BE1031931B1 - Presspassanordnung sowie Verfahren für eine Presspassanordnung - Google Patents

Abstract

Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) sowie Verfahren (800) zur Herstellung einer Presspassung, umfassend: ein erstes Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) und ein zweites Fügeteil (270, 370, 470, 570, 670, 770) mit einem periodischen zweiten Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790), wobei die Fügeteile gefügt oder fügbar sind durch plastisches Einpressen des ersten Presspassungsprofils (250, 345, 550, 650, 750) in das zweite Presspassungsprofil (290, 390, 590, 690, 790), dadurch gekennzeichnet, dass die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils (290, 390, 590, 690, 790) ein ganzzahliges Vielfaches der Periodizität des ersten Presspassungsprofils (250, 345, 550, 650, 750) ist unter Ausschluss der einfachen Periodizität des ersten Presspassungsprofils (250, 345, 550, 650, 750).

Description

Presspassanordnung sowie Verfahren für eine Presspassanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Verbindung von Teilen. Diese

Verbindung ist als Ersatz für Schraubverbindungen von Einzelteilen vorgesehen.

Weiter ist eine mechanische Verbindung zur Abführung von Wärme, insbesondere

Abwärme, vorgesehen. Dies kann auch die Wärmeabfuhr elektrischer, beispielsweise elektronischer, Schaltungen betreffen. Insbesondere sind, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Presspassanordnung und ein Herstellungsverfahren der

Presspassanordnung zur Herstellung der mechanischen Verbindung und zur

Wärmeleitung offenbart.

Elektrische Schaltungen umfassen Wärmequellen, die über

Wärmeübertragungssysteme an Wärmesenken (die umgebende Luft) entwärmt werden müssen, um die langfristige und zuverlässige Funktion der elektrischen

Schaltung sicherzustellen. Wärmeübertragungssysteme können dabei als

Wärmekontakte ausgebildet sein, die ihrerseits als Kühlkörper ausgebildet sein können. Die Wärme muss mit thermischen Kontakten an den Wärmekontakt (Kühlkörper) abgeführt werden. Dabei sind verschiedene geometrische

Ausgestaltungen von als Kühlkörpern ausgebildeten Wärmekontakten bekannt, die abhängig von der abzuführenden thermischen Leistung, dem Material der Kühlkörper und deren Wärmeleitfähigkeit, der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums sowie den räumlichen Gegebenheiten der die Schaltung umgebenden weiteren

Elemente und Gehäuse stark variieren.

Um einer großen Vielzahl von verschiedenen Kühlkörpern entgegenzuwirken, sind mehrteilige Kühlkörper mit einem kleinen Teilesatz bekannt, die auf einer Anzahl von gegebenen Komponenten beruhen. Diese können auf verschiedene Arten und Weisen kombiniert werden entsprechend einer Mehrzahl von thermischen und räumlichen

Gegebenheiten. Auf diese Weise lässt sich die Varianz benötigter Kühlkörper für verschiedene Rahmenbedingungen verringern.

Das Fügen (Zusammenfügen) eines mehrteiligen Kühlkörpers mit einem kleinen

Teilesatz erlaubt eine große Variabilität an Kühlkörpern herzustellen. Insbesondere können dieselben Lamellen/Basiskörper zur Wärmeabgabe mit unterschiedlichen

Wärmetransportmodulen (z.B. Heatspreadern) kombiniert werden, um die Wärme von unterschiedlichen Wärmequellen (z.B. je nach Bestückungshöhe einer

Leiterplatte) aufzunehmen. Dabei ist es wichtig, eine möglichst ungehinderte

Wärmeleitung an der Fügestelle zu erreichen, da der Wärmestrom im Betrieb über diese Fügestelle fließen muss. So sind zum Fügen eines solchen mehrteiligen

Kühlkörpers Presspassungen (englisch: Press-Fit) bekannt. Dabei können Fügeteile für

Fügestellen mit Presspassungsprofil genutzt werden, die eine Wahlfreiheit der

Fügestelle und damit eine größere Variabilität zulassen.

Ein Problem ist dabei, dass die für die Wärmeleitung und die mechanische

Verbindung besonders hochwertigen Presspassungsprofile keine einfachen

Steckprofile (wie Nut und Feder) sein können, sondern z.B. V-förmige Schenkel und V- förmige Nuten aufweisen. Diese komplexere Geometrie schränkt die Freiheit bei der relativen Positionierung der Fügeteile zueinander ein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine mechanische und thermische

Vereinfachung unter Verfeinerung der relativen Positionierbarkeit der Fügeteile zueinander zu erreichen.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen jedes der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.

Insbesondere sind Merkmale, die im Kontext der Vorrichtung genannt sind, auch entsprechend im Verfahren realisierbar, beispielsweise durch einen Schritt des

Bereitstellens des entsprechenden Merkmals oder durch einen Schritt des Ausführens einer Funktion der Vorrichtung. Ferner kann die Vorrichtung jedes im Kontext des

Verfahrens genannte Merkmal umfassen und kann dazu ausgebildet sein, einen jeden im Kontext des Verfahrens genannten Schritt auszuführen.

Ein erster Aspekt betrifft eine Presspassungsanordnung. Diese umfasst ein erstes

Fügeteil mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil. Weiter umfasst die

Presspassungsanordnung ein zweites Fügeteil mit einem periodischen zweiten

Presspassungsprofil. Die Fügeteile sind gefügt oder fügbar durch plastisches

Einpressen des ersten Presspassungsprofils in das zweite Presspassungsprofil.

Die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils ist ein ganzzahliges Vielfaches der

Periodizität des ersten Presspassungsprofils unter Ausschluss der einfachen

Periodizität des ersten Presspassungsprofils.

Eine Presspassungsanordnung umfasst eine Presspassung, die eine thermische (nämlich wärmeleitende) und eine mechanische Verbindung von zumindest einem ersten Presspassungsprofil und einem zweiten Presspassungsprofil erlaubt. Dabei kann die wärmeleitende Verbindung der Presspassung so wirkungsvoll sein, wie wenn

Kühlkörper und Wärmetransportmodul integral-einstückig wären. Das heißt, die

Vorrichtung kann bezüglich des Wärmetransfers vergleichbar mit einer aus einem

Block hergestellten Vorrichtung sein. Gleichfalls ist die Herstellung modular für eine einfache Variantenbildung. Beispielsweise können durch die Presspassung und ergänzend oder alternativ einem metallischen Form-, Kraft- oder gegebenenfalls auch

Stoffschluss Flächen am ersten Ende, die mit dem Kühlkörper in Kontakt stehen, einen

Wärmeleitwiderstand aufweisen, der im Wesentlichen einem integral-einstückigen

Bauteil entspricht.

Ein Presspassungsprofil (auch: erstes Profil der Presspassung) an einem ersten Ende des Wärmetransportmoduls kann auskragende Flächen und transversale Flächen umfassen. Die auskragenden Flächen können konkave, konvexe und ergänzend oder alternativ longitudinale Flächen sein und ergänzend oder alternativ sich in

Verlängerung der Strecke vom zweiten Ende zum ersten Ende (d.h. einer

Längsrichtung des Wärmetransportmoduls) erstrecken.

Die transversalen Flächen können Flächen neben und ergänzend oder alternativ zwischen den auskragenden Flächen sein und ergänzend oder alternativ sich quer (beispielsweise senkrecht) zur Längsrichtung erstrecken.

Durch die Presspassung kann die Wärme sowohl über die auskragenden Flächen als auch über die transversalen Flächen an den Kühlkörper übertragen werden. Alternativ oder ergänzend können durch den metallischen Stoffschluss die auskragenden

Flächen und ergänzend oder alternativ die transversalen Flächen als Grenzflächen zwischen Wärmetransportmodul und Kühlkörper aufgehoben werden. In jedem

Ausführungsbeispiel kann als grundlegende Wirkung der

Wärmeübergangswiderstände zwischen den Kontaktflächen minimiert sein, was durch den (beispielsweise durch die Presspassung indizierten) metallischen

Stoffschluss gelingt oder durch die Presspassung zumindest im Wesentlichen einem

Stoffschluss thermisch gleichkommt.

