DE102018129160A1

DE102018129160A1 - Kühlkörper und Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers

Info

Publication number: DE102018129160A1
Application number: DE102018129160.4A
Authority: DE
Inventors: Manuel Groß; Dominik Grass
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: DE102018129160B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper (10), umfassend eine Kühlplatte (20) mit wenigstens einem Kühlkanal (30) zur Aufnahme eines Kühlmittels, wobei der Kühlkanal (30) durch eine innere Wandung (32) der Kühlplatte (20) begrenzt ist. Der Kühlkörper umfasst ferner ein in dem Kühlkanal (30) angeordnetes an der Wandung (32) anliegendes geflochtenes Stahlgewebe (40).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper und ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers.
Solche Kühlplatten werden insbesondere verwendet, um Elektronik zu kühlen, und insbesondere um Elektronik eines Kraftfahrzeugs zu kühlen. Solche Kühlkörper können Kühlplatten umfassen, welche beispielsweise aus Aluminium mittels eines Strangpressverfahrens hergestellt werden. Es wird häufig Aluminium als Material für die Kühlplatte verwendet, da Aluminium geringe Materialkosten mit guter Verarbeitbarkeit, geringer Dichte, hoher Wärmekapazität und befriedigender Wärmeleitung vereint.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 034 303 A1 ist ein Kühlkörper mit wenigstens einem Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels bekannt. Der Kühlkanal ist durch eine innere Wandung des Kühlkörpers begrenzt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkörper bereitzustellen, der sich durch eine erhöhte Wärmeübertragung und geringe Fertigungskosten auszeichnet.
Die Aufgabe wird durch einen Kühlkörper nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers nach Anspruch 7 gelöst.
Der erfindungsgemäße Kühlkörper umfasst eine Kühlplatte mit wenigstens einem Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels, wobei der Kühlkanal durch eine innere Wandung der Kühlplatte begrenzt ist. Der erfindungsgemäße Kühlkörper ist durch ein in dem Kühlkanal angeordnetes an der Wandung anliegendes geflochtenes Metallgewebe gekennzeichnet.
Durch das Anordnen des Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals kann die aktive Oberfläche zur Wärmeübertragung erhöht werden und der Kühlkanalquerschnitt verringert werden, wodurch die Leistungsfähigkeit des Kühlkörpers erhöht ist. So können insbesondere durch die Verringerung des Kühlkanalquerschnitts turbulente Strömungen im Inneren des Kühlkanals erreicht werden, wodurch sich höhere Strömungsgeschwindigkeiten erzielen lassen, was eine Verbesserung des Wärmeübergangs zur Folge hat.
Vorzugsweise ist das Metallgewebe ein Stahlgewebe, ein Messinggewebe oder ein Kupfergewebe.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallgewebe flexibel.
Diese Ausgestaltung erleichtert das Anordnen des Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals.
Vorzugsweise liegt das Metallgewebe vollumfänglich an der Wandung an.
Diese Ausgestaltung erleichtert den Wärmeaustausch zwischen dem Metallgewebe und der Kühlplatte.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallgewebe bezüglich des Kühlmittels durchlässig. D.h., dass das Metallgewebe derart ausgebildet ist, dass das Kühlmittel durch dieses hindurchfließen kann.
Vorzugsweise ist das Metallgewebe schlauchförmig ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallgewebe an dessen Enden stoffschlüssig mit dem Kühlkanal verbunden, vorzugsweise mit dem Kühlkanal verschweißt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fixierung des Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen einer Kühlplatte mit wenigstens einem durch eine innere Wandung der Kühlplatte gebildeten Kühlkanal;
- Anordnen eines geflochtenen Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals derart, dass das Metallgewebe an der inneren Wandung anliegt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallgewebe erhalten, indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt.
Stahlflexschläuche sind bekannt und üblicherweise im Handel erhältlich. Solche Stahlflexschläuche weisen in der Regel einen Gummischlauch auf, um welchen herum ein Metallgewebe und insbesondere ein Stahlgewebe angeordnet ist, welches dem Metallgewebe des erfindungsgemäßen Kühlkörpers entspricht. Demgemäß kann ein Metallgewebe durch Entfernen des Gummischlauchs des Stahlflexschlauchs erhalten werden.
In einer alternativen Ausgestaltung kann der Gummischlauch zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Inneren des Metallgewebes verbleiben und verschlossen, insbesondere einseitig verschlossen werden, um als vor- und/oder Rücklauf fungieren zu können. Gemäß dieser Ausgestaltung fließt das Fluid an einer Außenseite des Schlauchs und am Metallgewebe entlang in einer ersten Richtung und im Inneren des Schlauchs entlang einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung. Das Metallgewebe liegt dabei an der Außenseite des Schlauchs an.
Vorzugsweise wird das Metallgewebe vor dem Anordnen im Inneren des Kühlkanals aufgeweitet, insbesondere derart aufgeweitet, dass das Metallgewebe durchlässig für das Kühlmittel ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Entstehung einer großen Oberfläche entlang der Fluidströmung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallgewebe durch Verdrehen seiner Enden aufgeweitet.
Vorzugsweise wird das Metallgewebe stoffschlüssig mit der Kühlplatte verbunden, insbesondere das Metallgewebe an dessen Enden stoffschlüssig mit der Kühlplatte verbunden.
Die stoffschlüssige Verbindung kann dabei vorzugsweise mittels Schweißen erfolgen.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fixierung des Metallgewebes an der Kühlplatte im Inneren des Kühlkanals.
Einzelheiten und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Kühlkörpers und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kühlkörpers werden anhand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei veranschaulicht:

1: eine Schnittansicht einer Kühlplatte eines Kühlkörpers nach dem Ausführungsbeispiel; und
2: eine perspektivische Ansicht eines Metallgewebes des Kühlkörpers nach dem Ausführungsbeispiel.

