ein zweites inneres Maß aufweisen. Der Rohling und/oder der Kühlkörper können in der Querrichtung ein zweites Gesamtmaß aufweisen. Das zweite Gesamtmaß des Rohlings und/oder des Kühlkörpers kann kleiner oder gleich dem zweiten inneren Maß der Tragstruktur sein.
Die Tragstruktur kann ein Gehäuse sein oder umfassen.
Das Einkürzen der Vielzahl von Rippen (beispielsweise der mindestens einen ersten Rippe und/oder der mindestens einen zweiten Rippe) kann ein Zerspanen (optional ein Fräsen) und/oder ein Stanzen umfassen.
Der Rohling kann metallisch und/oder integral-einstückig sein. Der Rohling kann Aluminium oder Kupfer umfassen.
Die erste Richtung und die der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung kann quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Längsrichtung des Rohlings sein.
Das erste Maß kann ein Maximum eines Profils der eingekürzten mindestens einen ersten Rippe in der ersten Richtung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers sein. Alternativ oder ergänzend kann das zweite Maß ein Maximum eines Profils der eingekürzten mindestens einen zweiten Rippe in der zweiten Richtung entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers (150) sein. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine eingekürzte erste Rippe (beispielsweise jede der mindestens einen eingekürzten ersten Rippe jeweils) ein Profil entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers aufweisen. Das erste Maß kann einer Auskragung des Profils und/oder einem Maximum des ersten Maßes im Profil entsprechen.
Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine eingekürzte zweite Rippe (beispielsweise jede zweite Rippe jeweils) ein Profil entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers aufweisen. Das zweite Maß kann einer Auskragung des Profils oder einem Maximum des zweiten Maßes im Profil entsprechen.
Die Kühlkörperbasis kann ein Minimum des Profils der eingekürzten mindestens einen ersten Rippe in der ersten Richtung entlang der Längsrichtung des Kühlkörpers umfassen.
Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine eingekürzte erste Rippe (beispielsweise jede erste Rippe jeweils) ein Profil entlang einer Längsrichtung des Kühlkörpers aufweisen. Die Kühlkörperbasis kann einer Einbuchtung des Profils und/oder einem Minimum des ersten Maßes im Profil entsprechen.
Der Rohling kann durch Extrudieren, vorzugsweise Strangpressen, in der Längsrichtung hergestellt sein.
Die Richtung des Strangpressens kann eine Längsrichtung des Rohlings sein. Die erste Richtung und die entgegengesetzte zweite Richtung der Rippen können quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Längsrichtung des Strangpressens und/oder des Rohlings sein.
Eine Form der Kühlkörperbasis und/oder des Rohlings und/oder der (ungekürzten) Rippen des Rohlings kann einer Matrize des Strangpressens entsprechen. Das Strangpressen kann auch als Extrusion bezeichnet werden.
Ein zweiter Aspekt umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers. Das Verfahren zur Herstellung (kurz: Herstellungsverfahren) des Kühlkörpers umfasst einen Schritt der Bereitstellung (d.h. des Bereitstellens) einer Tragstruktur, die zur Aufnahme des Kühlkörpers ein inneres Maß aufweist.
Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt der Bereitstellung (d.h. des Bereitstellens) eines Rohlings des Kühlkörpers. Der Rohling umfasst eine Kühlkörperbasis, die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Bauelement auf einer in der Tragstruktur verankerten oder verankerbaren Leiterplatte thermisch zu kontaktieren, und eine Vielzahl von Rippen, die im aufgenommenen Zustand eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes aufweisen. Mindestens eine erste Rippe der Rippen erstreckt sich ein erstes Maß von der Kühlkörperbasis in eine erste Richtung. Mindestens eine zweite Rippe der Rippen erstreckt sich ein zweites Maß von der Kühlkörperbasis in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung. Ein Gesamtmaß des Rohlings entspricht der Summe des ersten Maßes und des zweiten Maßes und ist größer als das innere Maß.
Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt der Einpassung (d.h. des Einpassens) des Rohlings, wobei die Rippen so eingekürzt werden, dass die Summe des ersten Maßes und des zweiten Maßes dem inneren Maß der Tragstruktur entspricht und das erste Maß oder das zweite Maß eine Lage der Kühlkörperbasis innerhalb der Tragstruktur festlegt.
Das Verfahren des zweiten Aspekts kann mittels des Werkstücksatzes des ersten Aspekts ausgeführt werden. Das Herstellungsverfahren kann ein jedes Merkmal und/oder einen jeden Verfahrensschritt umfassen, der im Kontext des Werkstücksatzes hierin offenbart ist. Alternativ oder ergänzend kann der Werkstücksatz in jedes Merkmal umfassen, das im Kontext des Herstellungsverfahrens explizit oder implizit offenbart ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Referenzbeispiel eines Baukastensystems zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein zweites Referenzbeispiel eines Baukastensystems zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Werkstücksatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 ein schematisches Diagramm des ersten Maßes und des zweiten Maßes zur Einpassung eines Rohlings des Werkstücksatzes in eine gegebene Tragstruktur für eine gegebene Höhe des Bauelements;
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung von vier verschiedenen Anordnungen des Werkstücksatzes gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zur Herstellung von Kühlkörpern für drei verschiedene Höhe des Bauelements;
Fig. 6 schematische Darstellungen der Einpassung ausgehend von einem einheitlichen Rohling des Werkstücksatzes zur Herstellung von Kühlkörpern für drei verschiedene Höhen des Bauelements; und
Fig. 7 schematische Darstellungen des Kühlkörpers als eingepasster Rohling aufgenommen in der Tragstruktur für drei verschiedene Höhen des Bauelements gemäß der Fig. 6. Die Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Werkstücksatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Der Werkstücksatz 100 umfasst eine Tragstruktur 110 und einen Rohling 130 eines Kühlkörpers zur Einpassung in die Tragstruktur 110.
Der Kühlkörper, d.h., der eingepasste Rohling 130, wird nachstehend allgemein mit Bezugszeichen 150 bezeichnet. Ausführungsbeispiele des Kühlkörpers 150 sind in den Fign. 5, 6 und 7 bezeichnet.
Die Tragstruktur 110 weist zur Aufnahme des eingepassten Kühlkörpers 150 ein inneres Maß 111 auf. Zum Vergleich der Maße ist der Rohling 130 bildlich der Tragstruktur 110 überlagert. Dadurch ist ersichtlich, dass ein Gesamtmaß 135 des Rohlings 130 in einer Rippenrichtung 136 größer als das innere Maß 111 der Tragstruktur 110 ist.
Der Rohling 130 des Kühlkörpers 150 umfasst eine Kühlkörperbasis 132, die ein elektrisches Bauelement 160 thermisch zu kontaktieren vermag. Das elektrische Bauelement 160 (beispielsweise ein diskretes elektronischen Bauelement oder ein integrierter Schaltkreis) kann auf einer in der Tragstruktur 110 verankerten oder verankerbaren Leiterplatte 170 angeordnet (z.B. aufgelötet) sein. Die Leiterplatte 170 kann zwischen einer Anlagefläche und einer Rastnase 112 der Tragstruktur 110 verankert oder verankerbar sein.
Ferner umfasst der Rohling 130 des Kühlkörpers 150 eine Vielzahl von Rippen 134. Wenn der eingepasste Rohling 130 in der Tragstruktur 110 aufgenommen ist, weisen die Rippen 130 eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes 111 aufweisen. Beispielsweise erstrecken sich die Rippen 130 parallel zum inneren Maß 111.
Mindestens eine erste Rippe 134-1 der Rippen 134 erstreckt sich (nicht notwendigerweise geradlinig) ein erstes Maß 135-1 von der Kühlkörperbasis 132 in eine erste Richtung 136-1. D.h. die Ausdehnung der ersten Rippe 134-1 gemessen in Richtung des inneren Maßes 111 und bezogen auf die Kühlkörperbasis 132 (als Nullpunkt) ergibt das erste Maß 135-1. Mindestens eine zweite Rippe 134-2 der Rippen 134 erstreckt sich (nicht notwendigerweise geradlinig) ein zweites Maß 135-2 von der Kühlkörperbasis 132 in eine der ersten Richtung 136-1 entgegengesetzte zweite Richtung 136-2 erstreckt. D.h. die Ausdehnung der zweiten Rippe 134-2 gemessen in Richtung des inneren Maßes 111 und bezogen auf die Kühlkörperbasis 132 (als Nullpunkt) ergibt das zweite Maß 135-2.