Der Kühlkörper kann an der Fügestelle ein Presspassungsprofil (auch: zweites Profil der Presspassung) aufweisen, das zum ersten Profil komplementär ist, beispielsweise eine für eine Presspassung wenigstens abschnittsweise aufeinander abgestimmte und ergänzend oder alternativ korrespondierende Formgebung. Beispielsweise kann das zweite Profil auskragende Flächen und transversale Flächen aufweisen, die zu den auskragenden Flächen beziehungsweise den transversalen Flächen des ersten Profils komplementär sind.

Das erste Presspassungsprofil und das zweite Presspassungsprofil weisen eine aufeinander abgestimmte korrespondierende Formgebung auf. Dabei können

Fügeelemente des ersten Presspassungsprofils (zum Beispiel Federn) und

Fügeelemente des zweiten Presspassungsprofils (zum Beispiel Nuten) im ungefügten

Zustand voneinander abweichende Formen aufweisen. So kann eines der Profile eine komplexe Geometrie mit langer Periodizität aufweisen. Das andere Profil kann eine einfache Geometrie mit der halben Periodizität aufweisen.

Durch die aufeinander abgestimmte korrespondierende Formgebung kann eine

Verformung über die Randflächen der jeweiligen Presspassungsprofile hinaus erfolgen. So kann beispielsweise eine gerade Feder, die senkrecht zur Kante der

Fügestelle angeordnet ist, durch die Presspassung aus seiner senkrecht zur Kante der

Fügestelle ausgerichteten Position in eine schräg zur Kante der Fügestelle ausgerichteten Position umgeformt werden. Ergänzend oder alternativ kann die Feder anstelle des bisherigen geraden Verlaufs eine Kurvenform annehmen.

Da die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils ein ganzzahliges Vielfaches der

Periodizität des ersten Presspassungsprofils unter Ausschluss der einfachen

Periodizität des ersten Presspassungsprofils ist, können die Fügeteile beim Einpressen wahlweise mit der kleineren Periodizität des ersten Presspassungsprofils relativ zueinander positioniert werden. D.h. es gibt ein entsprechendes Vielfaches an

Positionen, das erste Fügeteil und das zweite Fügeteil dauerhaft miteinander zu verbinden.

Das erste Presspassungsprofil kann periodisch entlang einer ersten Richtung des ersten Fügeteils sein. Das zweite Presspassungsprofil kann periodisch entlang einer zweiten Richtung des zweiten Fügeteils sein. Zur Presspassung des ersten

Presspassungsprofils und des zweiten Presspassungsprofils kann das erste Fügeteil relativ zum zweiten Fügeteil so angeordnet sein, dass die erste Richtung des ersten

Fügeteils parallel zur zweiten Richtung des zweiten Fügeteils ist.

Die Federn des ersten Presspassungsprofils können die höhere

Frequenz/Wiederholrate (im Sinne der Periodizität) bezogen auf die Nuten des zweiten Presspassungsprofils aufweisen.

Weiter kann die Periodizität neutrale Elemente umfassen. Ein neutrales Element kann bei den Federn ein Weglassen oder eine Verkürzung einer Feder umfassen. Bei den

Ausnehmungen (zum Beispiel den Nuten) kann das neutrale Element eine verbreiterte Ausnehmung ohne Kontakt umfassen. Entsprechend kann die Anzahl der 5 Federn von der Anzahl der Nuten abweichen.

Ergänzend kann die Periodizität der Presspassungsprofile des ersten Fügeteils und ergänzend oder alternativ des zweiten Fügeteils abschnittsweise definiert sein.

Optional kann (beispielsweise innerhalb eines Abschnitts) das Profil der Federn und oder ergänzend das Profil der Nuten variieren, sofern die Profile weiterhin kompatibel zueinander sind. Kompatible Profile können Profile umfassen, die weiterhin zumindest einen Kraftschluss oder einen Formschluss vermitteln oder bewirken.

Die Presspassung kann fachsprachlich als "Press-Fit" bezeichnet werden. Alternativ oder ergänzend kann die Presspassung eine Übermafpassung sein.

Eine Fügerichtung des Einpressens (d.h. die Bewegungsrichtung der Relativbewegung der Fügeteile beim Einpressen) kann senkrecht zu einer Oberfläche des ersten

Fügeteils sein (die das erste Presspassungsprofil aufweist) und ergänzend oder alternativ senkrecht zu einer zweiten Oberfläche des zweiten Fügeteils sein (die das zweite Presspassungsprofil aufweist).

Das Einpressen (auch: Verpressen) kann plastisch sein, d.h. das erste

Presspassungsprofil und das zweite Presspassungsprofil sind unter plastischer

Verformung des ersten Presspassungsprofils und ergänzend oder alternativ des zweiten Presspassungsprofils ineinander eingepresst oder einpressbar. Alternativ oder ergänzend kann das Einpressen plastisch sein, da das erste Presspassungsprofil und das zweite Presspassungsprofil nicht exakt geometrisch komplementär sind.

Alternativ oder ergänzend kann das Einpressen plastisch sein, da das erste

Presspassungsprofil und ergänzend oder alternativ das zweite Presspassungsprofil bezüglich der Fügerichtung nicht translationsinvariant sind und ergänzend oder alternativ bezüglich der Fügerichtung eine Hinterschneidung aufweisen (in die beispielsweise beim Einpressen Material des ersten Presspassungsprofils unter plastischer Verformung fließt).

Das erste Presspassungsprofil kann Auskragungen aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann das zweite Presspassungsprofil Nuten aufweisen.

Durch die Presspassung und ergänzend oder alternativ des metallischen

Stoffschlusses ist kein thermisches Schnittstellenmaterial (fachsprachlich: "Thermal

Interface Material", kurz TIM) im thermischen Kontaktpfad erforderlich. Dadurch sind die Materialkosten der Vorrichtung geringer und es entfallen Applizierungskosten.

Die Periodizität, auch Turnus oder Wiederkehr genannt, bezeichnet allgemein die

Eigenschaft einer Sache oder eines Vorgangs, die bezüglich des Auftretens eines bestimmten Ereignisses eine Regelmäßigkeit aufweist. Die regelmäßige Reihe der

Ereignisse ist ein Zyklus.

Als Fügeteil wird ein Teil eines Satzes von Fügeteilen verstanden, die zur mechanischen Verbindung und gleichzeitig oder alternativ zur Entwärmung von elektrischen Bauteilen dienen. Das Fügeteil weist typischerweise Fügestellen zur

Fügung des Fügeteils mit einem weiteren Fügeteil auf. Die Fügestellen können ein periodisches Presspassungsprofil aufweisen. Miteinander fügbare Fügeteile können gleiche periodische Presspassungsprofile oder alternativ verschiedene periodische

Presspassungsprofile aufweisen. Durch das Fügen (Einpressen) der Fügeteile entsteht eine Wärmebrücke mit erheblicher mechanischer Festigkeit.

Als Fügestelle wird derjenige Abschnitt des ersten Fügeteils verstanden, der mit der entsprechenden Fügestelle des zweiten Fügeteils verpresst wird, sodass im verpressten Zustand zumindest eine der Fügestellen seine Form verändert hat, wobei die veränderte Fügestelle zumindest zum Teil die Form der gegenüberliegenden

Fügestelle angenommen hat.

Als Fügeelement wird die Ausgestaltung der Fügestelle verstanden, zum Beispiel in

Form von Stiften, Federn, Nuten oder Domen.

Vorteilhaft wird so die Anzahl der Möglichkeiten bei der relativen Positionierung der

Fügeteile verdoppelt.

In Ausführungsbeispielen kann das erste periodische Presspassungsprofil als eine

Mehrzahl von Federn in einer ersten geometrischen Ausgestaltung ausgeformt sein.

Das zweite periodische Presspassungsprofil kann als eine Mehrzahl von

Ausnehmungen, insbesondere Nuten, in zumindest einer zweiten geometrischen

Ausgestaltung ausgeformt sein. Die erste geometrische Ausgestaltung unterscheidet sich von der zumindest zweiten geometrischen Ausgestaltung. Die Federn nehmen beim plastischen Einpressen zumindest zum Teil die zweite geometrische

Ausgestaltung an. Optional kann die zweite geometrische Ausgestaltung einen

Hintergriff umfassen.

