Bildergalerie
Bild 1: Das Mersen-Werk für Thermal Management in La Mure nahe Grenoble.
Bild 2: Vakuumhartlötofen und Kühlanlage mit ferngesteuerter Beschickung. Das Vakuumhartlöten gewährleistet Korrosionsfreiheit und perfekte Dichtheit.
Bild 3: Entwicklung und Konstruktion, 3D-Darstellung der Kühlplatte und thermische Simulation.
Bild 4: Emmanuel Carmier, Werkleiter in La Mure und verantwortlich für die Aktivität Thermal Management, demonstriert an einem Produktbeispiel deren Leistungsfähigkeit. Eine in den Aluminiumkörper gefräste Kanalführung sorgt für optimale Kühlleistung.
Bild 5: Aquamax- Aluminium sind anwendungsspezifisch ausgelegte Kühlplatten. In den Aluminiumkörper gefräste Kanalführung sorgt für optimale Strömungsgeschwindigkeit bei geringem Druckverlust und eine homogene Temperaturverteilung

Die Mersen-Gruppe

Mersen France La Mure, 1998 als Ferraz Date Industries gegründet, gehört zur weltweit agierenden Mersen S.A. (vormals Carbone Lorraine S.A., die Unternehmensursprünge reichen zurück bis 1891). Die Namensänderung erfolgte 2010. Die Gruppe ist mit 6700 Mitarbeitern in 40 Ländern tätig und ein globaler Experte für Materialien und Lösungen für schwierige Umgebung sowie für die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte von elektrischer Ausrüstung.

Der Geschäftsbereich Electrical Protection von Mersen (vormals Ferraz Shawmut) ist einer der Weltmarktführer für Produkte und technische Lösungen zum Schutz von Personen und Gütern beim Betrieb von komplexen elektrischen Systemen. Das Unternehmen bietet eine umfassende Produktpalette für den elektrischen und thermischen Schutz, Last- und Trennschalter für hohe Leistungen sowie Stromabnehmer und Erdungskontakte für Bahnanwendungen. Die Produkte werden im Transportwesen verwendet, für die Umwandlung elektrischer Energie, die Stromerzeugung und -verteilung, die industrielle Steuerungstechnik und die Verbesserung der Netzspannungsqualität. Mersen unterhält Produktionsstandorte auf fünf Kontinenten. Die deutsche Zentrale hat ihren Sitz in Frankfurt am Main, mit Niederlassungen in Mannheim und im oberfränkischen Eggolsheim.

Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite des Unternehmens www.mersen.com.

Mersen steht übrigens für die Initialen von Material (Werkstoff), Electricity (Elektrizität), Research (Forschung), Sustainability (Nachhaltigkeit) und ENergy (Energie).

Mersen France La Mure, Spezialist für das Wärmemanagement von Komponenten der Leistungselektronik, ist in La Mure nahe Grenoble angesiedelt und eine Tochtergesellschaft der französischen Aktiengesellschaft Mersen S.A. In La Mure stellt die Firma mit etwa 50 Mitarbeitern ihre Kühllösungen der verschiedensten Technologien her (Bild 1). Die Mersen-Gruppe (siehe Kasten), die 2010 einen Gesamtumsatz von 741 Mio. € tätigte, schätzt das Wachstum auf dem Gebiet der Kühllösungen für Leistungselektronik auf jährlich 6 bis 8 % ein und will diesem Wachstum folgen. Zielmärkte für diese Lösungen finden sich in hohem Maße in Europa (den Löwenanteil macht Deutschland aus) sowie in Asien und Nordamerika.

Das Produktportfolio

Kühlung von Thyristoren und anderen Leistungshalbleitern war der ursprüngliche Ansatz der Firma seit ihrer Gründung, heute liegt der Schwerpunkt bei der Entwärmung von IGBTs. Im Bereich der Luftkühlung wird heute durch einen patentierten Rundknetprozess (Swaging) bei den Kühlkörpern eine maximale Wärmeleitfähigkeit bei niedrigstem Komponentengewicht erzielt. Die Fabfin-Kühlkörper, hergestellt im Rundknetverfahren, zeichnen sich im Unterschied zu herkömmlichen, stranggepressten Kühlkörpern durch eine höhere thermische Leistung aus. Das Rundknetverfahren ermöglicht eine höhere Lamellendichte sowie die Verwendung von längeren Lamellen. Die bei dem Verfahren angewendete Kaltverformung hat gegenüber dem sonst üblichen Kleben wesentliche Vorteile. Der Hollowfin-Kühlkörper von Mersen baut auf der selben Technologie auf, hier wurden jedoch die Lamellen mit Hohlkammern weiterentwickelt um eine noch höhere Lamellendichte zu erzielen. Mit dem Rundknetverfahren werden auch Luftkühlkörper aus Kupfer bzw. aus einem Materialmix Aluminium/Kupfer für besondere Anwendungsfälle hergestellt.