Das Gesamtmaß 135 des Rohlings 130 entspricht der Summe des ersten Maßes 135-1 und des zweiten Maßes 135-2. Das Gesamtmaß 135 ist größer als das innere Maß 111.
Zur Einpassung des Rohlings 130 sind die Rippen 134 so eingekürzt oder einkürzbar, dass die Summe des ersten Maßes 135-1 und des zweiten Maßes 135-2 dem inneren Maß 111 der Tragstruktur 110 entspricht. Ferner legt bzw. legen das erste Maß 135-1 und/oder das zweite Maß 135-2 eine Lage der Kühlkörperbasis 132 innerhalb der Tragstruktur 110 fest.
Ausführungsbeispiele des Werkstücksatzes 100 ermöglichen, unterschiedlich geformte Kühlkörper 150 ausgehend vom gleichen Rohling 130 herzustellen. Dabei kann die Kühlkörperbasis 132 bereits im Rohling 130 ausgebildet sein. Beispielsweise kann sich die Bearbeitung oder Einpassung des Rohlings 130 auf das Einkürzen der Rippen 134 beschränken.
Der Kühlkörper 150, d.h., das Resultat der Einpassung des Rohlings 130, ist in der Tragstruktur 110 (beispielsweise einem Gehäuse) gegebener Breite aufgrund des entsprechenden eingekürzten Gesamtmaßes formschlüssig aufnehmbar.
Der Rohling 130 weist einen Steg 138 und beidseitig des Stegs 138 zueinander (vorzugsweise parallel) auskragende Rippen 134-1 bzw. 134-2 auf. Durch das Einkürzen der Längen 135-1 und 135-2 (d.h. des ersten bzw. zweiten Maßes) der Rippen 134-1 bzw. 134-2 auf beiden Seiten (d.h. in die erste Richtung 136-1 und in die zweite Richtung 136-2) bezogen auf die Kühlkörperbasis 132 weist die Herstellung zwei Freiheitsgrade auf.
Das zweite Maß 135-2 kann einer Breite 139 des Stegs 138 umfassen.
Ein erster Freiheitsgrad, welcher der Summe 135 der (nach der Einpassung eingekürzten) Maße 135-1 und 135-2 der Rippen 134 entspricht, ist durch das gegebene innere Maß 111 der Tragstruktur 110 (beispielsweise die gegebene Breite des Gehäuse 110) festgelegt.
Der verbleibende zweite Freiheitsgrad der Herstellung ermöglicht die Kühlkörperbasis 132 (beispielsweise den Steg 138) innerhalb des inneren Maßes 111 der Tragstruktur 110 (beispielsweise innerhalb der Breite des Gehäuse 110) derart zu positionieren, dass die (vorzugsweise gegenüber dem Rohling 130 unbearbeitete) Kühlkörperbasis 132 das Bauelement 160 abhängig von einer (d.h. angepasst an eine) Höhe 161 des Bauelements 160 zur Wärmeabfuhr zu kontaktieren vermag.
