DE20020318U1 - Kühlkörper - Google Patents

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER· -PATENTANWÄLTE

1.CHUAN SHENG CORPORATION, INC. 2.SHU-CHEN TENG Taiwan, R.O.C.

UROPÄISCHEN PATENTAMT

RICHARD GLAWE, Dr.-lng. (1952-1985) KLAUS DELFS, Dip/.-Ing., Hamburg WALTER MOLL, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., München HEINRICH NIEBUHR, Dipl.-Phys. Dr. phil. habil., Hamburg ULRICH GLAWE, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., München BERNHARD MERKAU, Dipl.-Phys., München CHRISTOF KEUSSEN, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat., Hamburg AXEL RIESENBERG, Dr.-lng., Hamburg

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Tel. (089) 22 46 65 Tel. (040) 4 10 20

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HAMBURG,

CHUS02IUDE AR/ku

Kühlkörper Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper und ge-5 nauer gesagt solch einen Kühlkörper, der zwei Verbindungsstangen zum parallelen Halten eines Satzes von Metallkühlrippen und einen Metallrahmen zum Halten des Verbindungsstangen- und Kühlrippen-Gefüges verwendet.

10 Während des Betriebs eines tragbaren Computers, z. B. eines Palm-Tops oder Notebook-Computers produziert die CPU viel Wärme, und die Wärme muß zügig von der CPU abgeführt werden, um nicht den normalen Betrieb der CPU und damit zusammenhängender elektronischer Bauteile zu beeinträchtigen. Eine Viel-

15 zahl von Kühlkörpern wurde für diesen Zweck beschrieben. Fig. 6 zeigt einen Kühlkörper gemäß dem Stand der Technik. Dieses

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Gebilde eines Kühlkörpers A ist aus Aluminium extrudiert, es umfaßt eine flache Bodenwand A2 und aufrechte Kühlrippen Al, die parallel auf der Oberseite der flachen Bodenwand A2 angeordnet sind. Im Betrieb ist die flache Bodenwand an der Oberfläche der CPU befestigt, und ein Lüfter ist an der Oberseite der aufrechten Kühlrippen Al montiert. Fig. 7 zeigt ein anderes Gebilde eines Kühlkörpers gemäß dem Stand der Technik. Dieses Gebilde eines Kühlkörpers weist eine metallische Bodenplatte C und einen Kühlrippenkörper B auf, der fest auf der Metallbodenplatte C montiert ist. Der Kühlrippenkörper B ist ein schmales, längliches dünnes Metallblech, das in eine eine Mehrzahl von parallel angeordneten Kühlrippensegmenten Bl aufweisende Gestalt gebogen ist. Bei den vorgenannten zwei unterschiedlichen Gebilden von Kühlkörpern kann der Abstand zwischen den Kühlrippen Al oder den parallelen Kühlrippensegmenten Bl des Kühlrippenkörpers B nicht auf ein zufriedenstellendes Maß verkleinert werden. Beim Vergrößern der Dichte der Kühlrippen Al oder der Kühlrippensegmente Bl muß die Dikke des Metallblechmaterials relativ vermindert werden, jedoch neigt ein Metallblechmaterial dünner Dicke eher dazu, beim Biegen zu brechen. Um die Dichte von Kühlrippen zu vergrößern, können nach dem Einbau von Verbindungsstangenmitteln in die Kühlrippen dünne Abstandsmittel verwendet werden, um die Kühlrippen voneinander zu trennen. Diese Maßnahme verkompliziert die Herstellung des Kühlkörpers und erhöht des weiteren die Herstellungskosten des Kühlkörpers. Ferner ist ein anderes Gebilde eines Kühlkörpers im Stand der Technik bekannt, bei dem die metallische Bodenplatte parallele Schwalbenschwanznuten aufweist und die Kühlrippen jeweils einen 0 Schwalbenschwanzflansch aufweisen, der jeweils in Eingriff mit den Schwalbenschwanznuten der metallischen Bodenplatte

gezwängt wird. Beim Befestigen der Kühlrippen an den Schwalbenschwanznuten der metallischen Bodenplatte kann es passieren, daß die Kühlrippen zum Brechen gebracht werden.

