Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Flexible Wärmeübertragung zu Kühlkörper


von Timm T. (Gast)


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Zwischen einigen TO-220-Bauteilen auf einer Platine und einem Kühlkörper 
an der Gehäuserückseite soll Wärme übertragen werden. Abstand ist etwa 
20mm, zur Verfügung stehen 40x100mm Fläche auf dem Kühlkörper. Da könnte 
man nun einfach einen Alublock zwischenschrauben, aber:

Um mechanischen Stress auf die Bauteile und die Platine 
(Temperaturdehnung) zu minimieren und Fertigungstoleranzen auszugleichen 
soll die Verbindung flexibel erfolgen. Es soll also eine Verschiebung um 
+/-0.5 bis 1mm seitlich und in der Höhe möglich sein, wenn machbar auch 
+/-0.5mm in Richtung Rückwand.

Gibt es eine Art Metallschwamm, flexible Kupferfolie... was auch immer, 
welches diese Bewegungen mitmacht und gleichzeitig 10W mit etwa 3K/W 
oder besser übertragen kann?

Die TO-Gehäuse können auf eine 4mm-Aluplatte fixiert oder direkt auf das 
Material - so es dafür geeignet ist - geschraubt werden.

Btw: Nein, eine Wasserkühlung ist keine Option, es soll wartungsfrei 
sein.

von Julian B. (julinho)


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Eine u-förmige Heat-Pipe.

von Uwe R. (aisnmann)


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Julian Baugatz schrieb:
> Eine u-förmige Heat-Pipe.

Du warst schneller... ;o))

von Gerald B. (gerald_b)


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Mach eine Gelkompresse dazwischen, wie man sie bei Zerrungen und 
Verstauchungen nimmt. Die sollte ebenso wie eine Heatpipe funktionieren 
und ist absolut flexibel :-)

von Timm T. (Gast)


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Die Heatpipes, die ich von PC-Kühlern und aus Laptops kenne, sind aber 
schon recht steif.

Einen Versuch isses wert. Gibt es einen Anhaltspunkt für den 
Wärmewiderstand einer Heatpipe, so pi mal Daumen, Länge und Querschnitt. 
Oder hilft da nur das Experiment?

von Rechnunger (Gast)


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von Uwe R. (aisnmann)


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Timm Thaler schrieb:
> Die Heatpipes, die ich von PC-Kühlern und aus Laptops kenne, sind aber
> schon recht steif.
>
> Einen Versuch isses wert. Gibt es einen Anhaltspunkt für den
> Wärmewiderstand einer Heatpipe, so pi mal Daumen, Länge und Querschnitt.
> Oder hilft da nur das Experiment?

3mm, 0,8K/W, suche bei conrad,
vielleicht so Omegaförmig gebogen oder als kurze Spirale aufgewickelt 
(keine ahnung wie eng man das machen kann)

HTH, bye uwe

von Gerald B. (gerald_b)


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Rechnunger schrieb:
> Geht auch Gappad wie hier?
> 
http://www.newark.com/bergquist/gp3000s30-0-125-02-4-4/gap-pad-3000s30-125-4-x4-sheet/dp/18K6336

Wenn das die normalen Pads sind, wie sie in Laptops und so verwendet 
werden, dann sind das eher Wärme(Leid)Pads oder Wärmeverhinderungspads

von Timm T. (Gast)


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Rechnunger schrieb:
> Geht auch Gappad wie hier?

Im Prinzip ja. Wenn ich die Wärmeleitfähigkeit im DB auf Seite 22 
hochskaliere, komme ich bei 20mm auf 6K/W*in². Also 1.5K/W bei 100x25.

Aber: 10mm zu überbrücken (10mm Alublock), bräuchte ich 3 oder 4 Lagen, 
also 1 Sheet. Hast Du den Preis gesehen? ;-)

Ich werd mal die Heatpipe-Sache weiterverfolgen und morgen mal auf dem 
Recyclinghof rumschnorcheln. Könnte halt mit den Biegeradien schwierig 
werden.

von Gerd E. (robberknight)


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Timm Thaler schrieb:
> Um mechanischen Stress auf die Bauteile und die Platine
> (Temperaturdehnung) zu minimieren und Fertigungstoleranzen auszugleichen
> soll die Verbindung flexibel erfolgen.

mal noch ne ganz andere Idee:

Lagere die Leistungsbauteile die Deine Wärme erzeugen auf eine separate 
Platine aus. Befestige die Leistungsbauteile direkt und fest am 
Kühlkörper an dem Gehäuse. Diese Leistungsplatine schraubst Du nicht 
zusätzlich noch am Gehäuseboden fest, sondern machst die restliche 
Befestigung über Gummipuffer oder ähnliches.