Die erste geometrische Ausgestaltung und die zweite geometrische Ausgestaltung bilden keine korrespondierende Ausgestaltung in dem Sinne, bei dem

Feder (auch Stift genannt) und Ausnehmung (auch als Nut bezeichnet), abgesehen von den Übermaßen für die Pressung, passend zueinander geometrisch ausgestaltet sind, wie bereits oben erwähnt. Stattdessen weichen die erste geometrische

Ausgestaltung und die zweite geometrische Ausgestaltung derart voneinander ab, dass zumindest die Elemente eines periodischen Presspassungsprofils (die Federn) beim Pressvorgang neben der Übermaßanpassung eine ergänzende Umformung erfahren. Die ergänzende Umformung kann ein Verbiegen der Federn umfassen. Zum

Beispiel können die Federn beim Einpressen ihre Ausrichtung ändern, zum Beispiel von einer Ausrichtung parallel zur Fügerichtung in eine Ausrichtung mit einem Winkel zur Fügerichtung. Weiter kann die vor dem Einpressen gerade Feder in sich verbogen werden. Optional kann die Feder auf verschiedene Weisen verbogen werden. Dabei wird die ergänzende Umformung durch die geometrische und konstruktive

Ausgestaltung der Nut veranlasst.

Vorteilhaft kann so trotz einer einfachen und entsprechend gut verkleinerbaren geometrischen Ausgestaltung in Form von Federn ein kleiner thermischer

Durchgangswiderstand und eine gute mechanische Stabilität der Verbindung der

Fügeteile erreicht werden.

In weiteren Ausführungsbeispielen können die Federn eine gradlinige Erstreckung aufweisen. Die Nuten können eine von der gradlinigen Erstreckung abweichende

Erstreckung aufweisen. Optional weisen nebeneinander angeordnete Nuten zumindest abschnittsweise einen einander zugewendeten Verlauf auf oder weisen nebeneinander angeordnete Nuten zumindest abschnittsweise einen einander abgewendeten Verlauf auf. Dies kann auch als spiegelsymmetrischer Verlauf der nebeneinander angeordneten Nuten verstanden werden.

Die gradlinige Erstreckung der Federn kann einen abgewinkelten Verlauf ausschließen. Weiter kann die gradlinige Erstreckung der Federn eine Verjüngung oder eine zunehmende Verdickung umfassen. Sie kann sie aber auch ausschließen.

Eine von der gradlinigen Erstreckung abweichende Erstreckung der Nut kann einen zumindest abschnittsweise kurvenförmigen Verlauf der Nut aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann eine von der gradlinige Erstreckung abweichende Erstreckung der Nut auch eine oder mehrere Abknickungen aufweisen. Weiter kann die gradlinige

Erstreckung der Nut auch eine Verjüngung oder eine zunehmende Verdickung umfassen. Sie kann sie aber auch ausschließen.

Vorteilhaft kann durch eine vereinfachte geometrische Konstruktion die Ausdehnung (Länge) der Periode des ersten Fügeteils und ergänzend oder alternativ des zweiten

Fügeteils reduziert werden.

In anderen Ausführungsbeispielen können die Federn eine gleiche Länge haben und ergänzend oder alternativ die Nuten eine gleiche Tiefe haben.

Die Länge der Federn kann kleiner sein als die Tiefe der Nuten, sodass auch bei vollständiger Aufnahme der Feder in der Nut die Federn nicht am Nutgrund anschlagen. Weiter können die Federn so ausgestaltet sein, dass sie auf ihrer gesamten Länge in die Nut aufnehmbar sind. Weiter kann zur Optimierung des thermischen Kontakts die Umformung der Federn am Federursprung besonders intensiv sein.

Vorteilhaft kann so die Ausdehnung in Fügerichtung des ersten Fügeteils, insbesondere der Fügestelle des ersten Fügeteils optimiert werden, indem eine

Zusatzbreite durch besonders lange Federn nicht benötigt wird. Entsprechend kann so die Ausdehnung in Fügerichtung der zweiten Fügeteile optimiert werden, indem eine

Zusatztiefe durch besonders tiefe Nuten nicht benötigt wird. Zumindest eine

Außenkante der Breite weist die Fügestellen beim ersten Fügeteil oder beim zweiten

Fügeteil auf.

In Ausführungsbeispielen können die Ausnehmungen, insbesondere die Nuten, zumindest teilweise einen mehrfach abgewinkelten Verlauf aufweisen.

Durch den mehrfach abgewinkelten Verlauf der Nuten kann die Länge der Nuten bei gleichbleibender Tiefe verlängert werden, insbesondere durch Ergänzung um senkrecht zur Fügerichtung verlaufende Teile vorzugsweise nahe an der Wurzel der

Feder (der Fügestelle). Dies verkürzt somit einen Wärmepfad zwischen den

Fügeteilen. Des Weiteren wird der Übergangswiderstand zwischen Nut und Feder reduziert, was den thermischen Widerstand reduziert und ergänzend oder alternativ verbessert. Ergänzend wird die mechanische Festigkeit der Presspassungsanordnung verbessert.

In anderen Ausführungsbeispielen kann das erste Presspassungsprofil zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Flanken parallel zu einer Fügerichtung des

Einpressens aufweisen. Optional kann das erste Presspassungsprofil zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Federn parallel zur Fügerichtung aufweisen.

Ergänzend oder alternativ kann das zweite Presspassungsprofil Flanken mit unterschiedlichen Winkeln zu einer Fügerichtung des Einpressens aufweisen. Optional kann das zweite Presspassungsprofil ein zumindest teilweise V-förmiges, konvergierendes oder divergierendes Nutprofil aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann das zweite Presspassungsprofil Nuten mit mindestens zwei verschiedenen

Nutwinkeln aufweisen und das erste Presspassungsprofil Auskragungen aufweisen, die sich in der Fügerichtung erstrecken. Ergänzend oder alternativ kann das Erstrecken abweichend von der Fügerichtung in eine Richtung erfolgen, die zwischen den zwei verschiedenen Nutwinkel liegt.

Optional kann das erste oder zweite Presspassungsprofil Pressnasen aufweisen, beispielsweise mit Material zum Füllen einer Öffnung im jeweils anderen

Presspassungsprofil beim Einpressen.

Unter Auskragung versteht man das Vorspringen bzw. Vorkragen eines Teils des

Fügeteils, das in Fügerichtung angeordnet ist. Es kann als Tropfen oder Rechteck oder

Dreieck ausgebildet sein und ist dazu ausgebildet, die Wärmebrücke zwischen den

Presspassungsprofilen zu verbessern.

Unter zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Flanken sind Flanken zu verstehen, die im Wesentlichen gerade ausgeformt sind. Die Federn sind geradlinig erstreckt, während die Ausnehmungen (Nuten) einen dazu wenigstens abschnittsweise abweichenden Verlauf aufweisen. So kann deren Oberfläche

Hervorhebungen oder Vertiefungen aufweisen. Die Federn können zueinander auch komplementär oder konträr geformt sein.

Weiter optional können die Nuten eine beidseitige Einführschräge und alternativ oder ergänzend eine Einführverrundung und alternativ oder ergänzend eine Trichterform aufweisen, um ein besseres Zusammenführen zwischen Feder (auch Pressfeder genannt) und Nut zu realisieren.

Vorteilhaft kann durch die definierten Profile die thermische und mechanische

Verbindung sichergestellt werden, die die Verdoppelung der Anzahl der Möglichkeiten bei der relativen Positionierung der Fügeteile zueinander ermöglicht.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann das zweite Presspassungsprofil eine ausgeprägtere Konturierung aufweisen als das erste Presspassungsprofil.

Hierbei kann eine ausgeprägtere Konturierung (d.h. komplexere Konturierung) eine größere Anzahl unterschiedlicher Krümmungsradien und Ausrichtungen im

Presspassungsprofil bedeuten. So kann insbesondere ein Presspassungsprofil geringerer Komplexität auf eine Form von Fügestellen begrenzt sein, die optional in gleicher Größe und Ausrichtung ausgestaltet sein können. Die Fügeelemente können beispielsweise als Federn ausgestaltet sein, sodass eine Kamm-ähnliche Struktur als

Presspassungsprofil vorliegen kann. Alternativ können diese Federn um Auskragungen ergänzt sein. Presspassungsprofile größerer Komplexität können verschiedene

Fügeelemente umfassen. Zum Beispiel können verschiedene Ausprägungen ähnlicher

Fügelemente umfasst sein, die in Form von Nuten ausgebildet sein können. Die Nuten können dabei verschiedene Ausrichtungen und alternativ oder ergänzend verschiede

Krümmungsradien und alternativ oder ergänzend verschiedene

Krümmungsrichtungen aufweisen.

