DE60315911T2

DE60315911T2 - Kühlkörper mit Vielfachoberflächenvergrösserung

Info

Publication number: DE60315911T2
Application number: DE60315911T
Authority: DE
Inventors: Warren L. Lockport Gawve
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: US6668910B2; US20030188849A1; DE60315911D1; EP1353376A2; EP1353376A3; EP1353376B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kühlkörper und im Spezielleren Kühlkörper zur Verwendung beim Abführen von Abwärme, die durch elektrische oder elektronische Komponenten und Anordnungen erzeugt wird.
Hintergrund der Erfindung
Bei elektrischen und elektronischen Hochleistungskomponenten besteht weiterhin steigender Bedarf an einer höheren Verlustleistung innerhalb eines relativ eingeschränkten Raumes. Ständig zunehmende Geschwindigkeiten von elektronischen Vorrichtungen und die Ausnutzung von Leistung erforderten somit kontinuierlich erhöhte Wärmeabfuhrfähigkeiten der zugehörigen Kühlkörper. Um solchen höheren Verlustleistungsanforderungen gerecht zu werden, während eine geeignete Kompaktheit erhalten bleibt, sind üblicherweise verschiedene Niveaus des Wärmemanagements auf dem Vorrichtungs-, Bauuntergruppen- und Komponentenniveau erforderlich.
Auf dem Komponentenniveau wurden verschiedene Arten von Wärmetauschern und Kühlkörpern verwendet, die eine natürliche oder erzwungene Konvektion oder andere Kühlverfahren anwenden. Einige der für elektronische Anwendungen eingesetzten Kühllösungen umfassen Vorrichtungen mit einem Luft- (natürliche oder erzwungene Konvektion), Flüssigkeits- und Kältemittelkreislauf. Ein Typ eines Kühlkörpers nach dem Stand der Technik für elektrische oder elektronische Komponenten mit einer erzwungenen Luftkonvektions-Konfiguration ist in 1 veranschaulicht und allgemein bei 10 gezeigt. Der Kühlkörper 10 verwendet eine Grundplatte 12, die eine untere Fläche 16, an der die elektronische Vorrichtung befestigt ist, und eine obere Fläche 14 aufweist, von der sich eine Vielzahl von Platten 18 nach oben erstreckt, wobei jedes benachbarte Paar von Platten einen Raum dazwischen definiert. In den Räumen zwischen benachbarten Platten 18 sind gewellte gefaltete Rippen 24 angeordnet, die sich zwischen benachbarten Platten 18 erstrecken, um eine Vielzahl von im Wesentlichen horizontalen Kühldurchgängen zu definieren. Ein Ventilator 28 ist an einem Ende befestigt, um Luft durch die Kühldurchgänge zu ziehen oder zu blasen und eine Wärmeübertragung von den Rippen 24 auf die durch sie hindurch gesaugte Luft zu bewirken, die dann von dem Kühlkörper 10 ausgestoßen wird.
Die JP 10 004 164 A offenbart einen Luftkühl-Kühlkörper, der eine Vielzahl von vertikalen Platten (Primärrippen), die an einer Grundplatte befestigt sind, Sekundärrippen, die auf eine ziehharmonikaartige Weise gefaltet sind, und Ventilatoren umfasst, die an dem Kühlkörper befestigt sind. Die Sekundärrippen des Kühlkörpers sind auf solche Weise angeordnet, dass die „gefalteten Kanten" auf der linken Seite/rechten Seite bezüglich der vertikalen Platten und der Grundplatte sind.
Die US-A-6 011 216 erläutert die Befestigung eines Ventilators an einem gerippten Kühlkörper, der einen Luftsammelraum zwischen der oberen Kante des Ventilators, Sekundärrippen und der oberen Kante der Primärrippen bildet. Dieser Luftsammelraum dient dazu, den Totbereich zu vermeiden, der typischerweise unter der Mitte des Ventilators vorhanden ist. In diesem Dokument ergibt sich das Ausbilden des Luftsammelraums daraus, dass die Rippen unter dem Mittelteil des Ventilators im Vergleich mit den anderen kürzer sind.
