Kühlrippen am Lampenkörper - Wie dimensionieren?

[Osmodium]

Hallo,
wie dimensioniert man am besten die Kühlrippen an einem Lampenkörper aus Aluminium?
Also wie breit sollten die Rippen sein, wie weit auseinander?

Mein erster Versuch führt leider dazu, dass der Alukörper problemlos 90°C erreicht. Hierbei handelt es sich um ein Alurohr mit 45mm Außendurchmesser und 5mm Wandstärke. Dort habe ich über die komplette Länge mit der Drehbank Kühlrippen gedreht.
Diese sind etwa 2mm breit und 2mm auseinander, die Vertiefungen sind 2,5mm tief.

Meine Vermutung ist nun, dass die Wandstärke größer sein muss, damit ich höhere (oder tiefere, wie man es nimmt) Kühlrippen drehen kann, die dann auch etwas breiter und weiter auseinander liegen.

Also wie dimensioniert man das am Besten?

Als Leuchtmittel kommt ein Cree-4x-Modul mit XR-E R2 LED zum Einsatz, welches mit 1A bestromt wird, alle LED sind in Reihe geschaltet.

 

[Drehermicha]

hi Osmodium,

also die kühlrippen sind ja schon gar nicht so klein, sicher, ein wenig größer schadet nie.

aber hast du die Lampe im stand getestet ? oder während der Fahrt ?

im Stand hällt es glaub ich keine große Bikelampe auf voller Power lange durch, das ist ziemlich unmöglich die rießen Wärmeentwicklung an die "stehende" Luft abzugeben.

Probiere das ganze mal bei Fahrt mit 20 Km/h aus... da sollte es schon wesentlich besser sein.

aber mal was anderes: wenn dein Gehäuse schon 90° warm ist, wie warm ist dann erst die LED ? gesund ist das bestimmt nicht mehr, da sollte man schon über eine Temperaturüberwachung nachdenken...

viele Grüße

Michael

 

[bici_xyz]

Kühlkörper berechnen ist nicht trivial. Hier die ganz leichte Kost: http://www.mikrocontroller.net/articles/Kühlkörper
Lasse es lieber und dimensioniere einfach großzügiger (nach Faustwerten)

10x10cm Kühlfläche sollen für 6Watt gut sein, sagt Dr. Google. Dein Rohr sollte also wenigstens 10cm lang sein um mit diesem Faustwert zu funktionieren.
anderer Ansatz: Ein Lampenkopf mit >=10 Watt wiegt bei den Profis (waridi, Lupine) über 100g. K.A. wie lang dein Rohr sein muß, um ca. 150g zu wiegen. Die Kühlrippen sind ja eher was fürs Auge, solange die Luft steht, also nicht so geizig .
Bei 5mm Material sollte die Wärmeleitung sehr gut funktionieren, ab 2mm wird es grenzwertig. Ist aber kein alter Pentium IV, den du da kühlen willst

Ansonsten meintest du sicher 90° F? Alles andere ist ungesund für Elektronik und Mechanik (und evtl. die Hände).

 

[Mr_Manero]

Hallo,

Grundregeln:
-Wärme wird im Kühlkörper nur transportiert ( mit einen gewissen Wärmeleitwiderstand ) und nicht abgeführt.
-Wärme wird an der Oberfläche abtransportiert in Form von Wärmestrahlung und Wärmekonvektion (Luft wird an der Oberfläche erwärmt und strömt durch den Dichteunterschied kalte Luft/warme Luft ab).
-Kühlrippen erhöhen die Oberfläche im erheblichen Maß, wichtig dabei ist das der Transportwiderstand von der Wärmequelle bis zur Oberfläche nicht zu hoch wird, damit das im Kühlkörper vorhandene Wärmegefälle nicht so hoch wird, dass die zulässige max. Temperatur der Wärmequelle ( in diesem Fall die LED) nicht überschritten wird.
-Der ideale Wärmestrahler ist mattschwarz.

Um die Wärme einer 10 Watt Led bei reiner passiver Kühlung abzuführen ohne dass die LED-Temperatur über 70 Grad Celsius steigt, wäre der Lampenkopf sehr groß und sehr schwer, deshalb wird eine Grundströmung der Luft (Fahrtwind) miteingerechnet. Viele Lampen regeln sich deshalb automatisch zurück, wenn die Temperatur den Grenzwert erreicht.

Du kannst Die "Kühlleistung" testen, indem Du einen 11 Watt Drahtwiderstand an ein Netzeil anschließt, und die Spannung so einstellst, dass ca. 10 Watt im Widerstand "verheizt" werden, und diesen an den Kühlkörper befestigst, Du wirst Dich wundern, wie heiss der wird.

Gruß Manero

 

[snoopz]

Kühlrippen vielleicht auch so planen, daß Fahrtwind hindurchströmt, sprich mit den Tälern in Fahrtrichtung. Außerdem ist Aluminium bei weitem nicht der beste Wärmeleiter. Wenn die Lampe später lackiert werden soll (mattschwarz z.B.), dann könntest Du Kupferrohr in Betracht ziehen.

 

[bici_xyz]

Außerdem ist Aluminium bei weitem nicht der beste Wärmeleiter. Wenn die Lampe später lackiert werden soll (mattschwarz z.B.), dann könntest Du Kupferrohr in Betracht ziehen.

Stimmt zwar, scheitert aber am Baumarkt. Die üblichen Kupferrohre sind verdammt dünnwandig für unsere Ansprüche. Schwerer und teurer wird es bei gleichem Volumen auch.
Silber kann ich sonst auch sehr empfehlen.

 

[snoopz]

Wie sieht's aus mit aufschweißen bzw. auflöten von Kühlfahnen?

 

[Drehermicha]

http://www.wilmsmetall.de/catalog/product_info.php?cPath=60_61&products_id=1293

10cm oder noch weniger. da ist man bei 10 €. wenn man noch ne sammelbestellung machen kann, isses porto auch nicht so doll.

Aber im allgemeinen reicht alu. Das problem ist ja nicht, die wärme von der LED nach außen zu bekommen ( da ist Kupfer in der Tat besser ), sondern die wärme vom Gehäuse an die Umgebung abzugeben. und da zählt nunmal die Oberfläche am meisten.

Michael

 

[wingover]

Ich würde auf keinen Fall Kupfer nehmen.

Dreimal schwerer, schlechter zu bearbeiten, deutlich teurer und nicht eloxierbar, bei einem kleinen Vorteil gegenüber Alu.
Die 7075 Alu-Qualität ist vermutlich auch noch fester.

Es sei denn, man möchte einen Zweipfünder mit Antikpatina am Lenker.

 

[snoopz]

Yeah, Steampunk-Laterne mit High-Power-LED! Los!