FAQ's | Fragen und Antworten zum Thema Elektronikkühlung

Im Portfolio von ALUTRONIC finden sich über 250 Standardprofile, welche sich anhand von geometrischen und oder thermischen Parametern mittels des Heat Sink Finders spielend leicht filtern und sortieren lassen.

Sollte trotzdem kein passendes Profil zu finden sein, bietet sich die Einrichtung eines Sonderprofils an.

Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:

• Optimierung des Masse-Oberfläche-Verhältnisses führt zu Kosteneinsparungen durch geringerer Materialmenge und kürzerer Bearbeitungszeit bei der Zerspanung
• Optimierung des Profilquerschnitts führt zu effizienterer Kühlwirkung
• Montagefunktionen wie Verschraubungsmöglichkeiten als Schraubkanäle, Sockeln, Plateaus oder Einschubnuten sind bereits im Profil integriert
• Verringerung der Bauteilanzahl bei Gehäuselösungen durch Kombinationsprofile
• Exklusivität durch alleiniges Nutzungsrecht
• Durch Bevorratung in Kombination mit Rahmenverträgen kurze Lieferzeit bei geringen Kosten unter der Voraussetzung der Einhaltung der marktsituationsabhängig durch die seitens der Aluminiumextrusionswerke vorgegebene Mindestpressmenge.

Für Konstrukteure ist es wichtig zu wissen, dass insbesondere bei „großen“ Profilen mit einem Umschlingungskreis von >350mm Grenzabmaße und Formtoleranzen gemäß unten stehenden Normen Werte annehmen können, die signifikant über den Werten der eher bekannten DIN ISO 2768-1 bzw. DIN ISO 2768-2 liegen (Norm für Allgemeintoleranzen für Längen- und Winkelmaße sowie Form und Lage).
Beispielsweise dürfen die Querschnittsmaße eines Profils mit einem Umschlingungskreis von 200mm bis 300mm maximale Abweichungen von ±2,5mm beinhalten; die Konvexität bzw. Konkavität darf in diesem Fall bis zu 1,8mm betragen.

Die gültigen Normen für Grenzabmaße und Formtoleranzen von Strangpressprofilen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen sind:
•             DIN EN 12020-2: gültig für Umschlingungskreise von <350mm, ersetzt die nicht mehr gültige DIN 17615-3
•             DIN EN 755-9: gültig für Umschlingungskreise von <800mm, ersetzt die nicht mehr gültige DIN 1748-4

DIN EN 12020-2 unterscheidet sich von DIN EN 755-9 neben der Größenbeschränkung insbesondere durch folgende Aspekte:
•             Gültig für Präzisionsprofile ausschließlich der Legierungen EN AW-6060 und EN AW-6063
•             Hauptsächlich für Anwendungen im Architekturbereich
•             Strengere Anforderungen im Hinblick auf sichtbare Oberflächen
•             Engere Grenzabmaße und Formtoleranzen

Da die DIN EN 755-9 hinsichtlich des Umschlingungskreises keine untere Grenze besitzt, können Presswerke auch Profile mit einem Umschlingungskreis <350mm nach DIN EN 755-9 fertigen, falls die Toleranzen von 12020-2 für eine zuverlässige Fertigung zu gering sind.
Darüber hinaus können bei komplexen Profilen besondere, von den Normen abweichende Vereinbarungen zwischen Hersteller und Käufer notwendig sein. 

Falls die Toleranzen dieser Normen nicht zur Anwendung passen, stehen die ALUTRONICer bereit, um gemeinsam mit dem Konstrukteur kundenspezifische Anpassungen durch Zerspanung und Oberflächenbearbeitung zu entwickeln und zu fertigen. 
 

Die Masse und Oberfläche eines Kühlkörpers sind zwei wichtige Faktoren, die die Wärmeabfuhr beeinflussen können. Ein Kühlkörper mit einer größeren Masse kann tendenziell mehr Wärme aufnehmen und speichern, bevor er an die Umgebung abgegeben wird. Eine größere Oberfläche kann hingegen mehr Wärme an die Umgebung abgeben.

