专利名称：用于热源的冷却元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于冷却热源的冷却元件，例如，所述冷却元件可以用于冷却如权利要求I的第一部分所述的LED模块，LED模块可用作LED灯来照明室内空间和一些室外区域(例如，隧道，花园，建筑照明)。
背景技术：
LED(发光二极管)通常用作热源。LED 是电子半导体器件。如果电流沿二极管的输出口方向流过二极管，就有光线发出。发光二极管具有指数增加式的电流与电压特性(I-V曲线)，这一特点尤其取决于温度。其光通量几乎与工作电流成正比。在工作过程中，因电流保持不变，正向电压自我调节、具有误差并受温度的影响，和所有的半导体二极管一样，正向电压随温度的升高而降低。由高电流引起的高温通常会大大缩短LED的寿命。通常，在一个载体上的多个发光二级管形成一个单元，被俗称为“LED”光源，现在也被称为LED。LED的亮度随着功耗的增加而增加。当半导体处于恒温时，所述增加基本上是成正比的。随着温度的增加，它的发光效率就会降低，因此，由于冷却方式导致的工作性能的限制，光输出就会降低。通常LED的热稳定性较差，因此，它们必须被冷却以致长期使用，使得其寿命不会大大缩短。LED密集的模块是指模块装配有许多发光二级管，例如飞利浦的Fortimo DLM、或Xicato的XLM、或Brigdelux的BXRA和其它的产品，该模块是典型的热敏感广品。由于热功率损失，由工作电流产生的热不能在定义的壳内测点将模块加热到高于65摄氏度，以确保预计的流明输出(光通量单位- >光度)和要求的寿命(至少50000工作小时)。为达到这一目标，各种方式已被采用。人们试图用LED加大的壳体实现自然对流冷却，或利用与冷却元件热连接的那些装置(被动式冷却)，即用各种翅片体。这种方式需要较大的空间，此外，这些较重的金属元件的冷却效率低，特别是在模块或灯体中有大量LED的组装体的场合(DE 10 2007 030186 BI, DE 20 2008 906 325 Ul)。而且，正如所知，人们也用动的元件进行冷却(主动式冷却)，以这种方试，以电机驱动的风扇或震动薄膜将与对流元件一起使用，见“Application guide, Philips FortimoLED down light module system (DLM) ”(“飞利浦 Fortimo LED 下投射灯模块系统(DLM)的应用指导书”)，第 18 页，“Abb. SynJet cooling System von Nuventix. ”( “由 Nuventix的Synjet冷却系统简介”)。这些元件除了需要额外的能量来驱动之外，还会发出很吵闹的噪声(大于20分贝)，也可导致很高的共振，特别是在较大房间的吊式天花板内有大量的此类灯具时，另外，震动与回音可产生并可形成非常吵闹的背景噪声，可达具有五倍的放大效果。此外，所提供的侧面翅片冷却元件不适于且也不能达到所需的降温的目的。它们仅仅起到分布热的作用。因此，目前这些灯可在有限程度上使用。最后，正如所知，用具有热管的装置进行散热。例如，具有热管的冷却元件在DE102007038909A1和DE102006045701A1中已知，其中热管的一端与热源热接触，而热管外部部分装有翅片或类似翅片的冷却元件。事实上，这一概念仅对于室外应用的汽车有实用性，但对室内的灯并不实用，因此不用于室内的应用，此外，这牵涉到冷却螺旋翅片直接形成在管壁和低效的冷却元件上，或装于热管上的翅片总体，这些热管的形式和应用可是多样的。这些冷却元件不适合用于冷却建筑空间的灯。但是，按照类别从EP1903278A1和DE202009008456U1已知的冷却元件，制造度、工作效率和空间节省都不是令人满意，尤其是在对照明元件的应用中。
发明内容