Zusammenfassung der Erfinduncr

Die vorliegende Erfindung wurde ausgeführt, um einen Kühlkörper zu schaffen, welcher die vorher genannten Nachteile eliminiert. Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkörper zu schaffen, welcher eine Mehrzahl von dicht angeordneten Kühlrippen zur schnellen Wärmedissipation aufweist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkörper zu schaffen, welcher leicht und preisgünstig herzustellen ist. Um diese Aufgaben zu erfüllen, weist der Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung einen Metallrahmen, der einen Aufnahmeraum begrenzt, und eine Mehrzahl von metallischen Kühlrippen auf, die mittels zweier Verbindungsstangen zusammengehalten sind und dann an dem Aufnahmeraum des Metallrahmens durch Schweißen befestigt sind. Die metallischen Kühlrippen haben jeweils zwei in zwei Diagonalecken angeordnete Befestigungslöcher. Die metallischen Verbindungsstangen sind jeweils in den Befestigungslöchern der metallischen Kühlrippen montiert, und dann am Umfang mittels einer Presse erweitert, um die metallischen Kühlrippen paral-IeI niederzuhalten. Vorzugsweise ist der Metallrahmen im wesentlichen U-förmig.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

0 Fig. 1 ist eine Explosionsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kühlkörpers.

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Fig. 2 ist eine Aufsicht im Schnitt, welche die in den Befestigungslöchern der Kühlrippen befestigten Verbindungsstangen vor dem Deformationsprozeß gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 3 ist ähnlich zu Fig. 2, stellt jedoch die am Umfang erweiterten Verbindungsstangen dar.

Fig. 4 ist eine Explosionsansicht, welche ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 7 stellt ein anderes Gebilde eines Kühlkörpers gemäß

dem Stand der Technik dar.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend auf Fig. 1 bis 3 umfaßt ein Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung generell ein Metallgehäuse 3, ein Paket metallischer Kühlrippen 1 und metallische Verbindungsstangen 2. Die Kühlrippen 1 weisen jeweils zwei Befestigungslöcher 11 auf, die in zwei Diagonalecken angeordnet sind. Die Verbindungsstangen 2 werden jeweils durch die Befestigungslöcher 11 der Kühlrippen 1 eingeführt (siehe Fig. 2) und mittels einer Maschine oder eines Werkzeugs (z. B. einer Presse) deformiert, um am Umfang erweitert zu werden (siehe Fig. 3), um es damit zu ermöglichen, daß die Kühlrippen 1 mittels der erweiterten Bereiche der Verbindungsstangen 2 parallel und voneinander in einem gleichmäßigen Raster beabstandet sicher niedergehalten werden (siehe Fig. 1 und 3). Das Metallgehäuse 3 weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, der

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einen Aufnahmeraum 31 begrenzt, der zum Aufnehmen des Pakets der Kühlrippen 1 und der Verbindungsstangen 2 in dem Paket der Kühlrippen 1 ausgebildet ist. Das Gefüge aus den Kühlrippen 1 und den Verbindungsstangen 2 wird dann in den Aufnahmeraum 31 des Metallgehäuses 3 gesetzt, dabei werden die Kühlrippen 1 senkrecht zu der Bodenwand des Metallgehäuses 3 angebracht, und dann wird die Bodenkante von jeder Kühlrippe 1 jeweils mit der Oberseite der Bodenwand des Metallgehäuses 3 verschweißt. Die Kühlrippen 1 sind vorzugsweise hergestellt aus Aluminium, Kupfer oder einem geeigneten dünnen Metallblechmaterial mit Hoher Wärmeleitfähigkeit. Die Kühlrippen 1 können durchlöchert sein, so daß Luftströme durch die Poren der Kühlrippen 1 durchströmen können.

Bezugnehmend auf Fig. 4 ist das Metallgehäuse 3 des Kühlkörpers dicht an einer elektronischen Einrichtung, z. B. einer CPU 4 angebracht, und ein Lüfter 5 ist auf den Kühlrippen 1 an der Oberseite montiert. Während des Betriebs der CPU 4 wird Wärme von der CPU 4 über das Metallgehäuse 3 an die Kühlrippen 1 übertragen, und der Lüfter 5 wird angetrieben, um Luft zu den Kühlrippen 1 hin zu blasen und dadurch zu bewirken, daß die Wärme von den Kühlrippen 1 schnell in die Umgebungsluft dissipiert.