Für eine gegebene Kühlanwendung ist der Basis-Platzbedarf für den Kühlkörper typischerweise durch ein Standard-Montagemuster festgelegt. Die Flächen, die sich von der Basis und den Ventilatoren weg erstrecken, müssen auch in die verfügbaren Volumeneinschränkungen derselben Anwendung passen. Da die Basis-Konfiguration mehr oder weniger standardisiert ist, müssen sich Leistungsverbesserungen dann primär von Verbesserungen an den Großflächen herleiten. Die Wärmeübertragungsbeschränkungen bei Kühlkörpern nach dem Stand der Technik wurden teilweise bewirkt durch:

1. Nicht ausreichende Großfläche für eine erzwungene Konvektion;
2. Nicht ausreichende Verbesserungen an den Großflächen;
3. Nicht optimierte Wärmeleitungspfade zu den Großflächen; und
4. Unzureichendes Volumen oder Management der Luftströmung über die Großflächen.

Somit wird ein Kühlkörper gewünscht, der Verbesserungen an den Flächen beinhaltet, die sich von der Grundplatte weg erstrecken, um den Wirkungsgrad eines Kühlkörpers über einer gegebenen Fläche der Grundplatte weiter zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kühlkörper zum Kühlen von elektrischen oder elektronischen Vorrichtungen. Der Kühlkörper umfasst eine Grundplatte mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche zum Befestigen an der elektronischen Vorrichtung. Mindestens zwei vertikale Platten sind an der oberen Fläche auf eine beabstandete Weise befestigt und erstrecken sich von dieser im Wesentlichen rechtwinklig weg und stehen parallel zu einander. Eine Sekundärrippe ist an einem oberen Abschnitt der vertikalen Platten befestigt und erstreckt sich dazwischen. Die Sekundärrippe weist eine obere gefaltete Kante und eine untere gefaltete Kante auf und ist derart orientiert, dass die untere gefaltete Kante zu der oberen Fläche der Grundplatte weist. Die Sekundärrippe umfasst eine Vielzahl von einzelnen Rippen, die auf eine gefaltete ziehharmonikaartige Weise gebildet sind. Die Vielzahl von einzelnen Rippen definiert eine Vielzahl von Sekundärrippen-Durchgängen zwischen benachbarten der einzelnen Rippen, wobei sich jeder Sekundärrippen-Durchgang von der oberen gefalteten Kante bis zu der unteren gefalteten Kante erstreckt.
Die Sekundärrippe ist auf eine bogenförmige Weise angeordnet, sodass die obere gefaltete Kante konkav bezüglich einer oberen Kante der vertikalen Platten ist und eine untere Kante konvex bezüglich der oberen Fläche der Grundplatte ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Kühlen einer elektronischen Vorrichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte, dass ein Kühlkörper des Typs bereitgestellt wird, der eine Grundplatte mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche umfasst, wobei eine Vielzahl von vertikalen Platten an der oberen Fläche der Grundplatte auf eine parallele, beabstandete Weise befestigt ist und sich von dieser im Wesentlichen rechtwinklig weg erstreckt. Mindestens eine Primärrippe ist an der oberen Fläche der Grundplatte befestigt und zwischen jedem Paar benachbarter vertikaler Platten angeordnet, wobei die Primärrippe im Wesentlichen parallel zu den vertikalen Platten steht und sich von der Grundplatte bis zu einer Höhe erstreckt, die niedriger als die vertikalen Platten ist. Der Kühlkörper umfasst auch eine Sekundärrippe, die an einem oberen Abschnitt eines jeden benachbarten Paares vertikaler Platten befestigt ist und sich dazwischen erstreckt, wobei der untere Abschnitt eines jeden benachbarten Paares vertikaler Platten und die Unterseite der Sekundärrippe einen Primärdurchgang an jedem Ende des Kühlkörpers oberhalb der Grundplatte definieren. Die Sekundärrippe weist eine obere Kante und eine untere Kante auf und ist derart orientiert, dass die untere Kante zu der oberen Fläche der Grundplatte weist. Die Sekundärrippe umfasst ferner eine Vielzahl von einzelnen Rippen, die auf eine gefaltete ziehharmonikaartige Weise gebildet sind und eine Vielzahl von Sekundärrippen-Durchgängen zwischen benachbarten der einzelnen Rippen definieren. Die Sekundärrippe ist auf eine bogenförmige Weise angeordnet, sodass eine obere Kante davon konkav bezüglich einer oberen Kante der vertikalen Platte ist und eine untere Kante davon konvex zu der oberen Fläche der Grundplatte ist. Die untere Fläche des Kühlkörpers wird an der elektronischen Vorrichtung befestigt und ein Ventilator wird an einer Oberseite des Kühlkörpers befestigt. Dann wird bewirkt, dass der Ventilator Luft in die Primärdurchgänge und durch die Vielzahl von Sekundarrippen-Durchgängen zieht.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann durch Bezugnahme auf die nachfolgende schriftliche Spezifikation, die Ansprüche und die beiliegenden Zeichnungen weiter verständlich und einsehbar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Kühlkörpers mit erzwungener Konvektion nach dem Stand der Technik.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines Kühlkörpers, der die vorliegende Erfindung verkörpert, wobei der Ventilator zum besseren Verständnis entfernt ist und der Kühlkörper Vergrößerungen an den Flächen umfasst, die sich von der Basis weg erstrecken.