因此，本发明要解决的问题是要根据类别创造一种节省空间的冷却元件，其有效、无噪音地冷却具有大量LED的灯具。这一问题可以通过具有权利要求I所描述的特征的冷却元件来解决。有利的实施方式可从从属权利要求中获取。根据本发明的冷却元件中的基本元件是至少一个、优选地两个、三个或更多的热管，所述热管在同一水平面上延伸，并且，每一热管的一端部(第一端部)被嵌入待与热源连接的基体之一，而热管的另一端部(第二端部)附接至由多个翅片组成的冷却体。所述热管贯穿基体的全长，以便热源或LED模块可位于所述基体的底区。通过这样的做法，热管彼此平行，并与金属接触表面平行、与具有最热区(热点)的热源平行。在基体外侧，可将翅片与热管做成一体。因此，热管的一端沿LED模块的热面的整个长度延伸，并与所述热面非常接近，以便确保将热源的热良好导热至热管。此外，在基体的区域中的翅片被冷却，同时基体之上的热源也被冷却，从而，整体来说，这对散热起了重要作用。有利的是，基体的翅片可以设计成不同的方式，可以以横向或纵向排列在基体上。对主要是U型的基体，其至少部分地围绕矩形LED模块的U形金属外壳，还提供并排列横向走向的U形翅片。然而，如果冷却肋片或翅片板排列成纵向或轴向，就更便于制造。因此，总的来说，基体可以通过挤压或挤压成型制造为整体。如果两支或三支或更多的热管都是在一个共同的平面上延伸，并用于一个冷却元件，这种设计具有一定的优势。以这一方式，三个热管可以被同时使用，例如，其管径为5毫米，由此选择热管排列方式，以致它们的第一端部能以导热的方式形状配合地嵌入基体中的相应的开口处且彼此保持相应的平行距离，从基体伸出后，继续以各种形态延伸。以这种方式，例如，中间的热管可以轴向按直线延伸，而两侧的热管在它们单独的路径上延伸，为更好的散热效果，经过相对较短的距离，热管之间的距离有明显增加，之后，这些热管继续在冷却体中以轴向平行延伸，就总体而言，热管就形成的一种叉状排列。冷却体，主要包括许多平行的和有间距的翅片，并跨过热管的第二端部的全长。有利地设计所述翅片，使得热管通过的通孔被成形，以便使压配合或收缩配合的热管与翅片之间紧紧地、热导良好地、配合良好地接触，因而保证热管与翅片之间的最佳导热接触。为了简单地保证翅片间的恒定距离，可以使用各种间隔件。例如，在各种情况下，间隔件可以是简单的在热管外壁的间隔圈。这里，间隔件是从翅片上垂直突出的小片，冲孔制造商出可以以舌状的方式直接切入并垂直弯出。在仅具有两支热管的实施方式中，热管的形状与上述具有三支热管的实施方式中的两支外部热管的形状相似。同样，在基体内部的热管的第一端部彼此平行延伸，出基体之后，两支热管分开，之后再次平行进入冷却体，因此其形状大致像一支音叉。在这里，如果选择粗一点的热管，即管径6毫米，可以有效，以至从总体上其导热性和机械强度与具有管径5毫米的三支热管的实施方式的特性相似在第一实施方式中，热管可被嵌入并被固定于基体底部的沿其整个长度的轴向或纵向的孔道，因此热管没有与LED模块的热区物理接触。通过基体良好的导热性，特别是热管嵌入的基体底部，由基体通过与要被冷却的模块热区的密切接触吸收的热量可以容易地被传递到热管，在吸收潜热下激活热管中流体介质的蒸发过程以及在以下所述的冷却区中通过冷凝和释放所述潜热而进行的散热也在发生。通常热管会贯穿整个吸热板。但是，对于某些应用，有利的是，热管各被置于槽道内，槽道通向基体基本元件的接触面上。在这样做时，槽道截面可以被设计成主要为U型截面以实现最大的接触和配合，槽道底的直径可与热管管径相同，槽道的高度可由热管的厚度来定。因此，基体与LED模块有完全表面接触的同时，热管和LED模块的热表面也可直接接触。所以，这可达到特别好的热接触，以使热管介质最有效地蒸发，因此最有效的散热也同时发生。根据本发明，基体可以有不同的实施方式。它可以被设计为一个简单的板子，LED模块可以固定于所述板上或固定至板并因此与其有良好的接触。同时这个板包括在其外部平面上垂直延伸的翅片，在排列于所述翅片中的热管的路线中，翅片可以纵向或横向地延伸。但是，基体也可以被设计成，基体能够至少部分地以U形从侧面包住热源或LED模块，因此基体本身应是U型。因而，基体包括基体底部，其中热管在相应的孔道或槽道内部分延伸，基体同时也包括与底部垂直的两个侧面。基体两侧之间的距离可设计成，其内部的侧翼有良好的接触区因此位于LED模块上的金属侧翼上，使得它们进行热传导。为了建立这种接触，基体两侧还可以使用紧固件固定于LED模块的侧翼两侧。此外，沿LED的侧翼的基体的侧壁可以较长或较短。所以，可以想象，例如，基体侧部长度只有O. 5毫米至15毫米，优选是8毫米，只作为固定辅助。短的基体侧面的设计形式具有显着的优势保持更大的灵活性来安装待使用的轻型灯罩，然后占用或固定于LED模块的下部。在另一实施方式中，基体或者至少其基体底部是相对薄的。基体底部的厚度小于热管的直径。