DE20111790U1 - Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung zur Ankopplung des Kühlkörpers an eine auf einer Grundplatte getragene CPU - Google Patents

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DR. ULRICH OSTERTAG DR. REINHARD OSTERTAG

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Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung zur Ankopplung des Kühlkörpers an eine auf einer Grundplatte getragene CPU

Anmelder: Cooler Master Co.1, Ltd.

9 Fl., No. 786, Chung-Cheng Rd., Chung-Ho City,
Taipei Hsien,
Taiwan, R.O.C.

Anwaltsakte: 7689.1

AUN.257-185

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Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung zur Ankopplung des Kühlkörpers an eine auf einer Grundplatte getragene CPU

Die Neuerung betrifft einen Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung zur Ankopplung des Kühlkörpers an eine auf einer Grundplatte getragene CPU.

Rechner besitzen eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), die während des Betriebes des Rechners Wärme entwickelt und daher gekühlt werden muss. Hierzu wird sie über eine Koppeleinrichtung mit einem Kühlrippen aufweisendem Kühlkörper verbunden. Umso größer die Geschwindigkeit ist, mit welcher die CPU arbeitet,, umso schwieriger ist es, die Temperatur der CPU auf einen Wert zu senken, bei dem die Funktionsfähigkeit des Halbleitermaterials nicht beeinträchtigt ist. Der Kühlkörper muss daher eine hohe Effektivität aufweisen und in einer Weise an die CPU angelegt werden, dass sich eine optimale Wärme ab1eitung ergibt.

Im Zuge der diesbezüglichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden Kühlkörper entwickelt, welche nahe ihren Leistungsgrenzen sind. Problematisch ist jedoch, diese Kühlkörper stabil an die CPU anzulegen. Es gibt zwar bestimmte Konstruktionen von Kopplungseinrichtungen, mit 0 denen die Kühlkörper fest mit der CPU verbunden werden können; der Kühlkörper liegt dabei jedoch nicht dicht an der Oberfläche der CPU an. Zwischen Kühlkörper und CPU verbleiben vielmehr Luftspalte, die häufig unbemerkt bleiben, insbesondere auch als Folge von Maßabweichungen der verwendeten Kopplungsteile und des Kühlkörpers. Um

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die Montage nicht unnötig zu erschweren, dürfen die Toleranzen nicht zu eng gehalten werden. Hinzu kommen Herstellungsfehler, so dass nach der Anbringung des Kühlkörpers an der CPU verhältnismäßig große Luftspalte verbleiben. Deren Existenz führt unvermeidlich zu einer schlechteren Wärmeabführung zum Kühlkörper und dadurch zu einer erhöhten Erwärmung der CPU.

Es ist bekannt, den Kühlkörper an der Oberfläche der CPU mit wärmeleitendem Klebstoff anzuheften, um so das Problem mit Luftspalten zu lösen. Dies ist jedoch mit erheblichen Problemen bei der Montage verbunden und führt zu einem erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwand. Da die geeigneten wärmeleitenden Klebstoffe im allgemeinen nur von ganz bestimmten Herstellern bezogen werden können, welche die Preise hochhalten, ist der Einsatz von Klebstoff zur Verbindung des Kühlkörpers mit 'der CEU teuer.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen Kühlkörper und eine Kopplungseinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass auf preiswerte Weise zwischen Kühlkörper und CPU eine gut wärmeleitende, mechanisch stabile Verbindung hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 beschriebenen Mitteln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

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Figur 1: in einer Explosionsansicht einen neuerungsgemäßen Kühlkörper mit Kopplungseinrichtungen sowie einer Grundplatte;

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Figur 2: die in Figur 1 gezeigten Komponenten in einem ersten Montageschritt;

Figuren 3 bis 5: in der Vorderansicht verschiedene Montage-Stadien des Kühlkörpers an der Grundplatte;

Figuren 6 und 7: in der Seitenansicht verschiedene Montagestadien des Kühlkörpers an der Grundplatte;

Figur 8: eine perspektivische Ansicht des fertigraontierten Kühlkörpers;

Figur 9: eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform der Neuerung.

Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Sie zeigt einen Kühlkörper 10, einen Aufnahmesitz 20, zwei Verriegelungsbügel 30 und zwei auf den Verriegelungsbügeln 30 montierbare Fixierhebel 40.

Der Kühlkörper 10 umfasst einstückig eine Mehrzahl von Kühlrippen 100 und eine untere Wärmeübertragungsplatte 102. Beidseits der parallelen Kühlrippen 100 des Kühlkörpers 10 sind im unteren Bereich Andrückschultern 12 ausgebildet. An gegenüberliegenden Ende der Andrückschultern 12 finden sich jeweils Bolzen 14. In der Unterfläche der Andrückschultern 12 sind zudem Ausparungen 16 ausgebildet.

0 An der Unterseite der Aufnahmesitze 20 sind Befestigungsstifte 24 angebracht, die sich nach unten in Richtung, der Grundplatte 50 erstrecken. An beiden Enden von jedem Aufnahmesitz 20 befinden sich Verriegelungsränder 22, die in Richtung auf die Grundplatte 50 zeigen. Auf den Enden der Befestigungsstifte 24 ist jeweils eine Fixier-

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scheibe 2 6 angebracht.

Der Verriegelungsbügel 3 0 ist als nach unten gerichteter, U-förmiger Rahmen ausgebildet. Seine beiden Schenkel bilden am unteren Ende jeweils nach innen gebogene Anziehhaken 32, in deren Nähe in den Schenkeln des Verriegelungsbügels 30 jeweils ein Langloch 34 eingebracht ist. Der mittlere Teil 3 6 des Verriegelungsbügels 3 0 hat die Form einer dünnen Platte, in deren Mitte an beiden Seiten fluchtende Zapfen 3 60 angebracht sind. Außerdem befindet sich an einem Ende des mittleren Teiles 36 des Verriegelungsbügels 30 oben ein herausragender Fixierhaken

Die Fixierhebel 40 haben L-Form. Ein Ende dient als Andrückschulter 42, das andere als Handgriff 44. Die Andrückschulter 42 wird mit einer gabelartigen Aussparung 420 auf das mittlere Teil 36 des Verriegelungsbügels 30 gesetzt. Etwa in der Mitte der Andrückschulter 42 des Fixierhebels 4 0 befindet sich eine durchgehende Bohrung 46. In der Nähe des Handgriffes 44 ist an der Seite, des Fixierhebels 40 eine.Fixiernut 48 ausgeformt, in welche der Fixierhaken 3 8 des Verriegelungsbügels 30 passt.

Auf der Grundplatte 50 des Kühlkörpers 10 ist eine CPU 60 befestigt. Rund um die CPU 60 sind für die Befestigungsstifte 24 der Aufnahmesitze 20 Bohrungen 52 vorgesehen.

Zur Beschreibung der Montage des Kühlkörpers 10 an der Grundplatte 50 wird nunmehr auf Figur 2 Bezug genommen. Zunächst werden die Befestigungsstifte 24 der Aufnahmesitze 2 0 durch die Bohrungen 52 geführt, die sich in der Grundplatte 50 an beiden Seiten der CPU 60 befinden. Die durch die Bohrungen 52 der Grundplatte 50 an der 5 Unterseite hervorstehenden Enden der Befestigungstifte

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24 werden durch die Fixierscheiben 26 gesichert. Der Fixierhebel 40 des Verriegelungsbügels 3 0 wird mit dem Kühlkörper 10 verbunden. Hierzu wird das Langloch 34 des Verriegelungsbügels 30 auf den Bolzen 14 des Kühlkörpers 10 gesetzt. Die gabelförmige Aussparung 420 des Fixierhebels 40 wird auf das mittlere Teil 3 6 des Verriegelungsbügels 3 0 gesetzt und der Fixierhebel 4 0 wird mittels der Bohrungen 46 und der Zapfen 60 mit dem Verriegelungsbügel 3 0 verbunden.