3 ist eine Aufrissdarstellung einer alternativen Konfiguration aus einer Grundplatte und vertikalen Platten, wobei die Grundplatte eine nicht einheitliche Dicke aufweist.
4 ist eine Querschnittsdarstellung des in 2 gezeigten Kühlkörpers entlang der Linie 4-4 von 2.
5 ist eine alternative Ausführungsform des Kühlkörpers, die einen Querschnitt derselben Darstellung wie 4 veranschaulicht, wobei die vertikalen Platten eine konkave obere Fläche umfassen, die der oberen Krümmung der gefalteten Sekundärrippen entspricht.
6 ist eine alternative Ausführungsform des Kühlkörpers, die einen Querschnitt derselben Darstellung wie 4 veranschaulicht, wobei die Primärrippen eine konkave obere Fläche umfassen, die der unteren Krümmung der gefalteten Sekundärrippen entspricht und diese abstützt.
7 ist eine alternative Ausführungsform des Kühlkörpers, die einen Querschnitt derselben Darstellung wie 4 veranschaulicht, wobei die Primärrippen durch einen Strömungsrichter ersetzt sind.
8 ist eine alternative Ausführungsform des Kühlkörpers, die einen Querschnitt derselben Darstellung wie 4 veranschaulicht, wobei die Primärrippen durch einen Strömungsrichter ersetzt sind und die Sekundärrippen nicht gebogen sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Für die Beschreibung hierin sollen sich die Ausdrücke „obere/s/r", „untere/s/r", „linke/s/r", „hintere/s/r", „rechte/s/r", „vordere/s/r", vertikale/s/r", „horizontale/s/r" und Ableitungen davon auf die Erfindung wie in 2 orientiert beziehen. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass die Erfindung verschiedene alternative Orientierungen und Stufenfolgen annehmen kann, außer, wenn ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Es sollte auch einzusehen sein, dass die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichten und in der nachfolgenden Spezifikation beschriebenen spezifischen Vorrichtungen und Prozesse einfach beispielhafte Ausführungsformen der in den beiliegenden Ansprüchen definierten erfinderischen Konzepte sind. Somit sind spezifische Maße und andere physikalische Eigenschaften, die sich auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beziehen, nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, die Ansprüche erklären ausdrücklich etwas anderes.
Wendet man sich den Zeichnungen zu, so zeigen die 2 und 4 einen Kühlkörper 30, der eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist und ihre verschiedenen Komponenten veranschaulicht.
Der Kühlkörper 30, am einfachsten in den 2 und 4 zu sehen, umfasst eine Grundplatte 32 mit einer unteren Fläche 36, an der eine elektrische oder elektronische Vorrichtung 46 unter Verwendung eines wärmeleiten den Klebstoffes 47, herkömmlicherweise auch als „Wärmeleitpaste" bekannt, befestigt ist. Die Grundplatte 32 weist auch eine obere Fläche 34 auf, von der sich eine Vielzahl von vertikalen Platten 38 weg erstreckt. Die vertikalen Platten 38 sind parallel zueinander angeordnet und sind gleichmäßig über eine Oberseite 34 beabstandet und definieren eine Vielzahl von Primärdurchgängen 41 dazwischen.
Innerhalb eines jeden Raumes 41 zwischen benachbarten der Platten 38 erstreckt/en sich eine oder mehrere Primärrippe/n 40 von der oberen Fläche 34 auf dieselbe weise wie die vertikalen Platten 38 nach oben. Allerdings sind die Primärrippen 40 allgemein dünner und weisen eine Höhe auf, die im Wesentlichen niedriger als die vertikalen Platten ist. Die Primärrippen können an der Oberseite 34 der Basis 32 durch einen Klebstoff oder ein metallurgisches Verbinden befestigt sein. Alternativ können die Primärrippen 40 einteilig mit der Grundplatte 32 gebildet sein.