同时，提供具有朝向接触面的开口的槽道以便让热管可以被简单地插入，而基体较薄的材料围绕这些槽道形成拱形。此外，在基体正面所提供的翅片从基体底部外表面垂直伸出，从而达到经济使用材料和最佳散热效果的共存。通过长的U形包围式的基体侧壁和轴向延伸的翅片，除了从基体底部向外伸出的翅片外，还可以提供侧面上的翅片。由于空间的限制，这些翅片可以至少部分地和有角度地向上延伸。只有很短的侧壁，侧面翅片不必提供，因为只有很少的热量可被短小的基体侧壁吸收而散发。因为，在这里热源需被冷却，所述热源在这里是LED模块，它有多个固定装置，即以特定方式排列的孔，所以基体底部也应该有相应的孔。例如，Fortimo模块就提供了三个固定孔，这些孔以一个等腰三角形的形状排列。
除了通常的三个孔(两个在前部，一个在后部中间)，再提供额外的三个孔，这是特别有利的，这额外的三个孔是第一组的三个孔的镜像，即中心孔在前部外缘，两个孔彼此相隔并在基体的内侧边缘。所以，基体可以简单地在LED模块上转180度且被固定，从而，LED模块可以地安装，其电源连接侧向外、或向内或跨过整个元件。例如，当这一冷却元件不仅用于矩形的Fortimo LED模块,也用于具有相同宽度但约两倍长的飞利浦Lexel模块时，情况尤其如此。所述基体可以放在所述模块上，这样它与LED模块前侧的外端锁定，由此，则例如，，LED模块的电源连接端在基体的内缘向内并沿着冷却体的方向伸出。在该排列下，就会发现热区在模块中面向电源连接端。对于模块的改变应用，电源连接部朝外，冷却元件的导热基体置于内区，因此基 体的前端可与相应的LED模块的前端平齐。由于要布置LED模块内部的电源连接，确保基体和冷却体相应的内部距离是很重要的。除其他事项以外，要做到这一点，需将热管逆转使用，即将热管的挤压端装入基体的沟槽内，因此热管无须从最后一个锁定式接触的翅片伸出很远。以这种方式，冷却体的所有翅片就可非常接近向外的平面端并紧固于该平面端。关于另一实施方式，需要至少一个、优选是两个有间距的支撑片提供对冷却体的垂直支撑。因此，冷却体的冷却体翅片的整体就让从基体伸出的仅三支热管穿过。通常热管导热性能好，由相对较软的材料如铝或铜制成，在翅片体的重力下或处理不当容易弯曲，因此很容易损坏。这些支撑片可以简单地在翅片的下面或底部边缘处平放或直线式放置，用于支撑。然而，它们还可以一种特别有利的方式，接入翅片上的形状适合的竖直狭缝中，所以不仅有垂直支撑，也有良好的侧向支撑。支撑片可以以各种方式设计，特别是它的长度，其第一端可以附接到基体模块的两侧，而第二个控制台型延伸的较长的一端至少应该延伸通过冷却体长度的绝大部分。如果这些支撑片处于翅片上表面，并设计在相应的长度方向，面向翅片，向上弯曲形成角度、坡度或倾斜度，是有利的。即使轻微的倾斜，优选5°或至多18°，已经是非常有效，因为整个装有热管的翅片体以一定角度达到顶端并向冷却端延伸，由此，重力可支持冷凝液的输送。这里，仅仅使热管轻微倾斜，冷却了的介质回流速度明显加大，即回流到热管内至第一热蒸发端。这里，采用一个非常简单的措施，明显的更好的冷却效果就可以实现，同时增加了强度和安全度。例如，对于用于非方形的热源，可用较大的长度和逆转布局，即使用热源的电源连接，或不向外的灯罩，而是向内面向翅片冷却体，基体和翅片冷却体之间的距离可设计为比用于方形LED模块的距离大至少10毫米。最后，如果至少翅片或甚至冷却元件的全部部件在黑色表面的状态下运行，就会更有利，因为黑色表面会比白色表面或裸露的金属表面辐射掉更多的热量。
下文中，利用结合附图的实施方式说明本发明，但本发明不限于这些实施方式。其中示出图I :从上面看的冷却元件的第一实施方式的透视图，图2 :从下面看的图I所示的实施方式的透视图，图3 :从前面和上面看的具有基体的纵向翅片的第二实施方式的透视图，