Das Verhältnis von Masse zu Oberfläche hängt von der Form des Kühlkörpers ab. Ein Kühlkörper mit einer größeren Oberfläche im Verhältnis zur Masse kann tendenziell effektiver Wärme abführen als ein Kühlkörper mit einer kleineren Oberfläche im Verhältnis zur Masse.

Es gibt jedoch auch andere Faktoren zu berücksichtigen, wie die Leistung des Bauteils, das gekühlt werden muss, und die Umgebungsbedingungen. Ein kleiner Kühlkörper mit einer geringen Masse kann unter bestimmten Bedingungen effektiver sein als ein großer Kühlkörper mit einer höheren Masse und größerer Oberfläche.

Daher ist es wichtig, bei der Wahl des Kühlkörpers verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, um eine effektive Wärmeabfuhr sicherzustellen.

LME (London Metal Exchange) ist die Abkürzung für die Londoner Metallbörse, welche zu einer der ältesten und weltgrößten Metallhandelsplätzen gehört.

Neben Singapur und New York werden hier täglich die Referenzkurse für Metalle, u.a. auch für Aluminium auf Basis von Angebot und Nachfrage ermittelt.

Der LME-Preis für Aluminium ist als Rohstoffpreis ein Faktor, der die Kosten von Strangpressprofilen aus Aluminium grundsätzlich beeinflusst.

Die Preise von Strangpressprofilen sind jedoch nicht nur vom LME-Preis abhängig, hinzu kommen weitere Einflussfaktoren wie z.B.:

• Wechselkurs: Da der Aluminiumpreis an der Börse in US-Dollar gehandelt wird, wirken sich Veränderungen bei den Wechselkursen ebenfalls auf die Preise aus.
• Bolzenprämie: Für die Herstellung von Strangpressprofilen müssen die Aluminiumbarren in spezielle Bolzen umgeschmolzen werden, die Kosten hierfür werden als „Bolzenprämie“ bezeichnet.
• Sonderzuschläge: Hierzu zählen z.B. Kosten infolge stark gestiegener Energiepreise.
• Profilquerschnitt: Je größer und komplexer das Profil ist, desto höher ist in der Regel der Preis.
• Oberflächenzustand: Eine Oberflächenbehandlung wie Eloxieren, Beschichten oder spezielle optische Anforderungen erhöhen die Kosten.
• Menge: Je größer die Bestellmenge ist, desto niedriger kann der Preis pro Einheit sein.
• Wettbewerb: Wenn es viele Anbieter von einer bestimmten Art von Strangpressprofilen auf dem Markt gibt, kann dies zu niedrigeren Preisen führen, während eine begrenzte Anzahl von Anbietern zu höheren Preisen führen kann.
• Transportkosten: Die Transportkosten können je nach Lieferstrecke und Transportmedium mit in den Preis einfließen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der LME-Preis für Aluminium als Rohstoffpreis ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Kosten von Strangpressprofilen ist.

Der tatsächliche Preis kann aus oben genannten Gründen hiervon deutlich abweichen.

Gemäß der Arrhenius-Gleichung verdoppelt sich die Ausfallwahrscheinlichkeit eines Elektronik-Bauteils bei einer Temperaturerhöhung von nur 10K infolge der thermischen Alterung, bei 25K verzehnfacht sie sich. Aus diesem Grund sollte es anzustreben sein, jede Möglichkeit der Kühlung der Bauteile unter Berücksichtigung der allgemeingültigen Regel: „So viel wie nötig so wenig wie möglich“ zu nutzen.

Zunächst sollte man also bestrebt sein, durch Optimierung des Kühlkörpers dessen Wärmewiderstand z.B. durch Vergrößerung der Oberfläche und Schwarzfärbung zu verringern. Die Oberflächenvergrößerung hat neben der Verbesserung des Wärmeaustauschs mit der Luft den negativen Effekt der Vergrößerung des Druckverlustes der natürlichen Luftströmung, so dass „irgendwann“ eine weitere Vergrößerung der Kühlkörperoberfläche zu einem Wärmestau führt. Ab diesem Moment lässt sich der Kühlkörper nur noch mit forcierter Luftströmung sinnvoll betreiben.