Eine Sekundärrippe 42 mit einer Vielzahl von einzelnen Rippen 43, die auf eine gefaltete ziehharmonikaartige Weise gebildet sind, ist zwischen einem oberen Abschnitt eines jeden Paares benachbarter vertikaler Platten 38 befestigt. Die Sekundärrippen 42 können an den vertikalen Platten entweder durch einen Klebstoff oder ein metallurgisches Verbinden befestigt sein, um die Leitung von Wärme von den vertikalen Platten 38 zu den einzelnen Rippen 43 der Sekundärrippe 42 effizienter zu erleichtern. Infolgedessen, dass die Sekundärrippe 42 auf eine ziehharmonikaartige Weise gebildet ist, ist sie relativ flexibel und kann in verschiedene Formen gebracht werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Sekundärrippe 42 auf eine bogenförmige Weise angeordnet, sodass die obere Kante 37 davon konkav bezüglich der oberen Kanten der vertikalen Platten 38 ist und die untere Kante 45 davon konvex bezüglich der oberen Fläche 34 der Basis 32 ist. Die gebogenen oberen Kanten 37 der Sekundärrippen 42 und die oberen Kanten der vertikalen Platten 38 definieren dabei einen Luftsammelraum 44 zwischen der Sekundärrippe 42 und einem Ventilator 48. Der Luftsammelraum 44 erleichtert eine Strömungsverteilung einer Luftströmung 49 um einen Totbereich herum, der üblicherweise mit der Ventilatornabe an der Mitte des Ventilators 48 verbunden ist. Dadurch, dass der Luftsammelraum 44 innerhalb des Gesamtprofils des Kühlkörpers 30 definiert ist, kann der Ventilator 48 direkt an der Oberseite des Kühlkörpers 30 montiert werden, ohne dass eine Abdeckung oder eine zusätzliche Leitungsführung erforderlich ist.
Wie in 4 zu sehen ist, weist die Primärrippe 40 eine obere Kante auf, die im Wesentlichen parallel zu der oberen Fläche 34 der Basis 32 steht. Infolge der ziehharmonikaartigen Faltung der Sekundärrippe 42 definieren benachbarte einzelne Rippen 43 eine Vielzahl von Sekundärrippen-Durchgängen 39 zwischen benachbarten der einzelnen Rippen 43. Die Sekundärrippe 42 ist bogenförmig angeordnet, sodass sich zumindest ein Teil ihrer unteren Kante 45 in der Nähe der oberen Kante der Primärrippen 40 befindet oder diese berührt, wobei die Sekundärrippen-Durchgänge 39 radial bezüglich der gekrümmten Kanten der Sekundärrippe 42 orientiert sind.
Ein Ventilator 48 ist an der Oberseite des Kühlkörpers 30 angeordnet, sodass der Ventilator 48, wenn er betätigt wird, Luft in die Unterseite des Ventilators zieht und sie von der Oberseite des Ventilators ausstößt. Auf diese Weise wird Luft zwischen den unteren Abschnitten der vertikalen Platten 38 und Primärrippen 40 in die Primärdurchgänge 41 und dann nach oben durch die Sekundärrippen-Durchgänge 39 in den Luftsammelraum 44 gezogen, wie durch Pfeile 49 angezeigt. Sobald die Luftströmung 49 in den Luftsammelraum 44 eintritt, wird sie problemlos darin umverteilt, sodass sie um die Nabe des Ventilators 48 herum strömt. Die Luft strömung wird dann durch die Oberseite des Ventilators 48 ausgestoßen. Einzelne Rippen 43 können derart gebildet sein, dass sie Unregelmäßigkeiten 35 umfassen, z. B. dass sie eine Vielzahl von Höckern oder eine Vielzahl von Schlitzen aufweisen. Die Unregelmäßigkeiten 35 dienen dazu, die Luftströmung 49 über sie zu unterbrechen, wodurch bewirkt wird, dass die Luftströmung 49 in der Nähe der einzelnen Rippen 43 turbulent wird und somit eine größere Wärmeübertragung zwischen den Rippen 43 und der darüber strömenden Luftströmung 49 verursacht wird. Da die Luftströmung 49 in die Primärdurchgänge 41 in einer allgemein horizontalen Strömung eintritt und somit in eine vertikale Strömung umgelenkt wird, wenn sie durch den Ventilator 48 nach oben gezogen wird, unterstützt die gebogene Orientierung der Sekundärrippen 42, die die Sekundärrippen-Durchgänge 39 radial ausrichten, eine effizientere und weniger eingeschränkte Luftströmung durch den Kühlkörper 30.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 3 ist eine alternative Kühlkörper-Ausführungsform 50 gezeigt, der ähnlich dem Kühlkörper 30 wie oben erläutert ist, wobei der Kühlkörper 50 eine Grundplatte 52 mit einer unteren Fläche 56 und einer oberen Fläche 54 umfasst. Die zu kühlende elektronische oder elektrische Vorrichtung 64 ist mit einem Wärmeleitklebstoff 65 mit der unteren Fläche 56 verbunden. Die obere Fläche 54 weist eine Vielzahl von vertikalen Platten 58, 60 auf, die sich davon nach oben erstrecken und Räume 51 zwischen benachbarten der vertikalen Platten 58 und 60 definieren. Eine Vielzahl von Primärrippen 59, die im Wesentlichen dünner und kürzer als die vertikalen Platten 58 und 60 sind, erstreckt sich ebenfalls von der oberen Fläche 54 in jeden der Räume 51 nach oben. Eine gefaltete Sekundärrippe 62 erstreckt sich zwischen den oberen Abschnitten der benachbarten vertikalen Platten 58 und 60 und ist an diesen befestigt. Die Sekundärrippen 62 sind entweder durch einen Klebstoff oder ein metallurgisches Verbinden befestigt.