图4 :从下面看的图3所示的实施方式的示意图，图5 :图3和图4所示的实施方式的正向前视图，图6 :从上面和后面看的包括椭圆形散热翅片和短的包围式冷却体的第三实施方式的透视图，图7 :从下面看的图6所示的实施方式的透视图，图8 :从下面看的图6和图7所示的实施方式的透视图，图9 :由图6到图8所示的实施方式的正向前视图，图10 :与图6类似、但没有基体侧部的实施方式的前视图，图11 :与图6类似、但具有厚的基体底部的实施方式的前视图，图12 :根据图6所示的实施方式的冷却体的翅片的前视图，图13 :根据图12的具有间隔片的翅片的侧视图，图14 :冷却元件的示意侧视图，它被装在LED模块和灯罩上，并设计有具有角度的支撑架，图15 :放在方形LED模块上的冷却元件的示意侧视图，图16 :与图15类似的视图，由此冷却元件被放置在长形的LED模块上，具有面向内侧的电源连接，图17 :与图16类似的布局，具有长形的LED模块和面向外侧的电源连接，图18 :冷却体被置于LED模块之上的布局的实施方式的透视图，图19 :图18所示实施方式的截面图，图20 :从后面看的图18所示实施方式的透视图，图21 :从前面看的图18所示实施方式的示意图，图22 :从底板看的图18所示实施方式的示意图，图23 :从后面看的图18所示实施方式的示意图，图24 :具有胶性槽的冷却翅片的实施方式，图25 :从不同角度看的冷却体的另一实施方式，图26 :用于点光源的冷却翅片体的实施方式的透视图，图27 :图26的冷却翅片体的俯视图，图28 :点光源冷却体的实施方式，其具有用于图26和图27所示的冷却翅片的固定件，图29a_c :点光源冷却翅片的详图、。
具体实施例方式图I和图2显示本发明的第一实施方式，从该实施方式可以看出，根据本发明的冷却元件I主要包括三个元件基体2，冷却体3，和热管4、5和6。热管4、5和6将基体2和冷却体3相连接。首先，热管通过基体2内部，热管之间至少有较小的间距，由此，热管4、5和6的第一端部被嵌入基体2，而它们的第二端部延伸通过冷却体3。在此实施方式中，基体2主要是U形的，具有基体底部7和两个基体侧部8。显然，在基体2的基体底部7中，有三个孔9彼此分开布置,热管4、5和6的第一端部从孔中通过。同时，LED模块12代表要被冷却的热源，在这种情况下，其是方形(即飞利浦的Fortimo模块)。它的主体由两个U形壳部分组成，即金属壳部分13和塑料壳部分14。金属壳部分13具有朝上的基体底部15，并且热区16 (即热点)在其中心，具有对应的外接触面的金属基体侧部17在相反的两端延伸。在这里，3个固定孔18以三角形布置，并被固定到基体2上。同时，三个螺纹孔19也被排置成三角形，与在LED模块12上的三个固定孔18相对应。还示出，冷却元件I在其另一端上有相对较长的冷却体，该冷却体具有冷却体翅片20。在这里，冷却体翅片20呈简单的方形，并且翅片之间有恒定间距地排列在热管5、6上。热管4、5和6被沿着整个长度引导，在基体的基体底部7中相互平行且之间距离相对较小，以及从基体2的内侧引出且同时具有相应的距离。同时，中间热管4在中间笔直地且轴向地延伸，而两个外侧热管5和6都是首先成角度斜向外延伸，然后相互平行且彼此的相应的距离较大，因此形成三齿叉的形状。冷却体3的冷却体翅片20被排列在叉齿的部分上。在图2中，以从下面看的透视图形式示出待与基体2连接的LED模块12，它被装在基体2上并被拧紧于基体2上。其塑料壳部分14面朝上，在其底部或发光部24上，还可有三个固定孔18。U形金属壳的接触面15被精确地装在基体2的接触面21上，而金属基体侧部17与基体侧部17的接触面22形成热接触。图3显示了冷却元件25的第二实施方式。U形基体2的两个基体侧部8垂直向下延伸到比较远，直到几乎超过待被容纳的LED模块的整个侧面长度。尤为明显的是，冷却肋片或翅片10不是横向排列，而是纵向或轴向排列。在基体底部7的上面，垂直向上延伸的翅片10跨过基体2的全长，同时，在基体的侧面8上，两个侧翅片28各斜向上伸出，以避免过于向外突出。根据本发明，与基体2形成一体的纵向排列的翅片28具有这样的优势基体可以以更快和更经济的方式挤压而成，据此，甚至热管4、5、6的槽道也可一起成型，同时，基体2只需要由长的剖面切割而成，并钻好必要的固定孔18。作为一个特殊情况，应该理解为，不再提供三支热管，而是只有两支热管，即热管5和6，它们对应图I所示的形状和排列，据此，热管5和6具有类似于两个平行齿的音叉的形状。这里，不能确定的是，热管的尺寸发生了变化。这里，偏向不再使用三支直径5毫米的热管，而是两支直径6毫米热管，因此，尽管省去了中间的热管，但在这种情况下，稳定性和热存积(即散热)基本上保持不变。关于冷却体3的形成，须注意，与图I所示的那些翅片比较，冷却体翅片20不再是简单的方形，而是在呈拱顶形的中部向上弯曲，在每一情况下，在侧向成角度地向上倾斜。冷却体翅片20的高度一直保持不变。