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Passive Kühlung über Kühlrippen am Gehäuse

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Autor
Beitrag
TilRoquette
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 12. Mrz 2003, 10:08
Eine vielleicht ungewöhnliche Frage:

Ich habe ein Patentproblem. Jemand hat ein Patent im PC-Bereich angemeldet auf eine Technik, die im HiFi-Bereich gang und gäbe ist : Kühlung von Elektrokomponenten durch Wärme-Ableitung über Heatpipes auf ins Gehäuse integrierte Kühlrippen.

Meines Erachtens ist dieses Patent nicht anmeldefähig: um ein Patent zu bekommen, muss die Technik "neu" sein (statt Übertragung aus Hifi- in PC-Bereich).

Jetzt meine Fragen:

1. Stimmt es, dass die o.g. Kühltechnik im HiFi-Bereich bereits seit vielen Jahren Anwendung findet?
2. Gibt es technische Beschreibung (Buch, White Papers, etc.) dieser angewendeten Kühltechnik im HiFi-Bereich, die älter ist als Juli 2001?
3. In welchen Foren sollte ich diese Frage noch posten?

Gruß, Til
cr
Moderator
#2 erstellt: 12. Mrz 2003, 10:14
Gibts meines Wissens auch für Lautsprecher (Spule schwimmt in zugleich dämpfender Flüssigkeit, die die Wärme nach außen transportiert) - Magnat??
Edede
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 12. Mrz 2003, 10:35
Es gibt in der HiFi-Technik tatsächlich seit über 20 Jahren Haedpipes. Allerdings ist mir dies Verfahren nicht mit ins Gehäuse integrierten Haedpipe-Kühlkörpern bekannt. Die Kühlkörper der Headpipe`s sind meist im Gerät, mit Luftschlitzen im Boden und Deckel, angebracht. Da die Haedpipe-Technik in den HiFi-Geräten bisher recht häßlich und mechanisch empfindlich ist (dünne Kühlbleche, rel. dünne Metall-Rohre zur Leitung der Kühlflüssigkeit), benötigt sie den Schutz des Gehäuses. Sollte jetzt jemand den Kühlkörper ins Gehäuse (das Gehäuse als Kühlkörperbestandteil) und flexible Zuleitungen verwenden, könnte schon einiges daran Patentwürdig sein. Er hat dann halt nicht das Prinzip sondern die Ausführung angemeldet. Außerdem ist er ja allein ab Anmeldedatum schon für längere Zeit geschützt, die Patentämter sind ja sehr langsam, bei der Schnellebigkeit in der Komputertechnik hilft ihm das sicher erstmal weiter in den Markt zu kommen. In dem Fall hätte allerdings wahrscheinlich ein billigerer Gebrauchsmusterschutz erstmal gereicht. (sogenanntes "kleines Patent" ). Bist Du wirklich sicher das sein Verfahren auf 100%ig der gleichen Technik wie bei den "HiFi"-Haedpipes beruht?


[Beitrag von Edede am 12. Mrz 2003, 12:28 bearbeitet]
Icarus
Stammgast
#4 erstellt: 12. Mrz 2003, 10:59
Hallo Til,

>> eine Technik, die im HiFi-Bereich gang und gäbe ist : Kühlung von Elektrokomponenten durch Wärme-Ableitung über Heatpipes auf ins Gehäuse integrierte Kühlrippen.

Heatpipes in der Hifi-Technik? Ist mir ja völlig neu. Aber auch ich lerne nie aus...

Welche Geräte setzen denn sowas ein?

Gruß,
Icarus
Edede
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 12. Mrz 2003, 12:20
Das gabs vor etlichen Jahren recht häufig, auch bei den Japanern. Namendlich ist mir die Endstufe von Revox B 242 im Kopf. War ziemlich pfiffig und benötigte, bei der gebotenen hohen Ausgangsleistung, relativ wenig Platz. Zusätzlich war/ist bei der Revox ein temperaturgesteuerter Lüfter eingebaut (ähnlich T&A, aber größer und nicht hörbar). Wenn ich mich nicht irre wird diese Technik auch heute noch in einigen (exotischen) High-End Geräten eingesetzt (die Namen sind mir entfallen).


[Beitrag von Edede am 12. Mrz 2003, 12:29 bearbeitet]
Icarus
Stammgast
#6 erstellt: 12. Mrz 2003, 12:31
Hallo Edede,

sehr interessant! Ich wundere mich sowieso, warum Heatpipes nicht sehr viel öfter eingesetzt werden, speziell bei PC's. Ist wahrscheinlich eine Preisfrage

Bei konventionellen Hifi-Verstärkern dürfte dieses Konzept nicht 100%ig einsichtig sein. Eine Heatpipe hat ja lediglich die Eigenschaft eines sehr schnellen und hohen Wärmetransports von der Wärmequelle hin zu einem Kühler. Der Einsatz einer solchen Technik scheint daher nur in solchen Fällen sinnvoll zu sein, in denen auf sehr kleinem Raum sehr starke Wärmequellen verteilt sind - z.B. bei Hochleistungverstärkern in der PA-Technik, die vielleicht noch übereinander in einem Rack montiert sind.