Die Grundplatte 52 des Kühlkörpers 50 besitzt einen Bereich 57, der im Wesentlichen in einer Reihe mit der elektronischen Vorrichtung 64 angeordnet ist und dicker als ein äußerer Bereich 53 ist, der sich über die äußeren Kanten der elektronischen Vorrichtung 64 hinaus nach außen erstreckt. In ähnlicher Weise weisen die vertikalen Platten 58 in dem Bereich direkt über der elektronischen Vorrichtung 64 eine Dicke auf, die größer als die vertikalen Platten 60 ist, die sich von dem Bereich 53 nach oben erstrecken. Somit leiten der dickere Grundplattenbereich 57 und die dickere vertikale Platte 58 mehr Wärme von dem Gebiet oberhalb der elektronischen Vorrichtung 64, die ein heißeres Wärmeprofil besitzt als die äußeren Bereiche 53. Da die äußeren Bereiche 53 und die vertikalen Platten 60 einer geringeren Wärmedichte ausgesetzt sind, müssen ihre Dicken nicht so groß sein wie der zentrale Bereich 57 der Grundplatte 52 und die vertikalen Platten 58.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 ist eine alternative Ausführungsform eines Kühlkörpers 130 gezeigt, der gegenüber dem Kühlkörper 30, wie in den 2 und 4 gezeigt, verschiedene Änderungen aufweist. Elemente der alternativen Kühlkörper-Ausführungsform 130, die gleich oder ähnlich Elementen des Kühlkörpers 30 sind, sind durch gleiche Bezugsziffern mit der vorangestellten Ziffer „1" gekennzeichnet. Der Kühlkörper 130 weist eine Grundplatte 132 auf, an der eine elektronische Vorrichtung 146 unter Verwendung eines an ihrer Unterseite angebrachten wärmeleitenden Klebstoffes 147 befestigt ist. Die Grundplatte 132 weist eine Vielzahl von vertikalen Platten 138 auf, die sich von der Oberseite weg erstrecken und ferner eine oder mehrere kürzere und dünnere Primärrippen 140 aufweisen, die sich zwischen den vertikalen Platten 138 nach oben erstreckt/en.
Eine Sekundärrippe 142, die als eine gefaltete ziehharmonikaartige Rippe ausgebildet ist, ist ähnlich der Sekundärrippe 42 in dem Kühlkörper 30 auch bogenförmig angeordnet. Der Kühlkörper 130 unterscheidet sich von dem Kühlkörper 30 darin, dass die obere Kante 139 der vertikalen Platten 138 auf eine konkave Weise gebildet ist, sodass sie der konkaven Kontur der oberen Kante 137 der Primärrippe 142 entspricht. Die oberen Kanten 137 der Primärrippen 142 definieren in Kombination mit den konkaven oberen Kanten 139 der Platten 138 einen einzigen Luftsammelraum 144, der sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Kühlkörpers 130 erstreckt. Es ist möglich, dass die oberen Kanten der vertikalen Platten 138 an eben diesen Kanten der Grundplatte 132 keine konkave Kontur aufweisen, um den Luftsammelraum 144 im Wesentlichen einzuschließen. Auf diese Weise würde die gesamte Luft, die von dem darüber befestigten Ventilator 148 ausgestoßen wird, durch den Kühlkörper 30 gezogen, wie durch die Luftströmung 149 angezeigt. Der Luftsammelraum 144 erlaubt eine Strömungsverteilung der Luftströmung 149 über das gesamte Gebiet oberhalb der Primärrippen 142, sodass sie effizienter um einen Totbereich herum verteilt wird, der üblicherweise mit der Ventilatornabe an der Mitte des Ventilators 148 verbunden ist. Dadurch, dass der Luftsammelraum 144 innerhalb des Gesamtprofils des Kühlkörpers 130 definiert ist, kann der Ventilator 148 auch direkt an der Oberseite des Kühlkörpers 130 montiert werden, ohne dass eine Abdeckung oder eine zusätzliche Leitungsführung erforderlich ist, wodurch ein Minimalprofil der Kühlkörper- und Gebläsekombination beibehalten wird.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 6 ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Kühlkörpers 230 ähnlich dem Kühlkörper 30 veranschaulicht, wobei gleiche Elemente durch gleiche Ziffern mit der vorangestellten Ziffer „2" gekennzeichnet sind. Eine elektronische Vorrichtung 246 ist mit einem wärmeleitenden Klebstoff 247 an einer unteren Fläche der Grundplatte 232 befestigt. Vertikale Platten 238 und Primärrippen 240 erstrecken sich von der oberen Fläche der Grundplatte 232 nach oben und eine gefaltete ziehharmonikaartige Sekundärrippe 242 ist auf eine bogenförmige Weise zwischen oberen Abschnitten benachbarter vertikaler Platten 238 angeordnet. In dieser Ausführungsform weisen die Primärrippen 240 eine obere Kante 241 auf, die konkav gebogen ist, um mit der Krümmung der unteren Kante 245 der bogenförmig angeordneten Sekundärrippe 242 übereinzustimmen. Somit kann die untere Kante 245 der Sekundärrippe 242 auf der oberen Kante 241 der Primärrippen 240 sitzen. Die Sekundärrippe 242 kann an den vertikalen Platten 238 und der oberen Kante 241 der Primärrippen 240 durch einen Klebstoff oder ein metallurgisches Verbinden befestigt sein. Ein Ventilator 248 zieht Luft in Übereinstimmung mit der Luftströmungsrichtung 249 durch den Kühlkörper 230.