Ein hilfreiches Werkzeug der Firma ist die R-Tools Online 3D-Simulation von Kühlkörpern. Das interaktive Programm ist unter www.r-tools.com kostenfrei zugänglich und bietet Konstrukteuren eine schnelle und einfache Simulation verschiedener Kühlkörperauslegungen.

Mittels diphasischer Kühlung erzielen Heatpipes von Mersen eine effiziente Entwärmung. Die Leistungsfähigkeit von Heatpipes liegt markant über der von Luftkühlkörpern, da bei der Verdampfung des Kühlmediums Energie aus der Umgebung rasch entzogen wird. Da elektronische Bauteile und Kühllamellen räumlich voneinander getrennt  angeordnet werden, ergeben sich weitere anwendungsorientierte Einsatzmöglichkeiten. Die Einheit arbeitet als in sich geschlossenes System autark und bietet dem Anwender damit entscheidende Vorteile: kompakter Aufbau, kein Wartungsbedarf und eine optimierte Wärmeabfuhr.

Die angebotenen Flüssigkeitskühlplatten unterschiedlicher Technologien (aus Aluminium, Bild 5 und Kupfer) zeichnen sich durch maximale Leistungsfähigkeit aus. Sie machen den Großteil der Produktion in La Mure aus. Das angewendete Vakuumhartlötverfahren (Bild 2) in Verbindung mit fortschrittlichen Innenstrukturen ermöglicht Kunden- und anwendungsspezifische Lösungen auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen.

Basierend auf einer langjährigen Erfahrung bei der Entwicklung von kundenorientierten Lösungen stellt Mersen neuerdings eine neue Produktreihe von vakuumhartgelöteten Aluminium-Kühlplatten für Standardanwendungen vor. Damit können High-Tech-Kühlplatten auch in mittleren und kleinen Stückzahlen mit einem interessanten Preis-/Leistungsverhältnis und mit kürzesten Lieferzeiten bezogen werden. Der Anwender hat so die Möglichkeit sowohl kurzfristig Labortests durchzuführen, als auch für kleinere Serien effiziente Flüssigkeitskühlplatten kostengünstig zu beschaffen. Als Ergänzung zu den Flüssigkeitskühlplatten bietet Mersen auch komplette Systeme für den gesamten Kühlkreislauf, einschließlich der erforderlichen Pumpen sowie der hydraulischen und elektrischen Bauteile. Zum Abkühlen der erhitzten Flüssigkeit aus der Kühlplatte können Luft/Wasser- oder Wasser/Wasser-Wärmetauscher zur Anwendung kommen.

Das Entwicklungsteam von Mersen unterstützt seine Kunden beim Design innovativer Lösungen. Die Unterstützung reicht von der thermischen und hydraulischen Computersimulation bis zum Labortest (Bild 3). Ob Luft-, Flüssigkeits- oder diphasische Kühlung, bei Mersen finden man den passenden thermischen Schutz.

Durch die langjährige Zusammenarbeit mit internationalen Forschungs- und Entwicklungsteams und den daraus resultierenden technischen Konzepten kann die Firma eine breite Palette wettbewerbsfähiger Designs und Lösungen für viele Anwendungen und komplexe thermische Aufgabenstellungen bieten.

Produkte für breite Anwendungsbereiche

Die unterschiedlichen Kühllösungen sind praxiserprobt in vielen Anwendungsbereichen. So verringern die Kühlsysteme in der Leistungselektronik von Antriebssteuerungen (z.B. in Antrieben, Invertern, Gleichrichtern, Soft-Startern usw.) den Verbrauch von Elektromotoren. Hier erwartet die Firma ein starkes Wachstum von über 30 %, getrieben durch die Möglichkeit der Energieeinsparung. In der Leistungselektronik in Wind- und Solaranlagen erhöht Mersen außerdem den Wirkungsgrad bei erneuerbaren Energien. Weitere Anwendungsbereiche finden sich bei der Kühlung in Leistungsumrichtern für HVDC-Leitungen, dort verringern sie die Leistungsverluste. Und die Kühlung von IGBTs in industriellen USV-Anlagen optimiert die Stromqualität. Außerdem minimiert das von Mersen angebotene Wärmemanagement in der Leistungselektronik von Hochgeschwindigkeitszügen den Energieverbrauch im Schienenverkehr. Dieser Bereich stellt den derzeitigen Hauptmarkt für Mersen dar, Kunden sind u.a. Siemens, Alstom, Bombardier, Peugot und TAES.

Nicht zu vergessen die Anwendungen, die Mersen im Bereich der Kommunikation findet, hier sieht man bei Telekom- und Broadcast- aber auch Militärapplikationen ein Wachstum von 14 %.