Fig. 5 stellt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dieser alternativen Ausführungsform weisen die metallischen Kühlrippen 6 jeweils zwei Befestigungseinschnitte 61 auf, die diagonal an zwei gegenüberliegenden kurzen Seiten der Kühlrippen angeordnet sind und die zumindest einen vorragenden Bereich 611 aufweisen, der jeweils in den Befestigungseinschnitten 61 angeordnet ist, und

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die beiden Verbindungsstangen 7 werden jeweils in den Befestigungseinschnitten 61 der Kühlrippen 6 angebracht und dann mittels einer Maschine oder eines Werkzeugs (z. B. einer Presse) deformiert,·um am Umfang erweitert zu werden, wodurch die Kühlrippen 1 sicher parallel niedergehalten und voneinander in einem gleichen Raster beabstandet gehalten werden. Die Befestigungseinschnitte 61 von jeder Kühlrippe 6 weisen eine Weite auf, die sich allmählich zu dem Rand der jeweiligen Kühlrippe 6 hin vergrößert, so daß die Verbindungsstangen 7 leicht in die Befestigungseinschnitte 61 der Kühlrippen 6 gezwängt werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Kühlrippen 1 oder 6 leicht miteinander verbunden und in einer hohen Dichte parallel angeordnet werden zur schnellen Dissipation von Wärme von der CPU, an welcher der Kühlkörper angebracht ist.

Während nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, so versteht es sich, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen daran durchgeführt werden können, ohne den Gegenstand und den Schutzbereich der offenbarten Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden: Ein Kühlkörper ist so aufgebaut, daß er einen im wesentlichen U-förmigen Metallrahmen, der einen Aufnahmeraum begrenzt, sowie eine Mehrzahl von metallischen Kühlrippen umfaßt, die miteinander durch zwei Verbindungsstangen verbunden sind und dann durch Schweißen in dem Aufnahmeraum des Metallrahmens befestigt sind, und wobei die metallischen Kühlrippen jeweils zwei Befestigungslöcher haben, die in zwei Diagonalecken an-

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geordnet sind, wobei die metallischen Verbindungsstangen jeweils in den Befestigungslöchern der metallischen Kühlrippen montiert sind und am Umfang mittels einer Presse erweitert
sind, um die metallischen Kühlrippen parallel niederzuhalten.

Claims (8)

1. Kühlkörper umfassend einen Metallrahmen (3), der einen Aufnahmeraum (31) aufweist, eine Mehrzahl von metallischen Kühlrippen (1), die in dem Aufnahmeraum (31) des Metallrahmens (3) angeordnet sind und die jeweils zwei gegenüberliegende Befestigungslöcher (11) aufweisen; und zwei Metallverbindungsstangen (2), die jeweils in den Befestigungslöchern (11) der metallischen Kühlrippen (1) angeordnet sind, um die metallischen Kühlrippen (1) parallel niederzuhalten, wobei die metallischen Verbindungsstangen (2) erweiterte Bereiche aufweisen, die an zwei gegenüberliegenden Seiten von jeder der metallischen Kühlrippen (1) fest anliegen.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, worin die metallischen Verbindungsstangen (2) durch Werkzeugmittel verformt sind, um die erweiterten Bereiche bei den beiden gegenüberliegenden Seiten von jeder der metallischen Kühlrippen (1) zu bilden, wobei die erweiterten Bereiche die parallelen metallischen Kühlrippen (1) niedergedrückt halten.

3. Kühlkörper nach Anspruch 1, worin die gegenüberliegenden Befestigungslöcher (11) der metallischen Kühlrippen (1) jeweils in zwei Diagonalecken von jeder metallischen Kühlrippe (1) angeordnet sind.

4. Kühlkörper nach Anspruch 1, worin die metallischen Kühlrippen (1) jeweils aus einem dünnen Metallblech mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind.

5. Kühlkörper nach Anspruch 4, worin das dünne Metallblech Aluminiumblech ist.

6. Kühlkörper nach Anspruch 4, worin das dünne Metallblech Kupferblech ist.

7. Kühlkörper nach Anspruch 1, worin die Befestigungslöcher der metallischen Kühlrippen (6) Seiteneinschnitte (61) sind.

8. Kühlkörper nach Anspruch 7, worin jede metallische Kühlrippe (6) zumindest einen vorragenden Abschnitt (611) aufweist, der in den Seiteneinschnitten (61) angeordnet ist und ausgebildet ist zum Erfassen der Verbindungsstangen (2).