由于弯曲的和/或呈角度的设计，翅片体组件的宽度仅有非常小的降低，最多降几毫米。这里，也可以看到两个被冲出的孔29，此孔可以由主要U形冲压、接着将各舌形片向回弯曲90° (在此图中未显示)而制成，此舌形片就成为各个冷却体翅片20之间的间隔件32。它们的形成和排列可以更好地从图6和图13 了解到并且还结合这些图而予以相应的说明。此外，两条狭缝30被引入冷却体翅片20，并从底部到顶部垂直于翅片，这里只显示两条狭缝中的一条。每个竖直的插入槽都包括支撑条，如图8和14所示，并结合这些图描述所述插入槽。 图4以仰视图示出了图3的冷却元件25，这里可以看到，在基体2的轴向中部附近，有两个槽道26，本图中的左侧，热管5和6的(蒸发)端部沿着槽道26的整个长度纳入其中。例如，在这个位置上，通过将相应插入的LED模块牢牢地拧紧到所述基体中，这些热管的端部被紧固。三个螺纹孔19就用于达到这个目的。这里还可以看到，侧面翅片28如何从基体的深深向下延伸的基体侧部8向横向且呈角度地延伸。在冷却体3上，可以看到两个向后弯曲的间隔件32，每个间隔件仅呈现为一条轴线，因此，存在表示一连续片的线的错觉。冷却元件25的前视图5显 示设备部件之间的相互排列以及它们的水平和垂直方向的延伸。因此，很容易识别有较薄基体底部7的U形基体2，其以拱形围绕热管5、6，从而每个U形槽道26与热管5、6的直径对应。在基体底部7的顶部，纵向翅片10垂直伸出，并形成分级以及沿其纵向长度方向形成横向拱形，以实现更加宜人的外观和更方便的拿放。此拱形继续延续到两侧的翅片28。这里，有中心拱形和外侧的向上延伸的翼部的圆弧状的冷却体翅片20(20b)很容易被识别。这里可以看到，冷却体翅片20基本具有同样的高度。根据本发明，图6到图9示出冷却元件35的第三实施方式。特别是，从后面看的透视图6示出，在其主要元件中的基体2被与图3所示的冷却元件25类似地组装。在这一实施方式中，基体侧部8是相当短的。这是Fortimo-Moduln优选实施方式,其长仅约5毫米或8毫米。此外，在这些短的基体侧部8中没有设置侧翅片，而是，冷却体2仅有垂直向上延伸的翅片10。在这里，冷却体翅片20 (20c)具有一个特别的设计。它们不再只是方形或被设计成弯曲形和弯曲的方形，因为它们不再有任何尖角，而主要是椭圆形和圆形。虽然冷却体翅片20c比先前所描述的冷却体翅片20a和20b短一点，然而，他们都有明显的更大的高度和宽度，与前视图5和前视图9相比较，这是特别明显的。因此，有明显较大的竖直向上的散热表面，这并不要求更多的空间，然而，在宽度上，可明显地节省空间，由此使安装和操作有明显改善。冷却体翅片上没有任何尖角、而是仅有曲线的造型也成为其特点，适合手拿而且美观。图6的冷却体3的后视图显示了两个间隔件32如何从最后的翅片20c垂直伸出，通过此设计，在翅片板上开主要U形缝，随后使冲出的舌形片弯曲，据此，冲出的孔29保持敞开。此外，它还示出两支热管5和6的两个外端如何从最后翅片20c的表面伸出。伸出比较远的热管部是热管的相应的挤压端33并显示出捏痕，且因此在该端部区域中不是充分的圆柱形，不适合与翅片形成良好配合。图7示出冷却元件35的底部，据此，狭缝30的排列和冲出孔29到间隔件可在冷却体2上看到。此外，热管5和6的实施方式也很容易被识别，即在基体底部7中，有相对较近的导向，伸出基体后，其向外弯曲形成拱形形状，然后导向到在冷却体3中且具有较大的平行距离。此外，在此可确定螺纹孔19的排列，其用于附接到LED模块。在这里，不仅是三个螺孔19被排列成三角形，而且，此外，有该排列的镜像重复，即六个孔。这样做的好处是，LED模块可以以任何方式安装在基体上，即可旋转180°，这意味着，存在电源连接是面向外还是面向内的选择。从下面看的图8中，也可确定螺纹孔的特殊排列。类似于图4，这里也可以识别到间隔件32的连续排列、两支热管5和6的导向和形成以及支撑片36和37的排列。一方面，支撑片36被固定于基体2，另一方面，其伸入狭缝32，这在这里没有示出，但是，如在前面结合图3、图6和图7所简略提到的。