Die Periodizität findet ihren Ausdruck in der immer gleichen Abfolge von

Fügeelementen, die sich regelmäßig wiederholen. Dabei ist die simpelste Periodizität eines Presspassungsprofils durch identische Fügeelemente bestimmt. Eine komplexere Periodizität basiert hingegen auf verschiedenen Fügeelemente.

Die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils kann doppelt oder dreifach oder vierfach, etc., so groß sein wie die Periodizität des ersten Presspassungsprofils.

Vorteilhaft kann durch einen höheren Komplexitätsunterschied der Konturierung eine verbesserte Wärmebrücke und mechanische Verbindung hergestellt werden, wobei nur ein Presspassungsprofil komplex und somit aufwendig ausgeführt sein muss.

In anderen Ausführungsbeispielen kann die Periodizität des zweiten

Presspassungsprofils doppelt so groß sein wie die Periodizität des ersten

Presspassungsprofils.

Dadurch kann das erste Fügeteil auf einem Raster entsprechend der kleineren

Periodizität am zweiten Fügeteil befestigt werden, das doppelt so viele Positionen umfasst wie eine herkömmliche Presspassungsanordnung mit der einheitlichen

Periodizität beider Presspassungsprofile. Mit anderen Worten verdoppeln sich so die möglichen Positionen bei der Zusammenfügung der beiden Fügeteile. Dabei wird ergänzend zu Positionen von herkömmlichen Presspassungsanordnungen mit der einheitlichen Periodizität jeweils eine Zwischenposition möglich, sodass sich die

Strecke zwischen zwei Positionen halbiert.

Vorteilhaft verfeinert sich so die Ausgestaltung der Kopplung der

Presspassungsprofile.

In Ausführungsbeispielen kann in der Presspassungsanordnung das erste Fügeteil und ergänzend oder alternativ das zweite Fügeteil einen Kühlkörper umfassen oder sein.

Optional kann das zweite Fügeteil Kühlrippen zur Abgabe von Wärme an die umgebende Luft aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann das erste Fügeteil und ergänzend oder alternativ das zweite Fügeteil ein Wärmetransportmodul umfassen oder sein. Optional kann das erste Fügeteil und ergänzend oder alternativ das zweite

Fügeteil einen Wärmeverteiler zur Aufnahme von Wärme von einem oder mehreren elektrischen Bauteilen aufweisen.

Ein elektrisches Bauteil kann in ein oder mehrere Module oder auf einem oder mehreren Schaltungsträgern angeordnet sein. Die Bauteile können lineare Bauteile (beispielsweise Widerstände, Kapazitäten oder Induktivitäten) und nicht-lineare

Bauteile (beispielsweise Transistoren) umfassen, einschließlich elektromechanischer

Bauteile (beispielsweise Relais oder Magnetventile). Sie können als integral- einstückige Bauteile ausgebildet sein und beispielsweise einen Leistungstransistor, einen integrierten Schaltkreis oder einen Prozessor umfassen.

Ein Kühlkörper ist ein Körper, der sich aus Kühlrippen und ergänzend oder alternativ aus Kühllamellen und einem (integralen) Wärmeverteiler zusammensetzt. Er spreizt konzentrierte Wärmeströme eines wärmeproduzierenden Bauteils auf und vergrößert die wärmeabgebende Oberfläche. Der thermische Widerstand zur Wärmesenke (Umgebungsluft) verringert sich dadurch. Das reduziert den Temperaturunterschied zwischen Wärmesenke und Wärmequelle (wärmeproduzierendes Bauteil). Die

Wärmequelle wird nicht mehr so warm.. Damit kann einer möglichen Beschädigung durch Überhitzung des Bauteils vorgebeugt werden.

Kühlrippen (auch Kühllamellen oder Kühlfinnen genannt, engl. cooling fins) dienen zur

Vergrößerung der Oberfläche eines Körpers, zum Beispiel eines Kühlkörpers, um die

Wärmeübertragung an die Umgebung und damit die Kühlung zu verbessern.

Der Wärmeverteiler kann fachsprachlich als Heatspreader bezeichnet werden.

Insbesondere dienen die Heatspreader auch als Abstandshalter (fachsprachlich: "Spacer") zwischen einer Leiterplatte der elektrischen Schaltung und dem Kühlkörper für die Bauhöhe weiterer Bauteile der elektrischen Schaltung. Die Heatspreader können auch als abstandsüberbrückende Bauteile aufgefasst werden. Aus thermischer Sicht ist hierbei ein möglichst kleiner Abstand zwischen Kühlkörper und

Bauteil anzustreben.

Das Wärmetransportmodul kann an einem ersten Ende des Wärmetransportmoduls mittels der Presspassung an einer Fügestelle des Kühlkörpers mechanisch und wärmeleitend mit dem Kühlkörper verbunden oder verbindbar sein. Alternativ oder ergänzend kann das Wärmetransportmodul an einem vom ersten Ende beabstandeten zweiten Ende des Wärmetransportmoduls eine Kontaktfläche aufweisen, die dazu ausgebildet ist, mindestens eine Wärmeabgabestelle (beispielsweise einer elektrischen Schaltung) zur Aufnahme der Wärme zu kontaktieren.

Vorteilhaft kann so der thermische Anschluss des zu kühlenden Bauteils sichergestellt werden während gleichzeitig die Kühlfähigkeit verbessert werden kann.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Presspassanordnung zum Überführen von Wärme einer elektrischen Schaltung an ein als Kühlkörper ausgebildetes Fügeteil ausgebildet sein und alternativ oder ergänzend kann die Presspassanordnung als mechanisches Haltelement ausgebildet sein.

Die elektrische Schaltung kann eine Vielzahl von elektrischen Bauteilen umfassen, welche im Betrieb Wärme abgeben. Da die elektrischen Bauteile verschiedene

Bauhöhen aufweisen und ergänzend oder alternativ auch verschiedene

Wärmemengen abgeben können, können verschiedene Wärmeabgabestellen angeordnet werden. Dabei kann die Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung eine Wärmeabgabestelle eines elektronischen Bauteils (beispielsweise eines

Leistungstransistors, eines integrierten Schaltkreis oder eines Prozessors) umfassen.

Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung eine Wärmesammelstelle auf einem Schaltungsträger (beispielsweise auf einer Leiterplatte) umfassen. Die Wärmesammelstelle kann (beispielsweise über Kupferflächen oder Leiterbahnen der elektrischen Schaltung) die

Wärme mehrerer Bauteile der elektrischen Schaltung abführen. Dabei können auch die zum Beispiel als Kupferbahnen ausgebildeten Wärmesammelstellen dezentrale wärmeerzeugende Bauteile thermisch verbinden. Von dort aus kann die Wärme dann zentral abgeführt werden.

Die Presspassung kann einen Formschluss und ergänzend oder alternativ einen

Kraftschluss umfassen. Optional kann die Presspassung einen metallischen

Stoffschluss umfassen. Bei einem Kraftschluss können die Fügeteile auch als mechanische Haltelemente wirken. Beispielsweise kann anstelle eines verschraubten

Deckels zum Schießen eines Gehäuses nunmehr ein verpresster Deckel zum Schließen des Gehäuses verwendet werden mit vergleichbaren Haltekräften. Die mechanische

Verbindung kann dabei eine solche Festigkeit bewirken, dass eine Fräsbearbeitung der verbundenen Baugruppe möglich ist.

Vorteilhaft kann so eine Mehrzahl von Wärmequellen (Bauteile einer elektrischen

Schaltung) mit einer Presspassanordnung gekühlt werden.

In anderen Ausführungsbeispielen können die Fügeteile metallisch sein. Optional können die Fügeteile Kupfer, Aluminium oder eine Legierung mit Kupfer und ergänzend oder alternativ Aluminium oder andere Materialien umfassen.

Vorteilhaft kann so die hohe Wärmeleitfähigkeit der Materialen verbunden mit einer mechanischen Plastizität für eine effiziente Wärmebrücke bei guter mechanischer

Festigkeit benutzt werden.