Die Anmeldung betrifft einen Kühlkörper 10, umfassend eine Kühlplatte 20 mit wenigstens einem Kühlkanal 30 zur Aufnahme eines Kühlmittels, wobei der Kühlkanal 30 durch eine innere Wandung 32 der Kühlplatte 20 begrenzt ist. Der Kühlkörper 10 umfasst ferner ein in dem Kühlkanal 30 angeordnetes an der Wandung 32 anliegendes geflochtenes Metallgewebe 40.
Das Metallgewebe 40 kann ein Stahlgewebe, ein Kupfergewebe oder ein Messinggewebe sein.
Das Metallgewebe 40 kann flexibel ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung erleichtert das Anordnen des Metallgewebes 40 im Inneren des Kühlkanals 30.
Das Metallgewebe 40 kann vollumfänglich an der Wandung 32 anliegen. Diese Ausgestaltung erleichtert den Wärmeaustausch zwischen dem Metallgewebe 40 und der Kühlplatte 20. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise in 1 wiedergegeben.
Das Metallgewebe 40 kann bezüglich des Kühlmittels durchlässig sein. D.h., dass das Metallgewebe 40 derart ausgebildet ist, dass das Kühlmittel durch dieses hindurchfließen kann.
Das Metallgewebe 40 kann schlauchförmig ausgebildet sein.
Das Metallgewebe 40 kann an dessen Enden stoffschlüssig mit dem Kühlkanal 30 verbunden sein, insbesondere an dessen Enden mit dem Kühlkanal 30 verschweißt sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fixierung des Metallgewebes 40 im Inneren des Kühlkanals 30.
Die Anmeldung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines anmeldungsgemäßen Kühlkörpers 10. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen einer Kühlplatte 20 mit wenigstens einem durch eine innere Wandung 32 der Kühlplatte 20 gebildeten Kühlkanal 30;
- Anordnen eines geflochtenen Metallgewebes 40 im Inneren des Kühlkanals 30 derart, dass das Metallgewebe 40 an der inneren Wandung 32 anliegt.

Das Metallgewebe 40 kann erhalten werden, indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt wird.
Das Metallgewebe 40 kann vor dem Anordnen im Inneren des Kühlkanals 30 aufgeweitet werden, insbesondere derart aufgeweitet werden, dass das Metallgewebe 40 durchlässig für das Kühlmittel ist.
Das Metallgewebe 40 kann durch Verdrehen seiner Enden aufgeweitet werden.
Das Metallgewebe 40 kann stoffschlüssig mit der Kühlplatte 20 verbunden werden, insbesondere kann das Metallgewebe 40 an dessen Enden stoffschlüssig mit der Kühlplatte 20 verbunden werden. Das stoffschlüssige Verbinden kann dabei vorzugsweise mittels Schweißen erfolgen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fixierung des Metallgewebes 40 an der Kühlplatte 20 im Inneren des Kühlkanals 30.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009034303 A1 [0003]

Claims

Kühlkörper, umfassend eine Kühlplatte (20) mit wenigstens einem Kühlkanal (30) zur Aufnahme eines Kühlmittels, wobei der Kühlkanal (30) durch eine innere Wandung (32) der Kühlplatte (20) begrenzt ist, gekennzeichnet durch ein in dem Kühlkanal (30) angeordnetes an der Wandung (32) anliegendes geflochtenes Metallgewebe (40).
Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) ein Stahlgewebe, ein Messinggewebe oder ein Kupfergewebe ist.
Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) flexibel ist.
Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) vollumfänglich an der Wandung (32) anliegt.
Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) bezüglich des Kühlmittels durchlässig ist.
Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) schlauchförmig ausgebildet ist.
Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) an dessen Enden stoffschlüssig mit dem Kühlkanal (30) verbunden ist, vorzugsweise mit dem Kühlkanal (30) verschweißt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer Kühlplatte (20) mit wenigstens einem durch eine innere Wandung (32) der Kühlplatte (20) gebildeten Kühlkanal (30); - Anordnen eines geflochtenen Metallgewebes (40) im Inneren des Kühlkanals (30) derart, dass das Metallgewebe (40) an der inneren Wandung (32) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) erhalten wird, indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) vor dem Anordnen im Inneren des Kühlkanals (30) aufgeweitet wird, insbesondere derart aufgeweitet wird, dass das Metallgewebe (40) durchlässig für das Kühlmittel ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) durch Verdrehen seiner Enden aufgeweitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) stoffschlüssig mit der Kühlplatte (20) verbunden wird, insbesondere das Metallgewebe (40) an dessen Enden stoffschlüssig mit der Kühlplatte (20) verbunden wird.