图9示出冷却元件35的单独的部件、特别是具有相对较薄的基体底部7的冷却体2的已经提及的布置和尺寸比例，该基体底部7的拱形槽道26导引热管5和6。这里，也可以识别两支热管5和6如何直接接触LED模块12的热区16。此外，具有云状或椭圆形的、带纹道的设计的冷却体3的冷却体翅片20c的排列和宽度以及高度设计也是可见的。此外，用于支撑片(这里未显示)的狭缝30以及冲出的形成舌形间隔件32的孔29也是可见的；从每个冲孔可以看到，窄的基体底部或较低的连接基座。图10显示了基体2的前视图，其类似于图9，然而，基体侧部消失了，同时直的基体底部7被设计为有冷却助片的板。图11以前视图显示了基体2的另一实施方式，其具有用于两支热管5、6的槽道26以及基体翅片10的排列和方向。本质上的区别是基体底部7的厚度，其与图I所示的冷却元件I类似。然而，在这里，热管不是走在沿纵向的孔内，而是在通向接触面上的U形槽道15内。自然地，具有较厚基体底部7的该实施方式也可以被制成无基体侧部8，因此，正如主要设计为具有光滑底部的板，其与图10所示的实施方式类似。图12描绘了冷却元件35的翅片20，其被设计成云状或椭圆形状，这在广泛的意义上来说，像是一个可口的花生，具有在顶部和底部的纵向的并对称的封口或开口。同时可以看到，所排列的用于支撑片的两个狭缝30、在翅片上开的热管导向孔38以及冲出的孔39。这涉及到一个非常简单的和成本效益好的、可生产性的冲出部件，根据所需的数量，它可以被快速而简单地生产出来。此外，还应当指出，孔38彼此间隔，与上边缘和下边缘都有间距，所以下部高度与上部高度的比例优选地大约是2 :3. 5，并且，这保留了足够的低部的自由空间宽度，以确保良好的空气流通，尽管翅片的高度较大，如由图9尤为明显地所述。图13示出了从侧面看的、图12所示的翅片20c，以及从翅片上垂直弯出的间隔件36的形状。图14显示出冷却元件25、35被用于灯罩39上的LED模块12。纵向延伸的支撑片36被用螺钉41固定在实体2的侧面。在上部边缘，支撑片36有例如3° 5°的上升角度。这样一来，一方面，翅片总体得到纵向支持，因此，较软且因此可塑的热管5和6就得到纵向和水平的保护。另一方面，因为角度增加到翅片后面，随之确保了安装后要求的“热端”到“冷端”的正角度。这使得重力能支持冷凝水回流，从而装置的有效度显著地提高。LED模块12的电源连接41向后指向，据此，电缆42接到LED发生器44的接线盒43上。通过翅片总体的轻微角度，可获得较多的低部空间，因此使相应的连接可以更容易地在后部形成，并无干扰。图15至图17显示对于冷却元件1、25、35且特别是基体2与直角LED模块的不同配置的可能性。通过将它们的电源连接安置到翅片总体的方向的前部，各种特殊的问题或挑战就会出现.· ·图15显示了类似图14所示的配置，其中，基体2被置于具有相同长度的方形LED 模块12之上。LED模块12的上部热区16及LED模块12的光区24在LED模块12和基体2的中部。电源连接40指向冷却元件3的翅片的背面。因为对于这一实施方式，基体2的后部与冷却元件3的前翅片之间有比较大的距离，也就没有空间的问题，同时，电源连接就可以被轻松地处理。从图16中可见根据本发明的装置的基体2配置在相对较长的LED模块上；电源连接可向其背面，据此，热区16和光区24位于LED模块的前半部。相应的，基体2也位于LED模块的前端，并与该前端对齐。基体和冷却体之间的内部距离是相当的大，使得有足够的空间用于电源连接40到达冷却体的第一翅片。通过将在热管上的冷却体3的翅片体向外进一步推出，就可获得额外的空间。此外，具有压封端的热管不是从右伸出，而是该压封端(它代表了一段缺少的长度)坐落在基体2的槽内，因此，翅片总体可以整个配置在热管的光滑端34外。当热管和冷却体长度相同时，这样可获得10毫米的间距。图17显示了由图15、16所示的冷却元件，并具有被旋转的、长的LED模块，其电源连接40很容易从前部接近。因为热区16位于面向冷却翅片体的面上，基体2位于LED模块的后部区域中，所以基体和LED模块的后部都竖直对齐。图18显示了用于一种热源的冷却元件的另一实施方式，其所在的位置对冷却元件的高度是不限制的，但必须节省水平的空间。这些设计特别适合挂灯和类似的灯具。在这里，热管(对这些设计2，热管是需要的)被在一个平面上弯曲成U型，所以，冷却体被置于LED外壳的上方。为了更好的理解，图19显示了该实施方式的截面图。图20至图23进一步显示了在LED之上的冷却体的实施方式的视图。其很明显地显示了，热管如何从基体2导出并进入冷却体3，以及热管5、6如何被填入基体2的槽中。在本设计中，基体2是挤压出的形状并容易制造。