In Ausführungsbeispielen kann das erste Presspassungsprofil kürzer als das zweite

Presspassungsprofil sein. Dabei kann das erste Fügeteil entlang eines Rasters mit der

Periodizität des ersten Presspassungsprofils mit dem zweiten Fügeteil fügbar sein.

Alternativ kann das zweite Presspassungsprofil kürzer als das erste

Presspassungsprofil sein, womit das zweite Fügeteil entlang eines Rasters mit der

Periodizität des ersten Presspassungsprofils mit dem ersten Fügeteil fügbar ist.

Optional kann das erste Fügeteile und das zweite Fügeteile unterschiedliche

Ausdehnungen quer zur Fügrichtung aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann das erste Presspassungsprofil und das zweite Presspassungsprofil unterschiedliche

Ausdehnungen quer zur Fügrichtung aufweisen.

Beispielhaft kann die Ausdehnung eines der Presspassungsprofile des ersten

Presspassungsprofils und des zweiten Presspassungsprofils die Anordnung einer

Mehrzahl von Presspassungsprofilen mit der kleineren Ausdehnung auf dem

Presspassungsprofil mit der größeren Ausdehnung ermöglichen. Optional können dabei Presspassungsprofile mit der kleineren Ausdehnung unmittelbar nebeneinander angeordnet werden.

Weiter kann ergänzend oder alternativ die Ausdehnung eines der Fügeteile des ersten

Fügeteils und des zweiten Fügeteils die Anordnung einer Mehrzahl von Fügeteilen mit der kleineren Ausdehnung auf dem Fügeteil mit der größeren Ausdehnung ermöglichen. Optional können dabei Fügeteile mit kleinerer Ausdehnung unmittelbar nebeneinander platzsparend angeordnet werden.

Vorteilhaft kann so eine feinere Rasterung der Presspassungsprofile erreicht werden unabhängig vom Längenverhältnis der Presspassungsprofile zueinander. Weiter vorteilhat kann so eine Mehrzahl der kleineren Presspassungsprofile oder Fügeteile auf einem größeren Presspassungsprofil oder Fügeteil angeordnet werden.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Bereich der Federn und der Bereich der

Ausnehmungen als Fügestelle ausgebildet sein. Die Fügestelle des ersten Fügeteils kann ein höheres Umformvermögen als die Fügestelle des zweiten Fügeteils aufweisen. Dabei kann die Fügestelle des ersten Fügeteils bezogen auf die Fügestelle des zweiten Fügeteils ein verformbareres Material und alternativ oder ergänzend eine dünnere Bauform und alternativ oder ergänzend eine verformbarere Konstruktion aufweisen.

Das erste Fügeteil mit dem höheren Umformvermögen kann dabei die geometrische einfachere Ausführung von Fügestellen umfassen bezogen auf das zweite Fügeteil.

Beispielsweise können Fügestellen des ersten Fügeteils mit dem höheren

Umformvermögen als Federn ausgebildet sein. Dies kann zum Beispiel in der Form einer geraden Feder senkrecht zu einer Oberfläche des ersten Fügeteils ausgeführt sein.

Das zweite Fügeteil mit dem niedrigeren Umformvermögen kann dabei die geometrische komplexere Ausführung von Fügestellen umfassen bezogen auf die

Fügestellen des ersten Fügeteils und zum Beispiel als schräg stehende Nuten, die ergänzend auch mit verschiedenen Krümmungsradiren gekrümmt sein können, ausgeführt sein.

Verschiedene Materialien oder Stoffe können für die Fügestelle des ersten Fügeteils und die Fügestelle des zweiten Fügeteils zum Einsatz kommen. Entsprechend kann ein

Materialmix bezogen auf die Fügestelle des ersten Fügeteils und die Fügestelle des zweiten Fügeteils vorliegen.

Vorteilhaft können so die Verformbarkeit des ersten Fügeteils und insbesondere deren Fügestellen mit höherem Umformvermögen konstruktiv erleichtert werden ohne auf einen guten Wärmeübergang zwischen den Presspassungsprofilen zu verzichten.

In anderen Ausführungsbeispielen kann das erste Fügeteil als gerade Feder ausgeführt sein. Die Federn können senkrecht zu einer Oberfläche des ersten

Fügeteils ausgeführt sein. Optional sind die Federn in einem Rastermaß von 2,0mm bis 4,5mm, vorzugsweise in einem Rastermaß von 2,5mm ausgeführt.

Das Rastermaß von zumindest von 2,0 bis 4,5mm, vorzugsweise von 2,5mm, wird ermöglicht durch eine Miniaturisierung der Federn, die in diesen Abmessungen als ein Strangpressprofil hergestellt werden können. Sie haben (noch) einen ausreichenden Formschluss sowie eine ausreichende Vorspannung und eine ausreichende Kontaktfläche mit den gegenüberliegenden Nuten nach dem

Einpressen.

Vorteilhaft kann so die Ausdehnung (die Länge) der Periode des ersten Fügeteils weiter reduziert werden.

Ein zweiter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Presspassung mit Hilfe einer Presspassungsanordnung. Diese umfasst ein Bereitstellen eines ersten Fügeteils mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil. Weiter umfasst das Verfahren ein

Bereitstellen eines zweiten Fügeteils mit einem periodischen zweiten

Presspassungsprofil. Dabei ist die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils ein ganzzahliges Vielfaches der Periodizität des ersten Presspassungsprofils unter

Ausschluss der einfachen Periodizität des ersten Presspassungsprofils. Das Verfahren umfasst weiter ein plastisches Einpressen des ersten Presspassungsprofils in das zweite Presspassungsprofil.

Vorteilhaft wird so die Anzahl der Möglichkeiten bei der relativen Positionierung der

Fügeteile verdoppelt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Presspassungsanordnung gemäß eines Referenzbeispiels;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Presspassungsanordnung gemäß eines ersten Aspekts;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Presspassungsanordnung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Presspassungsanordnung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Presspassungsanordnung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Presspassungsanordnung gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Presspassungsanordnung gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels; und

Fig.8 eine schematische Darstellung eines erfinderischen Presspassverfahrens gemäß eines zweiten Aspekts.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen

Presspassungsanordnung 100 gemäß eines Referenzbeispiels. Diese umfasst ein erstes Fügeteil 110, das Pressfedern 120 umfasst zum Eingriff und zur Verpressung mit

Pressnuten 130 im zweiten Fügeteil 170. Die Federn (Pressfedern) 120 sind dabei abweichend von der Fügerichtung 160 der Pressung in einem gewissen Winkel zur

Fügerichtung 160 angeordnet. Die Nuten (Pressnuten) 130 sind im korrespondierenden Winkel zur Fügerichtung 160 angeordnet. Weiter umfasst das erste Fügeteil 110 Pressdome 140, die gegen die dem ersten Fügeteil 110 zugewandte

Kante des zweiten Fügeteils 170 pressen oder pressbar sind. Dabei sind die Federn 120 periodisch angeordnet, sodass sich ihre Ausformung in gewissen Abständen wiederholt. Entsprechend sind die Nuten mit der gleichen Periode so angeordnet, sodass beim Einpressen des ersten Fügeteils 110 in das zweite Fügeteil 170 die Federn 120 sich passend in die Nuten 130 einfügen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 200 gemäß eines ersten Aspekts. 1. Die

Presspassungsanordnung 200 umfasst ein erstes Fügeteil 210 mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil 250. Das periodische erste Presspassungsprofil 250 wird durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Fügeelementen der Fügestelle gebildet, die zum Beispiel als Federn ausgestaltet sein können. Ein zweites Fügeteil 270 umfasst ein periodisch zweites Presspassungsprofil 290. Dieses wird ebenfalls durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Fügeelementen der Fügestelle gebildet, die zum Beispiel als Nuten ausgestaltet sein können. Die miteinander gefügten oder fügbaren Fügeteile 210, 270 sind durch plastisches Einpressen des ersten Presspassungsprofils 250 in das zweite Presspassungsprofil 290 gefügt oder fügbar. Dazu werden das erste Fügeteil 210 und das zweite Fügeteil 270 in

Fügerichtung 260 aufeinander zu bewegt. Die Periodizität des zweiten

Presspassungsprofils 290 entspricht einem ganzzahligen Vielfachen der Periodizität des ersten Presspassungsprofils 250, allerdings unter Ausschluss der einfachen

Periodizität des ersten Presspassungsprofils 250. Optional umfasst die zweite geometrische Ausgestaltung einen Hintergriff (nicht gezeigt).

