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15 -16 2023 Elektronik 25 Gehäuse KühltechniK einer thermischen Simulation den optimalen Kühlkörper berechnen sondern diesen auch kostengünstig und kurzfristig liefern konnte Die Vorgaben seitens Schäfer waren überschaubar Der fragliche Kühlkörper musste die passende Größe besitzen und gleichzeitig auf einem Standard basieren der durch einfache Modifikationen an das jeweilige Gerät angepasst werden konnte – ohne eigens ein neues Werkzeug bauen zu müssen Diese Anforderungen flossen zusammen mit den thermodynamischen Rahmenbedingungen des Systems in die thermische Simulation ein Dazu zählten das Design und die zu erwartende Wärmeentwicklung des elektronischen Bauelements an dem die Verlustleistung auftritt Auch die Größe des vorhandenen Bauraums sowie die für einen sicheren Betrieb maximal zulässige Oberflächentemperatur des Bauteils wurden als Simulationsparameter berücksichtigt Auf diese Weise ließen sich thermische Probleme frühzeitig erkennen sowie mehrere Prototypenund Versuchsdurchläufe während der Entwicklungsphase einsparen Gleichzeitig trug die Optimierung des Kühlkörperdesigns mithilfe der thermischen Simulation zu einer Einsparung von Kühlkörpermaterial und -gewicht bei Ein Profil – zwölf verschiedene Kühlkörper Das Ergebnis war ein schwarz eloxierter Profilkühlkörper aus einer Aluminiumstrangguss-Legierung AlMgSi mit einer Bodenstärke von zehn Millimetern einer Rippenhöhe von 40 Millimetern und einem Rippenabstand von zehn Millimetern Je nach Gerät in dem der Kühlkörper zum Einsatz kommt variieren Länge und Breite des Kühlkörpers sowie die mechanische Bearbeitung der Bodenplatte nach Zeichnungsvorgabe Die gängigste Kühlkörpergröße von der Schäfer pro Jahr zwischen 150 bis 250 Stück in den unterschiedlichsten Geräten verbaut misst 300 mm in der Breite und 224 mm in der Länge Ein solcher extrudierter Kühlkörper kühlt auch die Elektronik eines 1-kW-DC DC-Wandlers den Schäfer für den fahrenden Betrieb bei Umgebungstemperaturen von -40 °Cbis 75 °Ckonzipierte Bild 1 Der rüttelfeste Wandler der auch unter extremen Bedingungen sicher und zuverlässig funktioniert sorgt unter anderem in der Schweizer Zahnradbahn zum Jungfraujoch dem höchstgelegenen Bahnhof Europas für eine sichere Stromversorgung Wie alle Stromversorgungen auf Zügen muss das Gerät hohe Anforderungen hinsichtlich Langlebigkeit mechanischer Robustheit beziehungsweise Rüttelfestigkeit und Zuverlässigkeit erfüllen Es wurde daher so ausgelegt dass es ohne Lüfter in einer erhöhten Umgebungstemperatur nahezu wartungsfrei betrieben werden kann Der Wandler selbst ist in einem 19-Zoll-Einschubgehäuse mit der Schutzart IP20 untergebracht und wie alle Geräte standardmäßig mit elektronischer Strombegrenzung Überspannungsschutz und Dauer-Kurzschlussfestigkeit ausgelegt Bild 2 Alternativ kann der Wandler auch für die Chassisoder Wandmontage konzipiert werden Darüber hinaus verfügt er über optionale Erweiterungen für Programmierung und Überwachung Der Kühlkörper mit einem Wärmewiderstand Rth von 0 35 K Wbildet die linke Seite des Wandlergehäuses und ist über Schraubbolzen direkt an der Leiterplatte befestigt Mehr als nur spezielle Kühllösungen Der Kühlkörperspezialist setzt aber nicht nur Auslegung Fertigung Oberflächenveredlung und Bearbeitung der Profilkühlkörper für Schäfer um Sie übernehmen auch die gesamte logistische Abwicklung inklusive Lagerhaltung und liefern nur die jeweils benötigten Stückzahlen just in time aus Grundlage für diesen individuellen Logistikservice sind optimierte Lieferketten und ein unterbrechungsfreier Warenfluss Um dies zu gewährleisten nutzt CTX sämtliche Transportmöglichkeiten betreibt am Standort in Nettetal ein großes Reservelager und beliefert Konsignationsund Sicherheitslager Überdies bietet das Unternehmen seinen Kunden die Nutzung und Pflege ihrer Logistikportale sowie die Integration in deren Kanban-Systeme an kv Bild 2 Der DC DC-Wandler ist in einem 19-Zoll-Einschubgehäuse mit der Schutzart IP20 untergebracht – wobei der Kühlkörper die linke Gehäuseseite bildet Bild Schäfer Elektronik thomas Windeck ist Leiter Vertrieb bei CTX Thermal Solutions