Während hier der erste Aspekt des Werkstücksatzes 100 beschrieben wird, liest der Fachmann stets entsprechende Merkmale oder Verfahrensschritte des zweiten Aspekts des Herstellungsverfahrens mit. Beispielsweise ist der Rohling 130 vorzugsweise durch Extrusion (beispielsweise Strangpressen) erzeugt. Alternativ oder ergänzend erfolgt das Einkürzen der Rippen 134 und/oder ein abschnittsweises Freilegen des Stegs 138 zur ersten Richtung 136-1 für den Wärmekontakt zum Bauelement 160 (d.h. an der Kühlkörperbasis 132) vorzugsweise in einem Fräsvorgang.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm der zwei Freiheitsgrade der Herstellung des Kühlkörpers 150 ausgehend vom Rohling 130. Die zwei Freiheitsgrade entsprechen der zweidimensionalen Ebene der Fig. 4. Diese Ebene ist vom ersten Maß 135-1 und vom zweiten Maß 135-2 aufgespannt. Optional schränkt die Lage 171 der Leiterplatte 170 (gemessen vom freien Ende der eingekürzten mindestens einen ersten Rippe 134-1) das erste Maß 135-1 ein. Alternativ oder ergänzend schränkt die Breite 139 des Stegs 138 das zweite Maß 135-2 ein.
Das innere Maß 111 der Tragstruktur 110 gibt die Summe des ersten Maßes 135-1 und 135-2 vor, was einer Diagonalen im Diagramm der Fig. 4 entspricht. Abhängig von der Höhe 161 des Bauelements 160 ergibt sich der Schnittpunkt 400. Im Schnittpunkt 400 sind das eingekürzte erste Maß 135-1 und das eingekürzte zweite Maß 135-2 der ersten Rippen 134-1 bzw. der zweiten Rippen 134-2 des Kühlkörpers 150 festgelegt.
In jedem Ausführungsbeispiel können die eingekürzten Rippen 134 der mechanischen Anbindung (beispielsweise durch formschlüssige Anlage oder Verspannen oder Verrastung) innerhalb der Trogstruktur 110 dienen. Alternativ oder ergänzend können die Rippen 134 zur Lagerung der das Bauelement 160 tragenden Leiterplatte 170 dienen. Alternativ oder ergänzend können die eingekürzten Rippen als Kühlrippen dienen. Alternativ oder ergänzend können die eingekürzten Rippen als Wandung eines (allgemein mit Bezugszeichen 152 bezeichneten) Strömungskanals dienen. Ausführungsbeispiele des Strömungskanals sind in Fig. 7 gezeigt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung von vier verschiedenen Anordnungen l-A, II-A1 , II-A2 und lll-A des Werkstücksatzes 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zur Herstellung von Kühlkörpern 150 für drei verschiedene Höhe 161 des Bauelements 160.
Resultierende Vorrichtungen, d.h. allgemein die Trogstruktur 110 und der in der Trogstruktur 110 aufgenommene Kühlkörper 150, sind in den Teilfiguren l-B, ll-B und lll-B der Fig. 5 gezeigt. Das eingekürzte erste Maß 135-1 und das eingekürzte zweite Maß 135-2 zur Einpassung des Kühlkörpers 150, beispielsweise der Schnittpunkt 400, ist somit eine Funktion des inneren Maßes 111 der Tragstruktur 110 und der Höhe 161 des Bauelements 160.
Wie anhand der Anordnungen II-A1 und II-A2 gezeigt, kann es zwei Lösungen zur Einpassung ausgehend vom gleichen Rohling 130 geben, die sich unterscheiden in einer Drehung des Rohlings um 180° um eine Achse der Längsrichtung 131 des Rohlings 130. Mit anderen Worten, die mindestens eine erste Rippe 134-1 und die mindestens eine zweite Rippe 134-2 können getauscht werden.
Fig. 6 zeigt schematische Darstellungen der Einpassung ausgehend von einem einheitlichen Rohling 110 des Werkstücksatzes 100 zur Herstellung von Kühlkörpern 150 für drei verschiedene Höhen 161 des Bauelements 160, beispielsweise gemäß Fig. 5.
Wie in der Aufsicht innerhalb der Fig. 6 (d.h. in der Ebene der Richtungen 131 und 136) schematisch gezeigt, kann in einem Abschnitt entlang der Längsrichtung 131 (beispielsweise beim Bezugszeichen 158) die Kühlkörperbasis 132 einer Oberfläche des Stegs 138 entsprechen.
Alternativ oder ergänzend können die eingekürzte mindestens eine erste Rippe 134-1 und/oder die eingekürzte mindestens eine zweite Rippe 134-2 ein Profil 154-1 bzw. 154-2 entlang der Längsrichtung 131 aufweisen.