Hieraus folgt:

Fremdbelüftung lohnt sich immer dann, wenn eine Kühlung mit natürlicher Konvektion aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll ist, z.B., weil ein Sonderprofil eingerichtet oder der Kühlkörper aufwändig nachbearbeitet werden müsste.

Fremdbelüftung ist zwingend erforderlich, wenn eine Kühlung mit natürlicher Konvektion aus technischen Gründen nicht möglich bzw. nicht ausreichend ist.

Die Angaben zur Leistung, genauer gesagt zum thermischen Widerstand R_th von Kühlkörpern werden im Allgemeinen empirisch, also im Labor ermittelt, indem der Kühlkörper über seine Bodenfläche „Baseplate“ mit einer eingeprägten Verlustleistung P_V als Wärmestrom beaufschlagt und die Temperaturdifferenz Delta T (ΔT) zwischen Kühlkörper und Umgebung ermittelt wird. Diese Ermittlung kann alternativ auch durch Simulationsprogramme stattfinden.

Der ermittelte Wert des Wärmewiderstandes stellt mithin die einzige thermische Größe dar, mit welcher sich Kühlkörper verschiedener Bauformen, Materialien und Hersteller vergleichen lassen.

Das ist insbesondere deshalb erwähnenswert, weil dieser „Kennwert“ u.a. von folgenden Einflussgrößen und Messparametern abhängig ist:

• Verhältnis Heizfläche der Wärmequelle zur Bodenfläche des Kühlkörpers
• (absolute) Temperatur von Kühlkörper und Umgebung
• Strahlungsverluste der Wärmequelle
• (absolute) Leistung der Wärmequelle
• Position der Temperaturmessstelle am Kühlkörper

Bei Ermittlung von Wärmewiderständen bei erzwungener Konvektion kommen weitere Einflüsse wie Strömungsart und Strömungsverluste hinzu (s.a. à Druckkammer).

Bemerkenswert ist, dass es hinsichtlich der Ermittlung des Wärmewiderstandes weder Richtlinien noch Normen gibt, nach welchen die Erfassung der Daten stattzufinden hat.

Ein seriöser Hersteller von Kühlkörpern wird daher nicht nur exakt angeben, unter welchen Bedingungen er den Wärmewiderstand gemessen hat, er wird zudem auch eine praxisgerechte Messmethode wählen, um realitätsnahe Ergebnisse präsentieren zu können.

Bei ALUTRONIC sind sämtliche im Katalog angegebenen Werte unter folgenden Bedingungen gemessen worden, sofern im Datenblatt nicht gesonderte Angaben vermerkt sind:

• Natürliche Konvektion
• Kühlkörper mattschwarz eloxiert
• Vertikale Anordnung der Rippen
• eine Wärmequelle mit 40% Flächenanteil an der Bodenfläche im Zentrum des Kühlkörpers
• Temperaturmessung zwischen Halbleiter- und Kühlkörpermontagefläche
• Verwendung von Wärmeleitpaste
• Messung der Umgebungstemperatur in einem Meter (1m) Abstand vom Messobjekt

Vorab: Eine Heatpipe ist kein Kühlkörper und kann einen solchen auch nicht ersetzen, zum Betrieb einer Heatpipe wird allerdings häufig ein Kühlköper benötigt.

Etwas unwissenschaftlich, aber dafür verständlich ausgedrückt, ist eine Heatpipe ein rohrförmiges Bauteil, welches das Phänomen ausnutzt, dass zur Änderung des Aggregatzustandes von Stoffen, also z.B. von flüssig zu gasförmig, eine verhältnismäßig große Energiemenge für die Verdampfung erforderlich ist. Diese Energiemenge wird bei der Rückumwandlung des Aggregatzustandes von gasförmig zu flüssig, also der Kondensation, wieder frei.

Wissenschaftlich ausgedrückt nutzt ein allgemein auch als Wärmerohr bezeichnetes passives Bauteil die Verdampfungsenthalpie des sich in ihm befindlichen Mediums als Wärmeübertrager zwischen mindestens zwei Punkten, welche als Wärmequelle (=Verdampfer) und Wärmesenke (=Kondensator) bezeichnet werden. Zwischen diesen beiden Punkten befindet sich die Transportzone.