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 300 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Beim ersten

Fügeteil 310 ist das erste periodische Presspassungsprofil 350 als eine Mehrzahl von gleichen ersten Fügeelementen ausgebildet, die als Federn 320 ausgebildet sind.

Diese bilden eine erste geometrische Ausgestaltung. Beim zweiten Fügeteil 370 ist das zweite periodische Presspassungsprofil 390 als eine Mehrzahl von gleichen zweiten

Fügeelementen ausgebildet, die als Nuten 375, 380 ausgebildet sind. Diese bilden eine zweite geometrische Ausgestaltung. Die erste geometrische Ausgestaltung (Federn 320) unterscheidet sich von der zweiten geometrischen Ausgestaltung (Nuten 375, 380). Die erste geometrische Ausgestaltung (Federn 320) nimmt beim plastischen Einpressen zumindest zum Teil die zweite geometrische Ausgestaltung (Nuten 375, 380) an.

Die Federn 320 weisen eine gradlinige Erstreckung auf. Im Gegensatz dazu weisen die

Nuten 375, 380 eine von der gradlinigen Erstreckung abweichende Erstreckung abweichend von der Fügerichtung auf. Nebeneinander angeordnete Nuten 375, 380 weisen zumindest abschnittsweise (nicht gezeigt) alternierend einen einander zugewendeten Verlauf auf und zumindest abschnittsweise (nicht gezeigt) einen einander abgewendeten Verlauf auf. Das erste periodische Presspassungsprofil 350 und das zweite periodische Presspassungsprofil 390 können korrespondierende

Abschnitte aufweisen, die an den jeweils räumlich gleichen Positionen der

Presspassungsprofile 350, 390 angeordnet sind, sodass sie beim Fügen in

Fügerichtung 360 ineinander treffen. Optional können die Presspassungsprofile 350, 390 auch zwei oder mehrere voneinander abweichende Verläufe aufweisen, die beim

Fügen in Fügerichtung 360 ineinander treffen.

Die Federn 320 sind parallel nebeneinander angeordnet und weisen eine identische

Länge auf, die sich parallel zur Fügerichtung 360 erstreckt. Die Nuten 375, 380 sind parallel nebeneinander angeordnet und erstrecken sich parallel zur Fügerichtung 360.

Sie weisen ebenfalls eine identische Tiefe auf. Federn 320 und Nuten 375, 380 sind korrespondierend zueinander angeordnet, sodass sie beim Fügen in Fügerichtung 360 ineinander treffen.

Die Nuten 375, 380 weisen zumindest teilweise einen mehrfach abgewinkelten

Verlauf auf. Dabei weist der Verlauf der Nuten Teilabschnitte mit verschiedenen

Neigungswinkeln bezogen auf die Fügerichtung 360 auf. Der Teilabschnitt am Nutende weist dabei einen Verlauf parallel zur Fügerichtung 360 auf.

Ein erstes Presspassungsprofil 345 weist zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Flanken parallel zu einer Fügerichtung 360 des Einpressens auf. Dabei weist das erste Presspassungsprofil 345 zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Federn 320 parallel zur Fügerichtung auf. Das zweite Presspassungsprofil 385 weist Flanken mit unterschiedlichen Winkeln zur Fügerichtung 360 des

Einpressens auf. Weiter weist das zweite Presspassungsprofil 385 zumindest teilweise ein V-förmiges, konvergierendes oder divergierendes Nutprofil auf. Dabei weist das zweite Presspassungsprofil 385 Nuten mit mindestens zwei verschiedenen

Nutwinkeln auf. Das erste Presspassungsprofil 345 weist Auskragungen auf (nicht gezeigt), die sich in der Fügerichtung 360 erstrecken und ergänzend oder alternativ in eine Richtung, die zwischen den zwei verschiedenen Nutwinkeln liegt.

Weiter ist das zweite Presspassungsprofil 385 komplexer als das erste

Presspassungsprofil 345. Während die Anordnung der identischen Federn 320 nebeneinander eine relativ geringe Komplexität (wenig ausgeprägte Konturierung) aufweist, weist dem gegenüber die alternierende Anordnung der nicht gradlinigen

Nuten 375, 380 eine erheblich höhere Komplexität (ausgeprägte Konturierung) auf.

Die Periodizität 390 des zweiten Presspassungsprofils ist doppelt so groß wie die

Periodizität 350 des ersten Presspassungsprofils. Dies ist mit den unterschiedlichen

Pfeillängen 350 und 390 angedeutet.

Das erste Fügeteile 310 ist mit geraden Federn 320 ausgeführt. Die Federn 320 sind senkrecht zu einer Oberfläche des ersten Fügeteils 310 ausgeführt, wobei die Federn 320 parallel zu einer Oberfläche des Fügeteils 310 ausgeführt sind. Die Federn 320 können in einem Rastermaf von 2,0 bis 4,5mm, vorzugsweise von 2,5mm, ausgeführt sein.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 400 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Dabei weist das erste Fügeteil 410 einen Kühlkörper auf (nicht gezeigt). Dieser kann Kühlrippen (nicht gezeigt) aufweisen zur Abgabe von Wärme an Luft. Der Kühlkörper kann alternativ oder ergänzend Wärme an ein flüssiges Kühlmittel in einem Kühlkreislauf (nicht gezeigt) abgeben. Zwei zweite Fügeteile 470 sind als Wärmetransportmodule ausgebildet. Die Wärmetransportmodule kontaktieren an ihrer dem ersten Fügeteil 410 entgegengesetzten Oberfläche zu kühlende Bauelemente (nicht gezeigt). An der dem ersten Fügeteil 410 zugewandten Oberfläche weisen die Wärmetransportmodule ein zweites periodisches Presspassungsprofil 440 auf. Dieses kann als eine Mehrzahl von Nuten ausgebildet sein. Die den Wärmetransportmodulen zugewandte

Oberfläche des ersten Fügeteils 410 weist ein erstes Presspassungsprofil 450 auf. Dies kann als eine Mehrzahl von Federn ausgebildet sein. Zur Ermôglichung der Fügbarkeit sind Nuten und Federn korrespondierend zueinander angeordnet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 500 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. Dabei ist die

Presspassanordnung 500 zum Überführen von Wärme einer elektrischen Schaltung 540 ausgebildet. Diese umfasst zu kühlende Bauteile 540, bei denen die überschüssige Wärme mit einem als Wärmetransportmodul ausgebildeten zweiten

Fügeteil 570 abgeführt wird. Dabei werden in Fig. 5 zwei zu kühlende Bauteile 540 mit einem jeweils zugehörigen Teilwärmetransportmodul 560 des

Wärmetransportmoduls 570 gezeigt. Die elektrische Schaltung 540 umfasst weiterhin eine Leiterplatte 540 mit elektrischen Verbindungen, auf der die zwei zu kühlenden

Bauteile 540 angeordnet sind. Weiter zeigt Fig. 5 das zweite Fügeteil 570 mit dem zugehörigen periodischen zweiten Presspassungsprofil 590, an das die

Teilwärmetransportmodule 560 die überschüssige Wärme ableiten. Schließlich sind noch das erste Fügeteil 510 mit dem zugehörigen periodischen ersten

Presspassungsprofil 550 gezeigt zur Aufnahme der überschüssigen Wärme sowie die

Fügerichtung 560.

Die Fügeteile 510 und 570 sind metallischer Natur. Sie können aus Kupfer, Aluminium, oder eine Legierung mit Kupfer und ergänzend oder alternativ Aluminium umfassen.