Damit wird die Platine primär über die Leistungsbauteile am Kühlkörper 
gehalten, alle anderen Ausdehnungen etc. sind ohne Schäden über die 
Gummipuffer möglich. Außerdem musst Du jetzt nicht die Wärme zum 
Propheten bringen, sondern den Berg ins Gehäuse (oder so ähnlich ;)

von ... (Gast)


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Bauteile auf Kühlkörper schrauben und per flexibler Leitung mit der 
Leiterplatte verbinden ist keine Option?

von Art (Gast)


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... schrieb:
> Bauteile auf Kühlkörper schrauben und per flexibler Leitung mit der
> Leiterplatte verbinden ist keine Option?

Ja genau am besten (mehrfach) eine Kupferlitze zwischen 
Bauteil(-Kühlkörper) und dem eigentlichen Kühlkörper zwischen löten oder 
klemmen.

von Mike A. (Gast)


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Gerald B. schrieb:
> Mach eine Gelkompresse dazwischen ...
> Die sollte ebenso wie eine Heatpipe funktionieren

Dir scheinst das Energieübertragungsprinzip der Heatpipe nicht klar zu 
sein. Die lebt von Phasenübergängen des Mediums, die du bei einer 
Gelkompresse wohl lieber nicht haben möchtest. Mit Wärmeleitung in einem 
festen/gelartigen Medium kommst du bei gleichem Querschnitt da nie ran.
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmerohr

von Timm T. (Gast)


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... schrieb:
> Bauteile auf Kühlkörper schrauben und per flexibler Leitung mit der
> Leiterplatte verbinden ist keine Option?

Zur Not ja, aber es sind recht viele (11) TOs, und ich wollte die 
Leiterplatten eigentlich nicht auseinandernehmen.

Die Heatpipes vom Recyclinghof waren ein Reinfall, alle zerbeult. Aber 
nachdem ich die gesehen habe, fürchte ich auch, dass ich die Biegeradien 
sowieso nicht hinbekomme, weil zu geringer Abstand.

Ich bin über diesen Artikel 
http://www.heise.de/ix/meldung/SilentPC-mit-Kupferschwamm-Kuehlung-2270452.html 
auf Kupferschwämme gestoßen: 
http://www.amazon.de/gp/product/B003EUBKKM?*Version*=1&*entries*=0

Kennt das jemand, sind die so dicht, dass sie eine passable 
Wärmeübertragung ermöglichen könnten? Natürlich würde ich das erstmal 
ausmessen, bevor ich es in einem Gerät einsetze.

von Oliver R. (orb)


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Sobald der Kupferschwamm eine brauchbare Wärmeleitung hat, ist er so 
flexibel wie ein Alublock. Der Vorteil von Kupferschaum als Kühlkörper 
ist die große Oberfläche.  Siehe auch 
http://www.konstruktionspraxis.vogel.de/themen/werkstoffe/metalle/articles/312059/
Die Reinigungsschwämme haben damit garnichts zu tun, die kannst Du 
höchstens als Abstreifer für den Lötkolben benutzen.

von Ulrich H. (lurchi)


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Eher als ein Kupferschwamm geht ggf. Kupfer Masseband. oder auch ein 
relativ dünnes (0,1-0,5 mm) Kupfer Blech, dass in U- oder Omega-Form 
gebogen ist. Bei ganz dünnem Blech müsste man ggf. 2-3 parallel haben.

von Ernst O. (ernstj)


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Es ist allemal leichter, Strom "umd die Ecke zu bringen" als Wärme.
Montier deine Leistungsbauteile fest auf einen Kühlkörper und mach die 
elektrischen Verbindungen flexibel.

Wenn du mit den Fourier'schen Gesetzen der Wärmeleitung nicht 
einverstanden bist, wende dich an seine Nachlassverwalter, vielleicht 
lassen die ja mit sich reden...   ;=)        Ich glaube viele Leute 
würden eine Verbesserung der Gesetze der Wärmeleitung enthusiastisch 
begrüßen.


... wenn ich nur daran denke mit was für einem Schlamassel die Herren 
Ohm und Kirchhoff uns hier haben sitzen lassen...

von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


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@  Timm Thaler (timm-thaler)
Befestige die Platine mit den Leistungsbauteilen und den Treibern auf 
dem Kühlblock.
Alles anderen, also Taster, Drehencoder, Display usw. werden auf einer 
anderen Platine befestigt und die wird dann an das Gehäuse 
geschraubt/gesteckt.

So hast du zwei Module die unabhängig voneinander sind, das ist gar 
nicht mal so schlecht.

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