图24显示了冷却翅片20的优选实施方式，其能达到冷却体翅片20与热管的特别强的连接。为此，除了翅片20和热管之间的成形或压合外，还提供了在热管进入翅片表面开口处38的加深外围表面区，例如，切割翅片后，通过深冲压成形图案而形成。在热管与翅片开口之间形成的环形槽道45用于容纳有助于热管和翅片之间的连接的材料，例如，粘合齐U、焊接材料或填充材料。这里，本领域技术人员公知的导热性黏合剂是优选的。尤其适用的是掺有导热性金属的粘合剂。尽管由这样的形式形成围绕热管的粘接层圈，但可使装在翅片20上的热管的机械性能和导热性能都得到改善。图25例证了从不同角度看的冷却元件3的另一实施方式，其具有相对厚的基体底部、短的侧壁和接纳热管的基体底部开口 6。图26显不了本发明的另一实施方式,其用于小型光源,如聚光灯光源。聚光灯光源是一种外圆周长小的光源，其将光投向目标区。通常，聚光灯可以旋转，以跟踪变化的目标，这些目标往往需要被照亮以突出他们的可见度。这些聚光灯具有位于光源之上的细长的结构。在这个例子中，所示的是一个特殊的具有小直径的散热翅片体3。这里的冷却体翅片20被弯曲成翼状的形式，因此，从下面看时，它们具有小的直径，使得，在实际光源LED的背后，他们显得并不突出。重要的一点是，保持翅片之间的适当距离，这由间隔件来确保，以可以进行空气流通。目前，弯曲翅片翼部优选地以30至60度的角度附着至热管，优选地在40和50度之间，以达到有最佳空气流通的冷却效果。图27显示了基于在中央打开的方向并从上面和下面看的图26所示的冷却翅片框架2。在从上面看的视图(图27a)中，基体的弯曲的翅片50清楚可见；同时，在从下面看的视图(图27b)中，用于LED和弯曲翅片50的紧固螺钉可以被看到，并有基体的最小的可
图28显示聚光灯底部框架2的例子，其用于图27所示的设计。并显示了在翅片上所提供的齿状物之上的紧固机制，其用于固定由图26和图27所示的冷却翅片体的热管，并且，其总体轮廓是基于圆形的LED。图29显示了聚光灯冷却翅片50的详细视图。用于空气流通的中心开孔、弯曲的间隔件、用于通过热管的开口都清楚可见。这里也显示了间隔件形成的支撑片32a以及有槽道45的热管接纳区域的详细视图。即使对本发明优选实施方式进行详细解释，但并不限于这一设计，而通过所附权利要求的保护范围来确定。附图标记列表I.冷却元件，第一设计。2.基体3.冷却体4.热管5.热管6.热管7.底部8.基体侧部9.孔10.翅片(基体)11.固定孔，侧部12. LED 模块(热源)13.金属壳部分14.塑料壳部分15.底部-接触面16.热区(热点)17.金属外壳部件-基体侧部18.固定孔19.螺纹孔20.翅片(冷却体)21.底部接触面22.基体接触面24.光区(光面)25.冷却元件，第二设计26.槽道27.拱形28.侧翅片29.冲、孔30.狭缝32.间隔件33. 4、5的挤压端34. 4、5的光滑端35.冷却元件，第三设计
36.支撑片37.支撑片38.孔39.灯罩40.电源连接41.固定螺钉42.电缆 43.接线盒44. LED 发生器a 角度
权利要求
1.一种用于热源、特别是用于密集地配备的LED模块的冷却元件，该冷却元件具有 -一个基体(2)，其与热源(12)的主体热接触和机械接触； -至少一个热管(4，5，6)，其一端被形状适合地接收在所述基体(2)中并在所述基体中导热；以及 -至少一个冷却元件(3)，其在所述热管的另一端上具有冷却体翅片(20)，其特征在于 -所述热管(4，5，6)贯穿所述基体(2)的整个长度，因此，所述热源(12)与所述基体(2)的接触面(21)上的热区(16，34)接触，由此，所述热管相互平行并有间隔，而且与有所述热区(16，34)的所述热源的接触面平行，所述基体(2)紧固至所述热源(12)的主体，并且 -在所述基体(2)的外部，提供与所述基体相连并整体形成的翅片(10)。
2.根据权利要求I所述的冷却元件，其特征在于，提供至少两个热管(5，6)，在所述基体(2)之外，所述至少两个热管(5，6)以音叉的样式彼此分开并且之后以较大的间距相互平行，由此，所述冷却体⑶由有较大间距的热管外部和冷却体翅片(10)形成。
3.根据权利要求I所述的冷却元件，其特征在于，提供三个导热管，由此，中间的直热管(4)在两个外部的并呈音叉型的、向外弯曲的热管(5，6)之间的中部延伸，所述三个导热管形成三支叉型，由此，所述冷却体(3)由有冷却体翅片(20)的、具有所述热管的平行段区域的部件形成。