Aufgrund spezieller, Kapillarwirkung fördernder Strukturen im Inneren ist die Heatpipe in gewissen Grenzen lageunabhängig zu betreiben, hierdurch unterscheidet sie sich vom 2-Phasen-Thermosiphon.

Für die Praxis sind folgende Aspekte wichtig:

• Die Fähigkeit einer Heatpipe, eine bestimmte Wärmemenge zu transportieren, ist abhängig von Länge, Querschnitt, innerer Struktur, Arbeitsmedium, Lage, somit sollte eine Heatpipe abgestimmt sein auf den Anwendungsfall.
• Eine Heatpipe kann nur innerhalb ihrer Betriebsgrenzen betrieben werden, welche sich aus dem Anwendungsfall hinsichtlich Temperatur und Wärmestrom ergeben. Im Einzelnen handelt es sich bei diesen Grenzen um Viskositätsgrenze, Schallgeschwindigkeitsgrenze, Wechselwirkungsgrenze, Kapillarkraftgrenze und Siedegrenze.
• Die Wärmeleitung ist vergleichen mit einem massiven Kupferstab identischer Außengeometrie um bis zu 1000 Mal besser.
• Die Schwerkraft wirkt je nach Lage positiv oder negativ auf den Rücktransport des flüssigen Mediums, der Einflussfaktor auf dem Wärmestrom liegt zwischen 0,6 und 1,6.

„Eloxal“ ist die Abkürzung für Elektrolytische Oxidation von Aluminium. Mit diesem Verfahren wird gezielt eine Schutzschicht auf Körper aus Aluminium und Aluminium-Knetlegierungen aufgebracht.

Diese Schutzschicht dient vordringlich als Schutz gegen chemischer (Z.B. Korrosion) und mechanischer (z.B. Verschleiß) Beanspruchung und Bewahrung eines ggf. durch Vorbehandlung erzieltem dekorativen Aussehen. 

Weiter gehende positive Effekte des Eloxal-Verfahrens sind Erhöhung der Oberflächenhärte, Verbesserung der tribologischen Eigenschaften sowie Erhöhung der elektrischen Isolation.

Durch das spezielle Verfahren ist auch ein Einfärben der Eloxalschicht möglich. Alutronic bietet im Standard hier die Farben Blau und Schwarz an. Durch die dunklere Oberfläche vergrößert sich der Anteil der Wärmestrahlung und somit der Wärmewiderstand des Kühlkörpers mit steigender Temperatur.

ALUTRONIC bietet neben dem „herkömmlichen Eloxal-Verfahren“ auch die Möglichkeit an, Aluminium-Bauteile zu harteloxieren. Durch dieses spezielle Verfahren wird die Schicht wesentlich dicker, dichter und härter als beim Eloxieren, wodurch die elektrische Isolation bzw. Durchschlagfestigkeit ebenfalls deutlich verbessert wird.

Zur Herstellung von Kühlkörpern mit Hilfe des Kaltfließpressverfahrens wird in der Regel Reinaluminium wie z.B. EN AW-1050 (Al 99,5) oder auch Reinkupfer eingesetzt. Die Wärmeleitfähigkeit von Reinmetallen ist im Vergleich zu legierten Metallen wie z.B. dem beim Strangpressen häufig eingesetzten EN AW 6060 (AlMgSi0,5) grundsätzlich höher

Verfahrensbedingt durch den Umformprozess und die damit einhergehende Minimierung von Lunkern und Luftblasen wird diese hohe Wärmeleitfähigkeit sogar noch verbessert.

Da die Luft sich im Vergleich zu Strangpressprofilen bei den häufig in Stiftform gepressten Kühlkörpern dreidimensional entlang der Oberfläche bewegen kann, wird die Entwärmungsleistung optimiert. 

Die Formhaltigkeit und die Oberflächen sind qualitativ bei relativ niedrigen Werkzeugkosten so gut, dass eine mechanische Nachbearbeitung nur selten und in geringem Maße erforderlich ist.