Die Fügeteile 510 und 570 können voneinander abweichende Materialien umfassen.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 600 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. Dabei ist das erste Presspassungsprofil 650 kürzer ausgeführt als das zweite

Presspassungsprofil 690. Entsprechend kann das erste Fügeteil 610 entlang eines

Rasters 615 mit der Periodizität 660 des ersten Presspassungsprofils 650 mit dem zweiten Fügeteil 670 gefügt werden. Alternativ kann das zweite Presspassungsprofil 690 kürzer als das erste Presspassungsprofil 650 ausgeführt sein (nicht gezeigt), womit das zweite Fügeteil 670 entlang des Rasters 615 mit der Periodizität 660 des ersten Presspassungsprofils 650 mit dem ersten Fügeteil 610 fügbar ist. Optional weisen das erste Fügeteile 610 und das zweite Fügeteile 670 unterschiedliche

Ausdehnungen quer zur Fügrichtung 680 auf. Ergänzend oder alternativ weisen das erste Presspassungsprofil 650 und das zweite Presspassungsprofil 690 unterschiedliche Ausdehnungen quer zur Fügrichtung 670 auf.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 700 gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels. Dabei ist der Bereich der Federn 720 und der Bereich der Ausnehmungen 775, 780 als

Fügestelle ausgebildet. Die Fügestelle des ersten Fügeteils 710 weist ein höheres

Umformvermögen als die Fügestelle des zweiten Fügeteils 770 auf. Die Fügestelle des ersten Fügeteils 710 weist bezogen auf die Fügestelle des zweiten Fügeteils 770 ein verformbareres Material auf und alternativ oder ergänzend eine dünnere Bauform und alternativ oder ergänzend eine verformbarere Konstruktion. Entsprechend werden beim Fügen im Wesentlichen die Federn 720 verformt, sodass neben der durch das Pressen verursachten Verformung ergänzend eine Verformung durch die

Ausgestaltung der Nuten 775, 780 erfolgt. Im gefügten Zustand weisen das erste

Presspassungsprofil 750 und das zweite Presspassungsprofil 790 in ihren jeweiligen

Konturen einen korrespondierenden Verlauf 730 auf. Dieser ist in Fig. 7 als eine Linie dargestellt. Optional können durch verkürzte Federn am Nutengrund oder andere

Abweichungen der Konturen Freiräume bleiben (nicht gezeigt), wie oben ausgeführt ist.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer erfinderischen

Presspassungsanordnung 800 gemäß eines zweiten Aspekts. Dabei umfasst das

Verfahren 800 zur Herstellung einer Presspassung mit Hilfe einer

Presspassungsanordnung folgende Schritte: Ein Bereitstellen 810 eines ersten

Fügeteils mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil. Weiter umfasst das

Verfahren ein Bereitstellen 820 eines zweiten Fügeteils mit einem periodischen zweiten Presspassungsprofil, wobei die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils ein ganzzahliges Vielfaches der Periodizität des ersten Presspassungsprofils ist unter

Ausschluss der einfachen Periodizität des ersten Presspassungsprofils. Schließlich umfasst das Verfahren ein Einpressen 830 des ersten Presspassungsprofils in das zweite Presspassungsprofil.

Mit anderen Worten kann die Erfindung auch wie folgt beschrieben werden:

Ausgangspunkt ist eine Presspassungsanordnung 100 (auch Pressfit Verbindung genannt), die aus einem ersten Fügeteil 110 und einem zweiten Fügeteil 170 besteht.

Beide Fügeteile 110, 170 werden ineinander gepresst analog einer Nut und Feder (auch als Pressfedern oder Stift bezeichnet) Verbindung. Je nach Ausgestaltung und

Anwendungsfall wird eine wirksame thermische Verbindung in Verbindung mit einer stabilen mechanischen Verbindung der Fügeteile 110, 170 (auch Festsitz genannt) über eine Übermaßpressung und alternativ oder ergänzend eine Übermaßpressung mit Pressdomen 140 (auch Erhebungen genannt) und alternativ oder ergänzend mittels Formschluss (Hintergriff) realisiert. Der Formschluss kann dabei einen

Hintergriff umfassen, bei dem durch eine in Fügerichtung überlappende konstruktive

Ausgestaltung der Fügestellen ein Lösen der Presspassungsanordnung 100 verhindert wird.

Erfinderisch wird die Realisierung eines möglichst kleinen Rastermaßes einer

Presspassungsanordnung 300 (Pressfit Verbindung) für eine flexible Befestigung des ersten Fügeteils 310 mit dem zweiten Fügeteil 370 der Presspassungsanordnung 300 erreicht. Dabei wird ein kleineres Rastermaß als bekannt erreicht.

Dies geschieht dadurch, dass alle Federn 320 und deren Abstände zueinander identisch gleich sind. Weiter nimmt die Erstreckung der Federn 320 des ersten

Fügeteils 310 gegenüber den Nuten 375, 380 des zweiten Fügeteils 370 einen zueinander abweichenden Verlauf ein. Die Federn 320 weisen dazu insbesondere eine geradlinige Erstreckung und einen gradlinigen Verlauf auf (gerade Federn 320, die in _Fügerichtung ausgerichtet sind), während die Nuten 375, 380 einen verzweigten

Verlauf aufweisen, insbesondere einen einfachen und ergänzend oder alternativ einen mehrfach abgewinkelten Verlauf. Weiter weisen zwei Nuten 375, 380 einen zueinander zugeneigten und alternativ einen zueinander abwendenden Verlauf auf.

Dadurch wird bei den Federn 320 beim Einpressen eine starke plastische Umformung hervorgerufen.

Durch Verwendung der identisch ausgeführten und ausgerichteten Federn 320 in

Verbindung mit dem abweichenden und varianten Verlauf der Nuten 375, 380 kann ein Rastermaß des ersten Fügeteils 310 zu dem zweiten Fügeteil 370 halbiert werden. Zum Beispiel kann das Rastermaß von 5mm auf 2,5mm reduziert werden.

Dadurch ist auch das Gesamtrastermaß halbiert.

Beispielsweise ist eine Abgrenzung zum Stand der Technik darin gezeigt, - dass die Pressfedern (Federn) 320 omni-kompatibel zu den Nuten 375/380 sind und - dass die Nuten 375/380 zueinander und zu den Pressfedern (Federn) 320 anders geformt sind.

Mit anderen Worten kann mindestens eine Nutengruppe 375/380 mit einer untereinander gleichen ersten Formgebung und Ausrichtung gegenüber wenigstens einer weiteren Nutengruppe 380/375 mit einer untereinander gleichen aber zur ersten Nutengruppe 375/380 unterschiedlichen Formgebung und ergänzender oder alternativer Ausrichtung existiert,

- wobei die beiden Nutengruppen 375/380 in ihrer Formgebung und

Ausrichtung unterschiedlich zu den Pressfedern (Federn) 320 sind, die wiederum vorzugsweise zueinander gleichgeformt sind.

Omnikompatibilität ist dabei als Vielfachkompatibilität zu verstehen. So können sich die identischen Pressfedern (Federn) 320 des ersten Fügeteils in verschieden ausgeformte Nuten 375/380 des zweiten Fügeteils einpressen, zum Beispiel in eine linksschwenkende Nut 375 oder in eine rechtschwenkende Nut 380.

Bezugszeichen 100 Bekannte Presspassungsanordnung 110 Erstes Fügeteil 120 Pressfeder /Feder 130 Pressnuten 140 Pressdome 150 Periodisches erstes/zweites Presspassungsprofil 160 Fügerichtung 170 Zweites Fügeteil 200 Presspassungsanordnung 210 Erstes Fügeteil 250 periodisches erstes Presspassungsprofil 260 Fügerichtung 270 Zweites Fügeteil 290 Periodisches zweites Presspassungsprofil 300 Presspassungsanordnung 310 Erstes Fügeteil 320 Pressfedern erstes Fügeteil 345 Erstes Presspassungsprofil 350 Periodizität erstes Presspassungsprofil 360 Fügerichtung 370 Zweites Fügeteil 375 Pressnuten zweites Fügeteil 1. Ausprägung 380 Pressnuten zweites Fügeteil 2. Ausprägung 385 Zweites Presspassungsprofil 390 Periodizität zweites Presspassungsprofil 400 Presspassungsanordnung 410 Erstes Fügeteil 440 Zweites periodisches Presspassungsprofil mit Nuten 450 Erstes periodisches Presspassungsprofil mit Kühlrippen 470 Zweites Fügeteil, hier Wärmetransportmodul 500 Presspassungsanordnung 510 Erstes Fügeteil 540 elektrische Schaltung mit Bauteilen 550 periodisches erstes Presspassungsprofil 560 Teilwärmetransportmodul 570 Zweites Fügeteil, als Wärmetransportmodul ausgebildet 580 Fügerichtung 590 Periodisches zweites Presspassungsprofil