4.根据权利要求I所述的冷却元件，其特征在于，所述热管(4，5，6)被装入沿所述基体(2)的整个长度的孔(9)中，或设置在槽道(26)内，所述槽道通向所述基体(2)和所述热源(12)之间的接触面，因此，所述热管(5，6)和所述热源(12)的接触面(15)之间有良好的接触。
5.根据权利要求I所述的冷却元件，其特性在于，所述基体(2)是板，并且基体外部的所述翅片(10)从所述接触面延伸。
6.根据权利要求5所述的冷却元件，其特征在于，所述基体(2)的板的厚度比所述热管的直径小，且呈圆拱形地围绕通过槽道(26)的热管。
7.根据权利要求4所述的冷却元件，其特征在于，具有基体底部(7)和基体侧部(8)的所述基体(2)至少部分地以U型围绕着所述热源(12)，因此，所述基体侧部(8)提供支撑。
8.根据权利要求4所述的冷却元件，其特征在于，所述基体翅片(10)垂直或平行于所述基体延伸。
9.根据权利要求6或7所述的冷却元件，其特征在于，除了从底部(7)向上延伸的翅片之外，在基体侧部(8)上，提供轴向排列的基体翅片(10)，作为侧部翅片(28)。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的冷却元件，其特征在于，在所述基体底部(7)中，提供螺纹孔(19)以紧固至所述热源(12)，所述螺纹孔与所述热源(12)中的孔对应，由此，在所述基体(2)上，可选地提供额外的紧固孔，所述额外的紧固孔由第一组孔的镜像而成，因此，将整个冷却元件相对于所述热源(12)转180度是可行的。
11.根据权利要求I或10所述的冷却元件，其特征在于，所述冷却体翅片(20，50)是矩形的、具有拱状和翼状部分、椭圆形或云状凹口、圆形或其他的金属切口，其翼状可确保所述冷却体(3)最小的可见表面。
12.根据权利要求I所述的冷却元件，其特征在于，所述冷却体(3)的冷却翅片(10)彼此以预定间距压配合或收缩配合于所述热管(4，5，6)上，由此，所述冷却翅片(10)之间有间隔件(32)。
13.根据权利要求10所述的冷却元件，其特征在于，所述间隔件(32)由从翅片板冲压出的舌状片、并从翅片主平面弯曲而成。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的冷却元件，其特征在于，在所述冷却体翅片(20)的下侧，提供至少一个从顶部到底部延伸或导向内部的狭缝(30)，以容纳竖直支撑片(36)。
15.根据权利要求14所述的冷却元件，其特征在于，支撑片(36，37)和所述热管(4，5，6)之间有一角度，所述角度朝着所述冷却元件(3)的末端方向向外增加，由此，热侧与冷侧之间成正角度。
16.根据权利要求I的冷却元件，其特征在于，所述冷却元件(3)被置于所述基体(2)之上，由此，在连接到所述导热管(5，6)的冷却元件(3)上的热管被向上弯曲形成U型。
17.根据前述任一项权利要求所述的冷却元件，其特征在于，在所述冷却体散热翅片(20)上的用于所述热管(5，6)的开孔(38)在其周向上包括台阶式深冲区(45)，因此，翅片穿过热管后，粘合剂能够聚集在所述热管和所述冷却体翅片(20)之间形成的槽道(45)内。
全文摘要
本发明涉及一种用于热源的、特别用于配有多个部件的LED模块的冷却装置，该装置包括基体(2)，该基体与热源(12)的主体热接触和机械接触；至少一个导热管(4，5，6)，其一端部以形状适合与导热方式插入基体(2)；和至少一个冷却体(3)，该冷却体包括在所述导热管的另一端部的冷却体翅片(12)。本发明特征在于，导热管(4，5，6)延伸于基体(2)的全长，因此，热源(12)的热区(16，34)位于基体(2)的接触面(21)上，所述导热管相互平行延伸并与具有最热区(16，34)的热源的接触面平行，而且，所述基体(2)固定于热源(12)的主体，在基体(2)的外侧，有基体翅片(10)，基体翅片在基体上形成单独的部件或与基体相连。
文档编号F21V29/00GK102630291SQ201080052238
公开日2012年8月8日 申请日期2010年9月9日 优先权日2009年9月17日
发明者杰米·唐纳森, 林松, 汉斯·孔茨沃德尔, 阿卜杜拉·哈达德 申请人:汉斯·孔茨沃德尔