Die Herstellung von Kühlkörpern mittels Fließpressen bietet sich also immer dann an, wenn es um eher kleine, kundenspezifische Serien geht und der Kühlkörper als solcher auch eher klein bei möglichst hoher Effizienz sein soll.

Verstärken lässt sich die Kühlleistung noch durch schwarz Eloxieren und den Einbau eines Lüfters direkt in den Kühlkörper.

Die Zerspanung eines Kühlkörpers macht eben dem eigentlichen Materialpreis einen großen Anteil der Kosten eines Kühlkörpers aus.

Es ist daher sinnvoll, schon bei der Auswahl bzw. dem Entwurf des Rohprofils die mechanische Nachbearbeitung zu berücksichtigen und diese zu minimieren.

Außerdem ist zu berücksichtigen, dass gerade die kleinen Kühlkörper häufig sehr filigrane Rippenstrukturen aufweisen, welche sehr leicht biegen oder gar brechen können.

Zur Ermittlung des passenden und optimalen Kühlkörpers gibt es unterschiedliche Kriterien wie z.B. die geometrischen Abmessungen „Breite“, Höhe“, „Bodenstärke“, „Länge“, der zulässige maximale thermische Widerstand Rth,KK sowie die zu erwartende maximale Verlustleistung PV.

Der Heat Sink Finder von Alutronic ist das ideale Hilfsmittel, um diese Kriterien komplett oder auch nur teilweise in die Auswahl mit einfließen zu lassen. Die Ergebnisse lassen sich als Liste ausgeben und z.B. nach dem Massebelag oder auch Metergewicht zur Kostenminimierung optimieren. Alternativ kann auch zu jedem vom Heat Sink Finder vorgeschlagenem Profil eine Grafik mit den längen- und verlustleistungsabhängigen Wärmewiderständen erstellt und ausgewertet werden.

Das Erklär-Video verdeutlicht die Zusammenhänge im Einzelnen.

Der CO2-Fußabdruck von Produkten bezeichnet gemäß „Umweltministerium“ (BMUV), Umweltbundesamt (UBA) und Öko-Institut die Bilanz der Treibhausgasemissionen entlang des gesamten Lebenszyklus eines Produkts in einer definierten Anwendung und bezogen auf eine definierte Nutzeinheit.

Die Ermittlung des CO2-Fußabdrucks von Kühlkörpern soll somit den gesamten Produktlebenszyklus umfassen, welcher neben Produktion und Nutzung des eigentlichen Kühlkörpers auch die Herstellung der Rohstoffe und Vorprodukte sowie die Entsorgung beinhaltet.

Weil neben Kohlendioxid häufig auch andere Treibhausgase berücksichtigt werden, erfolgt die Angabe meist in „Tonnen CO2-Äquivalent“ (T CO2-eq) bezogen auf die Masse des Kühlkörpers.

Die Kühlkörper von ALUTRONIC sind seit Anfang 2020 klimaneutral!

Der CO2-Abdruck eines Kühlkörpers spiegelt sich unter anderem im Herstellungsprozess und der Kompensation der bei dieser Herstellung entstehenden Emissionen wider. Die Emissionsmenge wiederum korreliert mit der Masse des hergestellten Kühlkörpers.

Der CO2-Abdruck eines Kühlkörpers kann somit zum einen durch gezielte Auswahl von Herstellern positiv beeinflusst werden, welche klimaneutrale Kühlkörper anbieten. Alle Kühlkörper von ALUTRONIC sind klimaneutral!

Zum andern lässt sich der CO2-Abdruck eines Kühlkörpers dadurch beeinflussen, indem gezielt ein möglichst massearmer Kühlkörper für den jeweiligen Anwendungsfall ermittelt wird.

Hilfestellung hierzu leistet ganz gezielt der Heat Sink Finder.