Eine noch weitere alternative Ausführungsform eines Kühlkörpers 330 ist in 7 gezeigt und ist ähnlich dem Kühlkörper 30, sodass gleiche Elemente durch gleiche Ziffern mit der vorangestellten Ziffer „3" gekennzeichnet sind. Der Kühlkörper 330 weist eine Grundplatte 332 auf, an der eine elektronische Vorrichtung 346 mit einem wärmeleitenden Klebstoff 347 befestigt ist. Die Grundplatte 332 weist eine Vielzahl von vertikalen Platten 338 auf, die sich von einer oberen Fläche weg erstrecken, und umfasst eine gefaltete ziehharmonikaartige Sekundärrippe 342 zwischen benachbarten der vertikalen Platten 338. Die Sekundärrippe 342 ist auf eine bogenförmige Weise angeordnet, sodass eine obere Kante 337 davon bezüglich der oberen Kanten der vertikalen Platten 338 konkav gebogen ist. Anstatt dass sich zusätzliche Primärrippen von der Grundplatte 332 zwischen benachbarten vertikalen Platten 338 nach oben erstrecken, ist ein Strömungsrichter 350 zwischen benachbarten vertikalen Platten 338 im Wesentlichen an einem Mittelpunkt davon angeordnet. Der Strömungs richter 350 weist ein Paar entgegengesetzter konkaver Flächen auf, die das Umlenken der Luftströmung unterstützen, die gemäß den Pfeilen 349 durch den Ventilator 348 von den Enden des Kühlkörpers 330 und aus der Oberseite des Kühlkörpers 330 gezogen wird.
Eine weitere alternative Ausführungsform eines Kühlkörpers 430 ist in 8 veranschaulicht. Der Kühlkörper 430 ist ähnlich dem in 7 veranschaulichten Kühlkörper 330, wobei gleiche Elemente gleiche Ziffern aufweisen, außer dass die Ziffer „4" vorangestellt ist. Der Kühlkörper 430 unterscheidet sich von dem Kühlkörper 330 darin, dass der Strömungsrichter 450 vertikal größer ist, und ferner darin, dass die geknickte gefaltete Sekundärrippe 442 nicht auf eine bogenförmige Weise angeordnet ist. Die Sekundärrippe 442 ist derart angeordnet, dass eine obere Kante 437 davon im Wesentlichen fluchtend oder parallel mit einer oberen Kante der vertikalen Platten 438 ist. Der Ventilator 448 zieht eine Luftströmung 449 durch die Kühlkörperenden hinein, wonach der Strömungsrichter 450 die Luft in eine im Wesentlichen vertikale Luftströmung umlenkt, sodass sie effizient durch die Sekundärrippen 442 strömt und durch die Oberseite des Ventilators 448 ausgestoßen wird.