Nun kann der Kühlkörper 10 auf der CPU 60 aufgesetzt und fixiert werden. Zuvor werden die beiden Verriegelungsbügel 3 0 mit den Handgriffen 44 der Fixierhebel 10 vom Kühlkörper 10 nach außen verschwenkt, so dass die Verriegelungsbügel 3 0 mit ihren Anziehhaken 32 in die Aussparungen 16 der Druckschultern 12 des Kühlkörpers 10 greifen. Die Unterfläche der Wärmeübertragungsplatte 102 des Kühlkörpers 10 wird dicht auf die obere Fläche der CPU 60 aufgelegt (vgl. Figur 3). Dabei müssen sich 0 die Anziehhaken 32 der Verriegelungsbügel 3 0 genau unter den Verriegelungsrändern 22 der Aufnahmesitze 2 0 befinden.

Nun werden die Verriegelungsbügel 30 mit Hilfe der beiden Handgriffe 44 der Fixierhebel 40 nach innen auf den Kühlkörper 10 zu verschwenkt, wie dies in den Figuren und 6 gezeigt ist. Dies bewirkt eine Verschwenkung der Anziehhaken 32 der Verriegelungsbügel 30, welche unter die Verriegelungsränder 22 der Aufnahmesitze 20 greifen. Auf diese Weise wird der Kühlkörper 10 mit Hilfe der Verriegelungsbügel 30 an den Aufnahmesitzen 20 befestigt.

Zuletzt werden die Handgriffe 44 der Fixierhebel 40 um die Zapfen 3 60 entlang der Außenseiten der Kühlrippen 100 des Kühlkörpers 10 aus der in Figur 6 dargestellten Position in die in Figur 7 dargestellte Position ver-

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schwenkt/ die in Figur 4 gezeigte Position entspricht dabei derjenigen von Figur 6 und die in Figur 5 gezeigte Position derjenigen von Figur 7. Bei diesem Vorgang drücken die Andrückschultern 42 der Fixierhebel 40 auf die Druckschultern 12 des Kühlkörpers 10. Durch den Kontakt der Bolzen 14 des Kühlkörpers 10 mit den Langlöchern 34 der Verriegelungsbügel 3 0 wird der Kühlkörper 10 während der abwärts gerichteten Bewegung der Verriegelungsbügel 3 0 so ausgerichtet, dass die Unterfläche der Wärmeübertragungsplatte 102 des Kühlkörpers 10 fest an der oberen Fläche der CPU zu liegen kommt. Beim Andrücken der Druckschultern 42 der Fixierhebel 40 entsteht eine Kraft, mit deren Hilfe die Verriegelungsbügel 30 die Positionierung durchführen. Die Verriegelungsbügel 30 nehmen so, wie in den Figuren 5 und 7 dargestellt, ihre stabile Stellung an den Seiten der Kühlrippen 100 des Kühlkörpers 10 ein. . · ""· ■ ■'

In der perspektivischen Figur 8 sind die Fixierhebel 40 in der Lage dargestellt, wie sie auch in den Figuren 5 und 7 gezeigt ist. In die Fixiernuten 48, die nahe an den Handgriffen 44 der Fixierhebel 40 liegen, sind die Fixierhaken 3 8 der Verriegelungsbügel 3 0 eingeklinkt. Dabei bleiben die Fixierhebel 40 unter einer federnden Vorspannung und garantieren die stabile Ankopplung des Kühlkörpers 10.

In Figur 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt. Der Aufnahmesitz 20' ist hier rahmenartig ausgeführt. An seinem Umfang sind Verriegelungsflügel 22' angebracht, welche mit Anziehhaken 32 der Verriegelungsbügel 3 0 zusammenwirken. In den Bohrungen 52 der Grundplatte 50 befinden sich Befestigungsstifte 24', an deren Enden Fixierscheiben 26' vorgesehen sind. Mit dieser Ausgestaltung lässt sich derselbe Montageeffekt erzielen,

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der auch bei dem ersten, oben anhand der Figuren 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel erreicht wird.