Gruß,
Icarus
Meiler
Stammgast
#7 erstellt: 12. Mrz 2003, 12:36
Heatpipes gabe es früher schon bei vielen geräten von technics. Vorteil: Kleine Bauform, kostengünstiger als massive Teile aus aluminium. Wer postet als erster die frage, was besser klingt :-)

Gruss
Meiler
Icarus
Stammgast
#8 erstellt: 12. Mrz 2003, 12:40
Hallo Meiler,

>>Vorteil: Kleine Bauform, kostengünstiger als massive Teile aus aluminium.

Wieso solltest Du beim Einsatz von Heatpipes massive Aluminiumkühler sparen? Die durch einen Kühler zu senkende Temperatur bleibt identisch; lediglich die POSITION des Kühlers kann geändert werden.

Gruß,
Icarus
Edede
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 12. Mrz 2003, 13:28
Icarus, Als Kühlkorper waren auf so eine Headpipe am Ende der Pipe nur eine Ansammlung hauchdünner Alluminiumscheiben befestigt. Ein "Hochleistungsverstärker" ist es ja aus Sicht der Kühlung auch schon wenn auf sehr geringem Raum viel Wärme abtransportiert werden soll. Die Japse hatten in der Beziehung damals sehr flache Geräte mit, für die Größe, sehr viel Leistung. Die Revox-Endstufe war/ist ein Hochleistungsverstärker der im privaten sowie professionellem Bereich eingesetzt wurde. Bestimmt nicht klein, aber dicke Trafos, 4 kolabüchsengroße Elkos, fette, massive Stromschienen usw., benötigen auch in einer großen Kiste viel Platz. Konventionell hätten dort beide Seiten mit riesigen, gefrästen Kühlkörpern behängt sein müssen. Drin war aber kaum fingerbreit Platz. Anscheinend funktioniert bei einer Headpipe der Wärmeabtransport zum Kühlkörper doch so gut das es am gekühlen Objekt nicht zu einem Stau kommt. Konventionelle Kühlkörper werden ja komplett warm. Ich habe Festgestellt das das Verhältniss der Wärme des zu kühlenden Objektes zum Kühlkörper selber anders war. Ich meine damit, der Kühlkörper am einen Ende der Pipe wird mächtig warm, während die zu kühlenden Transistoren ziemlich kühl blieben, auch unter hoher Last. Im Vergleich dazu wird ein massiver Kühlkorper ja sehr warm, wobei die Masse bei den gefrästen Dingern, wenn sie einmal aufgeheizt ist, ja relativ warm bleibt. Die Masse steht nicht im richtigen Verhältnis zur Kühlfläche. Die Kühler an einer Headpipe hatten kaum Masse und, da die Scheiben eng beieinder saßen, sehr viel Oberfläche.
Soweit ich weiß gab/gibt es aber noch einen Trick mit Flüssigkeit, und deshalb blieb die Wärme am Körper und wurde nicht zurücktransportiert. Da wissen Physiker sicher besser Bescheid.


[Beitrag von Edede am 12. Mrz 2003, 13:49 bearbeitet]
Icarus
Stammgast
#10 erstellt: 12. Mrz 2003, 14:55
Hallo Edede,

Du hast Recht - wahrscheinlich ist beim Einsatz einer Heatpipe die Wärmeverteilung über den angeschlossenen Kühlkörper sehr viel gleichmäßiger, so dass ein insgesamt kleineres Exemplar zur Kühlung ausreicht. Anders kann ich mir das zur Zeit nicht erklären...

>>Soweit ich weiß gab/gibt es aber noch einen Trick mit Flüssigkeit, und deshalb blieb die Wärme am Körper und wurde nicht zurücktransportiert. Da wissen Physiker sicher besser Bescheid.

Eine Heatpipe funktioniert ja so (ist aus meinem Sudium hängengeblieben ): Die Heatpipe ist ein vollständig abgeschlossenes Rohr mit einem Gewebe an den inneren Rohrwänden. In der Pipe befindet sich eine Flüssigkeit, die durch Kapillarwirkung im Gewebe gehalten wird. Bei einer Erhitzung des einen Endes der Heatpipe verdampft diese Flüssigkeit und strömt im hohlen Teil der Pipe zum kalten Ende. Bei Satelliten funktioniert das wegen der Schwerelosigkeit bei jeder Orientierung der Pipe, hier auf der Erde sollte das kühle Ende weiter oben liegen. Wird das erhitzte Gas am anderen Ende abgekühlt, so kondensiert es und wird durch die Kapillarwirkung wieder ins Gewebe und an das heiße Ende gezogen. Ein perfektes passives System mit einer Wärmeleitfähigkeit über 1000 mal besser als Kupfer!