Das erste Maß 135-1 kann ein Maximum 156-1 des Profils 154-1 der eingekürzten mindestens einen ersten Rippe 134-1 in der ersten Richtung 136-1 sein. Alternativ oder ergänzend kann das zweite Maß (135-2) ein Maximum 156- 2 des Profils 154-2 der eingekürzten mindestens einen zweiten Rippe 134-2 sein. Die Kühlkörperbasis 132 kann einem Minimum 158 des Profils 154 der eingekürzten mindestens einen ersten Rippe 134-1 in der ersten Richtung 136-1 entlang der Längsrichtung 131 (d.h. einem Minimum der Länge in der ersten Richtung 136-1 als Funktion der Längsrichtung 131 ) entsprechen. Am Minimum 158 kann die Länge der ersten Rippe 134-1 in der ersten Richtung 136-1 Null sein, d.h. bündig mit der die Kühlkörperbasis 132 umfassenden Oberfläche des Stegs 138.
Fig. 7 zeigt schematische Darstellungen des Kühlkörpers 150 (als eingepasster Rohling 130) aufgenommen in der Tragstruktur 110 für drei verschiedene Höhen des Bauelements 160, beispielsweise gemäß der Fig. 6.
Der Steg 138 und benachbarte zweite Rippen 134-2 können einen Strömungskanal 152 in der Tragstruktur 110 bilden oder einschließen. Der Strömungskanal kann zur (beispielsweise passiven oder mittels eines Lüfters angetriebenen) konvektiven Kühlung des Bauelements 160 ausgebildet sein.
Beim in der Teilfigur l-B gezeigten Ausführungsbeispiel des Kühlkörpers 150 berührt die Kühlkörperbasis 132 die Leiterplatte 170. Die Höhe 161 des Bauelements ist kleiner oder gleich dem ersten Maß 135-1. Alternativ oder ergänzend ist die Höhe 161 des Bauelements kleiner oder gleich der Lage 171 der Leiterplatte 170.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines Kühlkörpers 150 umfasst einen Schritt der Bereitstellung einer Tragstruktur 110. Die Tragstruktur 110 weist zur Aufnahme des Kühlkörpers 150 ein inneres Maß 111 auf.
Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt der Bereitstellung eines Rohlings 130 des Kühlkörpers 150. Der Rohling 130 umfasst eine Kühlkörperbasis 132, die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Bauelement 160 auf einer in der Tragstruktur 110 verankerten oder verankerbaren 112 Leiterplatte 170 thermisch zu kontaktieren. Ferner umfasst der bereitgestellte Rohling eine Vielzahl von Rippen 134, die im aufgenommenen Zustand eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes 111 aufweisen (beispielsweise sich im aufgenommenen Zustand parallel zum inneren Maß 111 erstrecken). Mindestens eine erste Rippe 134-1 der Rippen 134 erstreckt sich um ein erstes Maß 135-1 von der Kühlkörperbasis 132 in eine erste Richtung 136-1. Mindestens eine zweite Rippe 134-2 der Rippen 134 erstreckt sich um ein zweites Maß 135-2 von der Kühlkörperbasis 132 in eine der ersten Richtung 136-1 entgegengesetzte zweite Richtung 136-2. Ein Gesamtmaß 135 des bereitgestellten Rohlings 130 entspricht der Summe des ersten Maßes 135-1 und des zweiten Maßes 135-2 und ist größer als das innere Maß 111.
Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt der Einpassung des Rohlings 130. Die Rippen 134 werden dabei so eingekürzt, dass die Summe des ersten Maßes 135-1 und des zweiten Maßes 135-2 dem inneren Maß 111 der Tragstruktur 110 entspricht und das erste Maß 135-1 und/oder das zweite Maß 135-2 eine Lage der Kühlkörperbasis 132 innerhalb der Tragstruktur 110 festlegt.