Claims

Kühlkörper (30) zum Kühlen von elektrischen oder elektronischen Vorrichtungen (46), wobei der Kühlkörper umfasst: eine Grundplatte (32) mit einer oberen Fläche (34) und mit einer unteren Fläche (36) zum Befestigen an der elektronischen Vorrichtung (46); mindestens zwei vertikale Platten (38), die an der oberen Fläche (34) auf eine beabstandete Weise befestigt sind und sich von dieser im Wesentlichen rechtwinklig weg erstrecken, wobei die mindestens zwei vertikalen Platten (38) parallel zueinander stehen; gekennzeichnet durch eine Sekundärrippe (42), die an einem oberen Abschnitt der mindestens zwei vertikalen Platten (38) befestigt ist und sich dazwischen erstreckt, wobei die Sekundärrippe (42) eine obere gefaltete Kante (37) und eine untere gefaltete Kante (45) aufweist und derart orientiert ist, dass die untere gefaltete Kante (45) zu der oberen Fläche (34) weist, wobei die Sekundärrippe (42) ferner eine Vielzahl von einzelnen Rippen (43) umfasst, die auf eine gefaltete ziehharmonikaartige Weise gebildet sind und eine Vielzahl von Sekundärrippen-Durchgängen (39) zwischen benachbarten der einzelnen Rippen (43) definieren, wobei sich jeder Sekundärrippen-Durchgang (39) von der oberen gefalteten Kante (37) bis zu der unteren gefalteten Kante (45) erstreckt, und wobei die Sekundärrippe (342) auf bogenförmige Weise angeordnet ist, sodass die obere gefaltete Kante (337) konkav bezüglich einer oberen Kante der vertikalen Platten (338) ist und eine untere Kante (345) konvex bezüglich der oberen Fläche der Grundplatte (332) ist.
Kühlkörper (430) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Strömungsrichter (450), der an der oberen Fläche (34) befestigt ist und sich zwischen den mindestens zwei vertikalen Platten (438) erstreckt, wobei der Strömungsrichter (450) konkav geformte Seiten umfasst, die sich allgemein bis zu der unteren gefalteten Kante (445) der Sekundärrippe (442) erstrecken, um eine Strömung von Luft (449) allgemein von einer horizontalen Strömung zu einer vertikalen Strömung durch die Sekundärrippe zu lenken.
Kühlkörper (30) nach Anspruch 1, wobei die Sekundärrippe (42) auf eine gebogene Weise angeordnet ist, sodass die obere gefaltete Kante (37) konkav bezüglich einer oberen Kante der vertikalen Platten (38) ist und eine untere Kante (45) konvex bezüglich der oberen Fläche (34) der Grundplatte (32) ist.
Kühlkörper (30) nach Anspruch 3, ferner umfassend mindestens eine Primärrippe (40), die an der oberen Fläche (34) der Grundplatte (32) befestigt und zwischen den mindestens zwei vertikalen Platten (38) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Primärrippe (40) im Wesentlichen parallel zu den mindestens zwei vertikalen Platten (38) steht und sich von der Grundplatte (32) bis zu einer Höhe erstreckt, die niedriger ist als die mindestens zwei vertikalen Platten (38).
Kühlkörper (30) nach Anspruch 4, wobei sich die Höhe der mindestens einen Primärrippe (40) allgemein bis zumindest einem Abschnitt der unteren gefalteten Kante (45) der Sekundärrippe (42) erstreckt.
Kühlkörper (230) nach Anspruch 5, wobei eine obere Kante der mindestens einen Primärrippe (240) eine konkave Kontur aufweist, um darin die konvexe untere gefaltete Kante (245) der Sekundärrippe (242) aufzunehmen.
Kühlkörper (50) nach Anspruch 4, umfassend eine Vielzahl der vertikalen Platten (58, 60) in der beabstandeten Weise und eine Vielzahl von Sekundärrippen (62), wobei jedes Paar von benachbarten der vertikalen Platten (58, 60) eine der Vielzahl von Sekundärrippen (62) umfasst, die an einem oberen Abschnitt davon befestigt ist und sich dazwischen erstreckt, wobei innere der vertikalen Platten (58) dicker sind als äußere der vertikalen Platten (60) und ein innerer Abschnitt (57) der Grundplatte (52) dicker ist als ein äußerer Abschnitt (53) der Grundplatte (52).
Kühlkörper (230) nach Anspruch 3, wobei eine obere Kante (241) der mindestens zwei vertikalen Platten (238) auf dieselbe Weise konkav gebildet ist wie die obere gefaltete Kante (237) der Sekundärrippe (242).
Kühlkörper (30) nach Anspruch 3, umfassend eine Vielzahl der vertikalen Platten (38) in der beabstandeten Weise und eine Vielzahl von Sekundärrippen (42), wobei jedes Paar von benachbarten der vertikalen Platten (38) eine der Vielzahl von Sekundärrippen (42) umfasst, die an einem oberen Abschnitt der mindestens zwei Platten (38) befestigt ist und sich dazwischen erstreckt, wobei die oberen Kanten des Paares benachbarter vertikaler Platten (38) einen Luftsammelraum (44) zwischen der und in Kombination mit der konkaven oberen gefalteten Kante (45) der Sekundärrippe (42) definieren.
Kühlkörper (130) nach Anspruch 9, wobei Endplatten der vertikalen Platten (138) eine allgemein horizontale obere Kante umfassen und innere der vertikalen Platten (138) eine obere Kante (139) umfassen, die allgemein auf die selbe Weise konkav gebildet ist wie die oberen gefalteten Kanten (137) der Sekundärrippen (142) und dadurch einen einzigen Luftsammelraum (144) zwischen den Endplatten der vertikalen Platten (138) und oberhalb von den inneren der vertikalen Platten (138) und von den Sekundärrippen (142) definieren.