Aus der obigen Beschreibung ersieht man, dass die Aufnahmesitze 20 mit Hilfe der Befestigungsstifte 24 und der Fixierscheiben 26 mit der Grundplatte 50 verbunden werden. Der Kühlkörper 20 wird mit Hilfe der Bolzen 14 und der Langlöcher 34 beweglich mit den Verriegelungsbügeln 3 0 verbunden. Die Fixierhebel 40 wiederum sind mittels der Bohrungen 46 und der Zapfen 3 60 mit den Verriegelungs-'bügeln 30 verbunden, die ihrerseits mit ihren Anziehhaken 3 2 unter die Verriegelungsränder 22 der Aufnahmesitze 20 greifen. All diese Verbindungen sind außerordentlich einfach und stabil. Wenn der Fixierhebel 4 0 in die Eingriffsposition gebracht wird und die Andrückschulter 42 des Fixierhebels 4 0 auf die Andrückschulter 12 des Kühlkörpers 10 drückt, deformiert sich der mittlere Teil 3 6 des Verriegelungsbügels 30 etwas vom Aufnahmesitz 20 weg nach oben, wodurch eine Federkraft entsteht. Dadurch 0 übt die Andrückschulter 42 des Fixierhebels 4 0 einen Druck aus, der sicherstellt, dass die Wärmeübertragungsplatte 102 des Kühlkörpers 10 fest an der CPU 60 anliegt.

Claims (7)

1. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung zur Ankopplung des Kühlkörpers an eine auf einer Grundplatte getragene CPU, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits der CPU (60) auf der Grundplatte (50) ein Aufnahmesitz (20) mit Verriegelungsrändern (22) vorgesehen ist, dass an gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers (10) jeweils ein Paar Bolzen (14) vorgesehen ist, an denen zwei Verriegelungsbügel (30) schwenkbar gelagert sind, die ihrerseits an ihren Enden mit Anziehhaken (32) versehen sind, wobei an jedem Verriegelungsbügel (30) ein Fixierhebel (40) verschwenkbar montiert ist, dessen eines Ende als Druckschulter (42) ausgebildet ist, die mit einer Druckschulter (12) des Kühlkörpers (10) zusammenwirkt.

2. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) einstückig Wärmeübertragungsrippen (100) und eine untere Wärmeübertragungsplatte (102) umfasst und dass in der Nähe des unteren Bereiches der parallel angeordneten Wärmeübertragungsrippen (100) Andrückschultern (12) ausgebildet sind, an deren Enden jeweils paarweise insgesamt vier Bolzen (14) fluchtend angeordnet sind, und dass unterhalb der Druckschultern (12) Aussparungen (16) ausgebildet sind.

3. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmesitze (20) auf der zur Grundplatte (50) gerichteten Seite Befestigungsstifte (24) aufweisen, die mit Hilfe von Fixierscheiben (26) an der Grundplatte (50) festlegbar sind.

4. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungshaken (22) der Aufnahmesitze (20) an deren Enden vorgesehen und nach unten gerichtet sind.

5. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schenkeln der Verriegelungsbügel (30) Langlöcher (34) ausgebildet sind, mit deren Hilfe sie an dem Kühlkörper (10) verschwenkbar befestigt sind.

6. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teil (36) der Verriegelungsbügel (30) als dünne Platte ausgebildet ist, an der beidseitig fluchtend Zapfen (360) angebracht sind, und dass die Fixierhebel (40) L-förmig ausgebildet sind, wobei ein Schenkel die Druckschulter (42) und der andere einen Handgriff (44) bildet und die Druckschulter (42) eine gabelförmige Aussparung (420) aufweist, mit der sie im mittleren Teil (36) des Verriegelungsbügels (30) aufsitzt, und dass in der Nähe der Mitte der Andrückschulter (42) des Fixierhebels (40) eine Bohrung (46) vorgesehen ist, in welche die Zapfen (360) des Verriegelungsbügels (30) eingreifen.

8. Kühlkörper mit Kopplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des mittleren Teiles (36) des Verriegelungsbügels (30) ein nach oben weisender Fixierhaken (38) ausgebildet ist und dass an einer Seite des Fixierhebels (40) im Bereich des Handgriffes (44) eine Fixiernut vorgesehen ist, in welche der Fixierhaken (38) des Verriegelungsbügels (30) passt.