Grundsätzlich hat die Wahl des Metalls bzw. der Legierung einen großen Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit von Kühlkörpern. Neben diesem anwendungsspezifischen Argument spielen auch ökonomische und verarbeitungstechnische Aspekte eine Rolle, so dass für stranggepresste Kühlkörperprofile hauptsächlich folgende Aluminium-Legierungen eingesetzt werden:
    
EN AW-6060 (AlMgSi0,5 / 3.3206) l = 190 … 220 W/mK  
EN AW-6063 (AlMg0,7Si / 3.3210) l = 190 … 220 W/mK 
EN AW-6101B (E-AlMgSi0,5 / 3.3207) l = 215 … 225 W/mK
EN AW-6082 (AlMgSi1 / 3.3215) l = 145 … 220 W/mK
EN AW-1050A (Al99,5 / 3.0255) l = 210 … 220 W/mK

Für spezielle Anforderungen kommen in selten Fällen auch Kühlkörper einerseits aus Kupfer (l = 380 W/mK), andererseits auch aus Kunststoff (l » 10 W/mK) zum Einsatz.

Da für die Effizienz eines Kühlkörpers neben der Wärmeleitfähigkeit auch die Geometrie, d.h. die Oberfläche, Bodenstärke, Rippenhöhe, -breite und -abstand, sowie die Farbe und die thermische Anbindung an die Wärmequelle eine wesentliche Rolle spielen, ist der einflussnehmende Faktor der Wärmeleitfähigkeit zwar vorhanden, aber nicht so groß wie gemeinhin angenommen.

Grundsätzlich sollte ein Kühlkörper so ausgelegt sein, dass ein gewisses Quantum an Reserven vorhanden ist, um insbesondere die Elektronik auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen nicht thermisch zu überlasten.

Falls festgestellt wird, dass die Temperatur zu hoch ist, können folgende Möglichkeiten in Betracht gezogen werden:

Thermische Anbindung: Evtl. ist das Gap-Pad, der Gap-Filler oder die mechanische Verbindung zwischen Elektronik und Kühlkörper defekt oder beschädigt oder überaltert, so dass hier ein Austausch sinnvoll ist.

Verunreinigung: Evtl. sind die Möglichkeiten zur Luftzufuhr oder Abluft gestört oder verstopft oder Kühlkörper selbst ist verstaubt oder verdreckt, so dass hier eine Reinigung erforderlich ist.

Alterung: Evtl. ist die Verlustleistung der Elektronik durch Alterung angestiegen, so dass diese ausgetauscht werden muss.

Defekt: Evtl. Ist der Lüfter defekt oder beschädigt, so dass er nicht mehr seine volle Leistung erbringt, so dass er ersetzt werden muss.

Umgebungstemperatur: Evtl. ist die Umgebungstemperatur durch äußere oder innere Umstände so weit angestiegen, dass die Wärmeabfuhr nicht mehr ausreichend ist.

In diesem Fall wie auch alternativ bei den oben genannten Fällen kann der zusätzliche Einsatz eines Lüfters Abhilfe schaffen.

Bei der Montage eines Kühlkörpers sind einige Punkte zu beachten, um die gewünschte Wirkung zu erzielen:

Ausrichtung: Die Rippen sollten insbesondere bei natürlicher Konvektion, also Betrieb ohne Lüfter, senkrecht ausgerichtet sein, um die Konvektion nicht zu behindern.

Anbindung: Bei direkter Anbindung der Wärmequelle an den Kühlkörper sollte in diesem Bereich eine dünne Schicht Wärmeleitpaste aufgetragen werden. Die Wärmeleitpaste soll nur Lufteinschlüsse infolge Rauheiten oder Unebenheiten ausgleichen, sie dient nicht dem Ausgleich von Zwischenräumen.

Bei indirekter Anbindung der Wärmequelle an den Kühlkörper mittels Wärmeleitfolie, Gap-Pad, Gap-Filler o.ä. sind die Herstellerhinweise zu beachten.

Befestigung: Die Wärmequelle und der Kühlkörper sollten so befestigt werden, dass sich die Verbindung auch bei Bewegung, Vibration, thermischer Dehnung etc. nicht lösen kann. ALUTRONIC bietet hierzu diverse Möglichkeiten wie Gewindebohrungen, Befestigungsclips, selbstklebende Wärmeleitfolien u.v.a.m. an.