In jedem Ausführungsbeispiel des Werkstücksatzes 100 und/oder des Verfahrens kann der (beispielsweise durch Extrusion erzeugte) Rohling 130 des Kühlkörpers 150 gemäß dem Gesamtmaß 135 zu groß (z.B. zu hoch) im Vergleich zum inneren Maß 111 ausgeführt sein. Beispielsweise wird symmetrisch Material an den Rippen 134 für das Einkürzen vorgehalten.
Bei der Herstellung des Kühlkörpers 150, vorzugsweise bei der Nachbearbeitung des Rohlings 130 (vorzugsweise durch Fräsen), wird die Lage der Kühlkörperbasis 132 relativ zur mechanischen Anbindung über die Rippen 134 (d.h. das erste und/oder zweite Maß) definiert. Bei diesem Vorgang kann die Lage auf die jeweilige Applikation (beispielsweise Höhe 161 ) angepasst (auch: kalibriert) werden.
In einem System mit der Tragstruktur 110 (beispielsweise einem Gehäuse), der Leiterplatte 170 und dem Kühlkörper 150 hat die Leiterplatte 170 eine fixierte Position relativ zur Tragstruktur 110 (beispielsweise zum Gehäuse). Das Gesamtmaß 135 des Kühlkörpers 130 (d.h. die Kühlkörperhöhe) korreliert mit der Gehäusebreite, nämlich entspricht dem inneren Maß 111 der Tragstruktur 110. Um die Lage der Kühlkörperbasis 132 anwendungsspezifisch einzustellen, sind die Rippen 134 so ausgelegt, dass das Gesamtmaß 135 des Rohlings 130 größer ist als das innere Maß 111 (beispielsweise die Gehäusebreite). Zur Positionierung der Kühlkörperbasis 132 relativ zur Leiterplatte 170 (beispielsweise einer TOP-Seite der Leiterplatte 170) werden die Rippen 134 eingekürzt (vorzugsweise durch Fräsen), so dass die Kühlkörperhöhe 135 der Gehäusebreite 111 entspricht.
Die Kühlkörperbasis 132 bzw. der Steg 138 kann je nach Anforderung näher oder entfernter von der Leiterplatte 170 positioniert werden. Der Überstand gegenüber der Tragstruktur 110 wird durch die Nachbearbeitung des Rohlings 130 entfernt.
Wie anhand vorstehender Ausführungsbeispiele ersichtlich, kann der Rohling (beispielsweise ein Extrusionsprofil) für verschiedene Abstände zwischen Kühlkörperbasis und Leiterplatte (PCB) genutzt werden. Da der Rohling 130 grundsätzlich mechanisch nachbearbeitet wird, beispielsweise zur mechanischen Anbindung, zur thermischen Anbindung und/oder zur Montage von Kraftelementen (beispielsweise Federn), fällt das Einkürzen (beispielsweise Nachfräsen) der Rippen 134 wirtschaftlich kaum ins Gewicht bei der Herstellung des Kühlkörpers.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist für Fachkundige ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Bezugszeichenliste
Konventionelle elektrische Vorrichtung 10
Gehäuse 11
Konventioneller Kühlkörper 15
Bauelement 16
Leiterplatte 17
Werkstücksatz 100
Tragstruktur, beispielsweise Gehäuse 110
Inneres Maß der Tragstruktur 111
Rohling eines Kühlkörpers 130
Längsrichtung des Rohlings oder des Kühlkörpers 131
Kühlkörperbasis des Rohlings oder des Kühlkörpers 132
Querrichtung 133
Rippen des Rohlings oder des Kühlkörpers 134
Mindestens eine erste Rippe der Rippen des Kühlkörpers 134-1
Mindestens eine zweite Rippe der Rippen des Kühlkörpers 134-2
Gesamtmaß der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden Rippen 135
Erstes Maß der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden ersten Rippe 135-1
Zweites Maß der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden zweiten Rippe 135-2
Richtung der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden Rippen
(d.h. die erste oder die zweite Richtung), kurz: Rippenrichtung 136
Erste Richtung der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden ersten Rippen 136-1
Zweite Richtung der sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden zweiten Rippen 136-2
Steg des Rohlings oder des Kühlkörpers 138