600 Presspassungsanordnung 610 Erstes Fügeteil 615 Raster mit Periodizität des ersten Presspassungsprofils 650 Erstes Presspassungsprofil 660 Periodizität erstes Presspassungsprofil

670 Zweites Fügeteil 680 Fügerichtung 690 Zweites Presspassungsprofil 700 Presspassungsanordnung

710 Erstes Fügeteil 720 Pressfedern erstes Fügeteil, gefügter Zustand 730 Korrespondierende Kontur der Fügestellen 750 Erstes Presspassungsprofil, gefügter Zustand 770 Zweites Fügeteil

775 Pressnuten zweites Fügeteil 1. Ausprägung 780 Pressnuten zweites Fügeteil 2. Ausprägung 790 Zweites Presspassungsprofil 800 Verfahren 810 Bereitstellen eines ersten Fügeteil

820 Bereitstellen eines zweiten Fügeteil 830 Einpressen

Claims (15)

Ansprüche

1. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700), umfassend: ein erstes Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) und ein zweites Fügeteil (270, 370, 470, 570, 670, 770) mit einem periodischen zweiten Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790), wobei die Fügeteile gefügt oder fügbar sind durch plastisches Einpressen des ersten Presspassungsprofils (250, 345, 550, 650, 750) in das zweite Presspassungsprofil (290, 390, 590, 690, 790), dadurch gekennzeichnet, dass die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils (290) ein ganzzahliges Vielfaches der Periodizität des ersten Presspassungsprofils (250) ist unter Ausschluss der einfachen Periodizität des ersten Presspassungsprofils (250).

2. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach Anspruch 1, wobei das erste periodische Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) als eine Mehrzahl von Federn (320, 720) in einer ersten geometrischen Ausgestaltung ausgeformt ist, und wobei das zweite periodische Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790) als eine Mehrzahl von Ausnehmungen, insbesondere Nuten, (375, 380, 775, 780) in zumindest einer zweiten geometrischen Ausgestaltung ausgeformt ist, wobei sich die erste geometrische Ausgestaltung von der zumindest zweiten geometrischen Ausgestaltung unterscheidet, wobei die Federn (320, 720) durch das plastische Einpressen zumindest zum Teil die zweite geometrische Ausgestaltung annehmen, optional wobei die zweite geometrische Ausgestaltung einen Hintergriff umfasst.

3. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Federn (320, 720) eine gradlinige Erstreckung aufweisen und wobei die Nuten (375, 380, 775, 780) eine von der gradlinigen Erstreckung abweichende Erstreckung aufweisen, optional wobei nebeneinander angeordnete Nuten (375, 380, 775, 780) zumindest abschnittsweise einen einander zugewendeten Verlauf aufweisen oder wobei nebeneinander angeordnete Nuten (375, 380, 775, 780) zumindest abschnittsweise einen einander abgewendeten Verlauf aufweisen.

4. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach Anspruch 1 bis 3, wobei die Federn (320, 720) eine gleiche Länge haben und/oder wobei die Nuten (375, 380, 775, 780) eine gleiche Tiefe haben.

5. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Ausnehmungen, insbesondere die Nuten, (375, 380, 775, 780) zumindest teilweise einen mehrfach abgewinkelten Verlauf aufweisen.

6. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach Anspruch 1 bis 5, wobei das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Flanken parallel zu einer Fügerichtung (260, 360, 580, 680) des Einpressens aufweist, optional wobei das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) zumindest teilweise sich gradlinig erstreckende Federn (320, 720) parallel zur Fügerichtung (260, 360, 580, 680) aufweist, und/oder wobei das zweite Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790) Flanken mit unterschiedlichen Winkeln zur Fügerichtung (260, 360, 580, 680) des Einpressens aufweist, optional wobei das zweite Presspassungsprofil (290, 390, 590, 690, 790) zumindest teilweise ein V-förmiges, konvergierendes oder divergierendes Nutprofil aufweist, und/oder wobei das zweite Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790) Nuten mit mindestens zwei verschiedenen Nutwinkeln aufweist und das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) Auskragungen aufweist, die sich in der Fügerichtung (260, 360, 580, 680) erstrecken und/oder in eine Richtung, die zwischen den zwei verschiedenen Nutwinkel liegt.

7. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach Anspruch 1 bis 6, wobei das zweite Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790) eine ausgeprägtere Konturierung aufweist als das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) ist.

8. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Periodizität (390) des zweiten Presspassungsprofils doppelt so groß ist wie die Periodizität (350) des ersten Presspassungsprofils.

9. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) und/oder das zweite Fügeteil (270, 370, 470, 570, 670, 770) einen Kühlkörper (440), optional Kühlrippen (450) zur Abgabe von Wärme an Luft, umfasst oder ist, und/oder wobei das erste Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) und/oder das zweite Fügeteil (270, 370, 470, 570, 670, 770) ein Wärmetransportmodul, optional einen

Wärmeverteiler zur Aufnahme von Wärme von einem elektrischen Bauteil, umfasst oder ist.

10. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Presspassanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) zum Überführen von Wärme einer elektrischen Schaltung (540) ein als Kühlkörper ausgebildetes Fügeteil ist und/oder wobei die Presspassanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) als mechanisches Haltelement ausgebildet ist.

11. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Fügeteile metallisch sind, optional wobei die Fügeteile Kupfer, Aluminium oder eine Legierung mit Kupfer und/oder Aluminium als Material umfassen und/oder wobei das Material der ersten Fügestelle und der zweiten Fügestelle voneinander abweichen.

12. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) kürzer als das zweite Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) ist, womit das erste Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) entlang eines Rasters (615) mit der Periodizität (660) des ersten Presspassungsprofils (250, 345, 550, 650, 750) mit dem zweiten Fügeteil (270, 370, 470, 570, 670, 770) fügbar ist, oder wobei das zweite Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790) kürzer als das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) ist, womit das zweite Fügeteil (670) entlang eines Rasters mit der Periodizität (660) des ersten Presspassungsprofils (650) mit dem ersten Fügeteil (610) fügbar ist, optional wobei das erste Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) und das zweite Fügeteil (270, 370, 470, 570, 670, 770) unterschiedliche Ausdehnungen quer zur Fügrichtung (260, 360, 580, 680) aufweisen; und/oder wobei das erste Presspassungsprofil (250, 345, 550, 650, 750) und das zweite Presspassungsprofil (290, 385, 590, 690, 790) unterschiedliche Ausdehnungen quer zur Fügrichtung (260, 360, 580, 680) aufweisen.

13. Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Bereich der Federn und der Bereich der Ausnehmungen als Fügestelle ausgebildet ist, wobei die Fügestelle des ersten Fügeteils (210, 310, 410, 510, 610, 710) ein hôheres Umformvermôgen als die Fügestelle des zweiten Fügeteils (270, 370, 470, 570, 670, 770) aufweist,

wobei die Fügestelle des ersten Fügeteils (210, 310, 410, 510, 610, 710) bezogen auf die Fügestelle des zweiten Fügeteils (270, 370, 470, 570, 670, 770) ein verformbareres Material und/oder eine dünnere Bauform und/oder eine verformbarere Konstruktion aufweisen.

14. _ Presspassungsanordnung (200, 300, 400, 500, 600, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das erste Fügeteil (210, 310, 410, 510, 610, 710) mit geraden Federn (320, 720) ausgeführt ist, wobei die Federn (320, 720) senkrecht zu einer Oberfläche des ersten Fügeteils (310) ausgeführt sind, optional wobei die Federn (320, 720) in einem Rastermaf von 2,0 bis 4,5 mm, vorzugsweise von 2,5mm, ausgeführt sind.

15. Verfahren (800) zur Herstellung einer Presspassung mit Hilfe einer Presspassungsanordnung, umfassend: Bereitstellen (810) eines ersten Fügeteils mit einem periodischen ersten Presspassungsprofil, Bereitstellen (820) eines zweiten Fügeteils mit einem periodischen zweiten Presspassungsprofil, wobei die Periodizität des zweiten Presspassungsprofils ein ganzzahliges Vielfaches der Periodizität des ersten Presspassungsprofils ist unter Ausschluss der einfachen Periodizität des ersten Presspassungsprofils, und Einpressen (830) des ersten Presspassungsprofils in das zweite Presspassungsprofil.