Bei forcierter, d.h. Lüfter getriebener Kühlung treten folgende Phänomene auf, welche je nach Anwendungsfall mit einer Druckkammer vermindert oder minimiert werden können: 

1. Weg des geringsten Widerstandes: Die Luft ist bestrebt, einem möglichst hindernisfreien bzw. -armen Weg zu durchströmen. Somit kann es vorkommen, dass die Luft nicht wie gewünscht, durch den Kühlkörper strömt, sondern an ihm vorbei oder diesen auf halbem Wege verlasst; man spricht in diesem Fall auch vom „Bypass-Phänomen“.
    
2. Totwasser: In der Mitte des Lüfters befindet sich die Lüfternabe, welche zur Positionierung des Motors und zur Fixierung der Lüfterflügel dient. In diesem Bereich findet keine Luftdurchströmung statt, so dass die Luft hinter der Nabe ungerichtet und langsam ist. Dieser Bereich umfasst in der Strömungstiefe in etwa den Nabenradius und wird als „Totwasserzone“ bezeichnet.

Insbesondere Hochleistungskühlkörper mit einem hohen Aspektverhältnis (Verhältnis zwischen Rippenhöhe und -abstand) können beim Einsatz mit Lüfter zusätzlich mit einer Druckkammer versehen werden. Diese kanalisiert den Luftstrom und gleicht das Totwasser aus und sorgt somit für eine gleichförmigere Durchströmung des Kühlkörpers, indem sie quasi Luft vor der Durchströmung unter Druck bevorratet; daher auch die Bezeichnung „Druckkammer“.

Alutronic bietet im Bereich der Kühlsysteme Baugruppen mit und ohne Druckkammer an, um auch in dieser Produktsparte größtmögliche Vielfalt für den Kunden anzubieten.
 

Der Wärmewiderstand Rth [K[W] beschreibt den Widerstand eines Körpers, einen Wärmstrom [W] durch ihn hindurchzuleiten und damit die Temperaturdifferenz [K] zwischen Ein- und Austritt, d.h. von bzw. zu den benachbarten Körpern bzw. Stoffen. Daher werden beim Wärmewiderstand auch immer zwei Bauteile angegeben, z.B. RthjC für „zwischen Chip „Junction“ und Gehäuse „Case““)

Die Wärmekapazität C [J/K] beschreibt die Temperaturerhöhung [K] eines Körpers infolge einer zugeführten Wärmemenge [J=Nm=Ws].

Beide Größen sind hier objekt- bzw. bauteilbezogen also keine Stoff- bzw. Materialeigenschaften.

Für jeden Stoff bzw. jedes Material gibt es sowohl einen materialspezifischen Wärmewiderstand Rl [mK/W] (wobei hier in der Literatur eher als Kehrwert die (spezifische) Wärmeleitfähigkeit l oder k [W/mK] angegeben wird) als auch eine spezifische Wärmekapazität c [J/kgK].

Für Aluminium (99,5%) gilt z.B.:

lAl = 236W/mK

cAl = 0,9kJ/kg

Die Wärmekapazität spielt im Normalfall bei Kühlkörperauslegung keine Rolle, da der Kühlkörper die Wärme nicht speichern, sondern möglichst effizient an die Umgebung abgeben soll.

Sie lässt sich wie folgt berechnen:

CH = cAl x mH 

mit

CH: Wärmekapazität des Kühlkörpers „Heatsink“ 

cAl: spezifische Wärmekapazität von Aluminium

mH: Masse des Kühlkörpers

Bei der Entwicklung und Herstellung eines neuen Strangpressprofils wird grundsätzlich ein neues Extrusionswerkzeug benötigt. Handelt es sich hierbei um ein kundenspezifisches Werkzeug, so werden dem Kunden im Allgemeinen hierfür einmalig anteilige Werkzeugkosten berechnet.

Das hat für den Kunden folgende Vorteile: 

Das Werkzeug und somit das Strangpressprofil ist exklusiv für den Kunden und wird für niemand anderes verwendet.

Es ergebe keine Folgekosten; allfällige Wartung, Instandhaltung und ggf. Reparatur des Werkzeuges obliegen dem Strangpresswerk.

Eigentümer des Werkzeugs ist und bleibt das Strangpresswerk.