Gruß,
Icarus


[Beitrag von Icarus am 12. Mrz 2003, 15:01 bearbeitet]
Edede
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 12. Mrz 2003, 15:30
Genau, die Headpipes liegen immer schräg im Gerät. Und beim Verdampfen wird immer Temperatur entzogen. (Kälte entsteht)


[Beitrag von Edede am 12. Mrz 2003, 15:32 bearbeitet]
Icarus
Stammgast
#12 erstellt: 12. Mrz 2003, 15:32
Genau - die Energie der Verdampfungsenthalpie wird der heißen Stelle entzogen! Bist ja auch ein Techniker


[Beitrag von Icarus am 12. Mrz 2003, 15:34 bearbeitet]
Edede
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 12. Mrz 2003, 16:00
Nein, nicht Techniker, nur R&F-Techniker-Meister. Aber der R&F-Techniker ist ja kein "echter" Techniker sondern ein Handwerker. (arbeite allerdings sehr lange nicht mehr in dem Job, Geldverdienen geht vor)
TilRoquette
Schaut ab und zu mal vorbei
#14 erstellt: 13. Mrz 2003, 09:40
Hallo,

vielen lieben Dank für Eure zahl- und hilfreichen Antworten.

Viele Eurer Antworten (auch aus anderen Foren) haben weitere Fragen /
Nachfragen aufgeworfen. Wäre klasse, wenn Ihr mir hier noch mal helfen
könntet:

Das Wesentliche am Patent ist:
1. Aluminium-Kühlrippen als linke und rechte Seitenwand des
Aluminium-Gehäuses
2. "wärmeerzeugende Leistungsbauelemente" sind mit einem der beiden
Kühlrippen gekoppelt
3. Prozessor ist mittels "Flüssigkeitskühlreichrichtung" (das ist wohl
eine Heatpipe) mit einer der Kühlrippen verbunden

Viele von Euch beschriebenen Technologien beschreiben zwar die Ableitung
von Wärme auf das Gehäuse, jedoch weisen die wenigsten das Merkmal 'in
das Gehäuse integrierte Kühlrippen' auf, auf die mittels Heatpipes Wärme
abgeleitet werden (vielfach ist der Kühlkörper eine/mehrere hauchdünne
Alluminiumscheibe im Gehäuse mit Luftschlitzen im Boden und Deckel)

Daher noch mals die Nachfrage: welche z.B. Verstärker, Vor- oder
Endstufen waren bereits vor Juli 2001 ähnlich konzipiert?

Gilt das für die genannten
- Verstärker von Sony (ca. 1980)?
- Verstärker von Technics
- Verstärker von Onkyo.
- Verstärker von ITT Schaub Lorenz
- Endstufe von Revox B 242
- die ersten CD-Spieler von Philips?
- Car-HiFi Bereich?
- Raumfahrttechnik: Wärmeabfuhr in Satelliten

> Was sagt denn Dein Patentanwalt dazu?

Wenn ich den mit der Recherche über existierende Technologien
beauftrage, werde ich arm ...

Die Rechtslage hat der mir schon verklart (und mir auch nicht mehr
erzählt, als ich im Internet oder in den Foren gefunden habe ...)

Hoffnung macht mir, dass die Firma, die das Patent im Juli 2001
angemeldet haben, bereits im März 2001 (zur Cebit) die Technik in einer
Presseveröffentlichung veröffentlich haben. M.E. darf aber ein Patent
nicht vorher veröffentlicht werden.

Gruß, Til
Icarus
Stammgast
#15 erstellt: 13. Mrz 2003, 09:57
Hallo Til,

zu den Verstärkern kann ich Dir leider nichts sagen, aber dazu:

>>Raumfahrttechnik: Wärmeabfuhr in Satelliten

In der Raumfahrt wird mit Hilfe von Heatpipes nicht für eine Wäremabfuhr in Satelliten gesorgt, sondern für eine Wärmeverteilung! Da z.B. ein nicht rotierender Satellit (nicht drallstabilisiert) sehr ungleichmässig von der Sonne beschienen wird, entstehen im Innern sehr große Wärmegradienten, was durch Heatpipes ausgeglichen wird. Bedenke: Keine Atmosphäre - keine Konvektion.

Um wieder auf den Boden zurückzukommen: Ich habe vor einiger Zeit von einem PC-Gehäuse gelesen, dessen Aluminium-Gehäuse als riesiger Kühler fungiert. Die Wärme von den Prozessoren wird via Heatpipe ans Gehäuse geleitet. Prinzipiell gibt's das also schon.

Und: Wenn Die die Sache wirklich ernst ist, wirst Du wohl ohnehin einen Patentanwalt konsultieren müssen.

Gruß,
Icarus


[Beitrag von Icarus am 13. Mrz 2003, 10:02 bearbeitet]
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