Verfahren zum Kühlen einer elektronischen Vorrichtung (46), wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Kühlkörper (30) des Typs bereitgestellt wird, der umfasst: eine Grundplatte (32) mit einer oberen Fläche (34) und einer unteren Fläche (36), wobei eine Vielzahl von vertikalen Platten (38) an der oberen Fläche (34) der Grundplatte (38) auf eine parallele, beabstandete Weise befestigt sind und sich von dieser im Wesentlichen rechtwinklig weg erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Primärrippe (40), die an der oberen Fläche (34) der Grundplatte (32) befestigt und zwischen jedem benachbarter Paar vertikaler Platten (38) angeordnet ist, wobei die Primärrippe (40) im Wesentlichen parallel zu den vertikalen Platten (38) steht und sich von der Grundplatte (32) bis zu einer Höhe erstreckt, die niedriger ist als die vertikalen Platten (38), und eine Sekundärrippe (42) umfasst, die an einem oberen Abschnitt eines jeden Paares benachbarter vertikaler Platten (38) befestigt ist und sich dazwischen erstreckt, wobei der untere Abschnitt eines jeden Paares benachbarter vertikaler Rippen (38) und die Unterseite der Sekundärrippe (42) einen Primärdurchgang (41) an jedem Ende des Kühlkörpers (30) oberhalb der Grundplatte (34) definiert, wobei die Sekundärrippe (42) eine obere gefaltete Kante (37) und eine untere gefaltete Kante (45) aufweist und derart orientiert ist, dass die untere gefaltete Kante (45) zu der oberen Fläche (34) der Grundplatte (32) weist, und ferner eine Vielzahl von einzelnen Rippen (43) umfasst, die auf eine gefaltete ziehharmonikaartige Weise gebildet sind und eine Vielzahl von Sekundärrippen-Durchgängen (39) zwischen benachbarten der einzelnen Rippen (43) definieren, wobei die Sekundärrippe (42) auf eine bogenförmige Weise angeordnet ist, sodass eine obere Kante (37) davon konkav bezüglich einer oberen Kante der vertikalen Platten (38) ist und eine untere Kante (45) davon konvex bezüglich der oberen (34) Fläche der Grundplatte (32) ist; die untere Fläche (36) des Kühlkörpers (32) an der elektronischen Vorrichtung (45) befestigt wird; ein Ventilator (48) an einer Oberseite des Kühlkörpers (30) befestigt wird; bewirkt wird, dass der Ventilator (48) Luft in die Primärdurchgänge (41) und durch die Vielzahl von Sekundarrippen-Durchgängen zieht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bereitstellungsschritt umfasst, dass ein Strömungsrichter (450) an der oberen Fläche (36) der Grundplatte (432) unter der Sekundärrippe (442) befestigt wird, wobei der Strömungsrichter (450) in entgegengesetzte Richtungen weisende konkave Flächen umfasst, um die im Wesentlichen horizontale Luftströmung (449) von den Primärdurchgängen (41) in eine vertikale Richtung zu lenken, sodass sie durch die Sekundärdurchgänge (439) strömt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Bereitstellungsschritt umfasst, dass die Sekundärrippe (342) auf eine gebogene Weise angeordnet wird, sodass eine obere Kante (337) davon konkav bezüglich einer oberen Kante der vertikalen Platten (338) ist und eine untere Kante (345) davon konvex bezüglich der oberen Fläche (34) der Grundplatte (432) ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bereitstellungsschritt umfasst, dass eine obere Kante (241) der Primärrippen (240) auf eine konkave Weise gebildet wird, um darin die konvexe untere Kante (245) der Sekundärrippe (242) aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Bereitstellungsschritt umfasst, dass Endplatten der vertikalen Platten (138) eine allgemein horizontale obere Kante aufweisen und innere der vertikalen Platten (138) eine obere Kante (139) aufweisen, die allgemein auf dieselbe Weise konkav gebildet ist wie die oberen Kanten (137) der Sekundärrippen (142) und dadurch einen einzigen Luftsammelraum (144) zwischen den Endplatten der vertikalen Platten (138) und oberhalb von den inneren der vertikalen Platten (138) und den Sekundärrippen (142) definieren.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bereitstellungsschritt umfasst, dass innere (58) der vertikalen Platten (58, 60) dicker sind als äußere (60) der vertikalen Platten (58, 60) und ein innerer Abschnitt (57) der Grundplatte (52) dicker ist als ein äußerer Abschnitt (53) der Grundplatte (52).