Breite des Stegs in der Rippenrichtung 139
Kühlkörper, d.h. in die Tragstruktur eingepasster Rohling 150
Strömungskanal 152 Profil der mindestens einen ersten Rippe 154-1
Profil der mindestens einen zweiten Rippe 154-2
Maximum des Profils der mindestens einen ersten Rippe 156-1
Maximum des Profils der mindestens einen zweiten Rippe 156-2 Minimum des Profils der mindestens einen ersten Rippe 158
Bauelement 160
Höhe des Bauelements 161
Leiterplatte 170
Lage der Leiterplatte 171 Schnittpunkt im Diagramm des ersten und zweiten Maßes 400

Claims

Patentansprüche . Werkstücksatz (100) umfassend eine T ragstruktur (110) und einen Rohling (130) eines Kühlkörpers (150) zur Einpassung in die Tragstruktur (110), wobei die Tragstruktur (110) zur Aufnahme des eingepassten Kühlkörpers (150) ein inneres Maß (111 ) aufweist, und wobei der Rohling (130) des Kühlkörpers (150) umfasst:
- eine Kühlkörperbasis (132), die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Bauelement (160) auf einer in der Tragstruktur (110) verankerten oder verankerbaren (112) Leiterplatte (170) thermisch zu kontaktieren, und
- eine Vielzahl von Rippen (134), die im aufgenommenen Zustand eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes (111 ) aufweisen, wobei sich mindestens eine erste Rippe (134-1 ) der Rippen (134) ein erstes Maß (135-1 ) von der Kühlkörperbasis (132) in eine erste Richtung (136-1 ) erstreckt und sich mindestens eine zweite Rippe (134-2) der Rippen (134) ein zweites Maß (135-2) von der Kühlkörperbasis (132) in eine der ersten Richtung (136-1 ) entgegengesetzte zweite Richtung (136-2) erstreckt, wobei ein Gesamtmaß (135) des Rohlings (130) der Summe des ersten Maßes (135-1 ) und des zweiten Maßes (135-2) entspricht und größer als das innere Maß (111 ) ist, wobei zur Einpassung des Rohlings (130) die Rippen (134) so eingekürzt oder einkürzbar sind, dass die Summe des ersten Maßes (135-1 ) und des zweiten Maßes (135-2) dem inneren Maß (111 ) der Tragstruktur (110) entspricht und das erste Maß (135-1 ) oder das zweite Maß (135-2) eine Lage der Kühlkörperbasis (132) innerhalb der Tragstruktur (110) festlegt. . Werkstücksatz (100) nach Anspruch 1 , wobei das eingekürzte erste Maß (135-1 ) oder das eingekürzte zweite Maß (135-2) zur Einpassung des Kühlkörpers (150) eine Funktion einer Höhe (161 ) des Bauelements (160) ist. Werkstücksatz (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rohling (130) des Kühlkörpers (150) ferner umfasst:
- einen die Rippen (134) in einer Querrichtung (133) verbindenden Steg (138), optional wobei die Kühlkörperbasis (132) eine Oberfläche des Stegs (138) umfasst. Werkstücksatz (100) nach Anspruch 3, wobei der Steg (138) und benachbarte zweite Rippen (134-2) einen Strömungskanal (152) in der Tragstruktur (110) bilden oder einschließen. Werkstücksatz (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Steg (138) bezüglich der ersten Richtung (136-1) und der zweiten Richtung (136-2) symmetrisch im Rohling (130) oder im eingepassten Kühlkörper (150) angeordnet ist, oder wobei der Steg (138) asymmetrisch bezüglich der ersten Richtung (136-1 ) und der zweiten Richtung (136-2) im Rohling (130) angeordnet ist und durch eine Drehung um 180 Grad die erste Richtung (136-1) und die zweite Richtung (136-2) vertauschbar sind zur Minimierung oder Vermeidung der Einkürzung des ersten Maßes (135-1 ) und/oder des zweiten Maßes (135-2). Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich die Kühlkörperbasis (132) des Kühlkörpers (150) im aufgenommenen Zustand quer, vorzugsweise senkrecht, zum inneren Maß (111) der Tragstruktur (110) erstreckt, und/oder wobei sich die Vielzahl von Rippen (134) quer, vorzugsweise senkrecht, zur Kühlkörperbasis (132) erstrecken. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kühlkörperbasis (132) des eingepassten Kühlkörpers (150) unverändert der Kühlkörperbasis (132) des Rohlings (130) entspricht, oder wobei die Kühlkörperbase (132) des eingepassten Kühlkörpers (150) gegenüber der Kühlkörperbasis (132) des Rohlings (130) spanabhebend oder additiv bearbeitet ist. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Tragstruktur (110) ein Gehäuse umfasst. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Einkürzen der Vielzahl von Rippen ein Zerspanen, optional ein Fräsen, und/oder ein Stanzen umfasst. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Rohling metallisch und/oder integral-einstückig ist. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Richtung (136-1) und die der ersten Richtung (136-1 ) entgegengesetzte zweite Richtung (136-2) quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Längsrichtung (131 ) des Rohlings (130) sind. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die mindestens eine eingekürzte erste Rippe (135-1 ) ein Profil (154-1 ) entlang einer Längsrichtung (131 ) des Kühlkörpers (150) aufweist, und wobei das erste Maß (135-1 ) einer Auskragung des Profils (154-1) oder einem Maximum (156-1 ) des ersten Maßes (135-1 ) im Profil (154-1 ) entspricht; und/oder wobei die mindestens eine eingekürzte zweite Rippe (135-2) ein Profil (154-2) entlang einer Längsrichtung (131) des Kühlkörpers (150) aufweist, und wobei das zweite Maß (135-2) einer Auskragung des Profils (154-2) oder einem Maximum (156-2) des zweiten Maßes (135-2) im Profil (154-2) entspricht. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die mindestens eine eingekürzte erste Rippe (135-1 ) ein Profil (154-1 ) entlang einer Längsrichtung (131 ) des Kühlkörpers (150) aufweist, und wobei die Kühlkörperbasis (132) einer Einbuchtung des Profils (154-1 ) oder einem Minimum (158) des ersten Maßes (135-1 ) im Profil (154) entspricht. Werkstücksatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Rohling (130) durch Extrudieren, vorzugsweise Strangpressen, in der Längsrichtung (131 ) hergestellt ist. Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers (150), umfassend:
- Bereitstellung einer Tragstruktur (110), die zur Aufnahme des Kühlkörpers (150) ein inneres Maß (111) aufweist;
- Bereitstellung eines Rohlings (130) des Kühlkörpers (150), wobei der Rohling (130) eine Kühlkörperbasis (132) umfasst, die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Bauelement (160) auf einer in der Tragstruktur (110) verankerten oder verankerbaren (112) Leiterplatte (170) thermisch zu kontaktieren, und eine Vielzahl von Rippen (134) umfasst, die im aufgenommenen Zustand eine Ausdehnung in Richtung des inneren Maßes (111 ) aufweisen, wobei sich mindestens eine erste Rippe (134-1 ) der Rippen (134) ein erstes Maß (135-1 ) von der Kühlkörperbasis (132) in eine erste Richtung (136-1 ) erstreckt und sich mindestens eine zweite Rippe (134-2) der Rippen (134) ein zweites Maß (135-2) von der Kühlkörperbasis (132) in eine der ersten Richtung (136-1) entgegengesetzte zweite Richtung (136-2) erstreckt, wobei ein Gesamtmaß (135) des Rohlings (130) der Summe des ersten Maßes (135-1 ) und des zweiten Maßes (135-2) entspricht und größer als das innere Maß (111) ist; und - Einpassung des Rohlings (130), wobei die Rippen (134) so eingekürzt werden, dass die Summe des ersten Maßes (135-1) und des zweiten Maßes (135-2) dem inneren Maß (111 ) der Tragstruktur (110) entspricht und das erste Maß (135-1 ) oder das zweite Maß (135-2) eine Lage der Kühlkörperbasis (132) innerhalb der Tragstruktur (110) festlegt.
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