DE3406122A1 - Extruded profile and process for the production thereof - Google Patents
Extruded profile and process for the production thereofInfo
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Abstract
Description
Strangpreßprofil sowie Verfahren zu seiner HerstellungExtruded profile and process for its manufacture
Die Erfindung betrifft ein Strangpreßprofil, insbesondere für Wärmetauschzwecke, bestehend aus einem Grundprofilkörper, an dem mindestens eine in Stranglängsrichtung verlaufende Wärmetauschrippe einstückig angeordnet ist.The invention relates to an extruded profile, in particular for heat exchange purposes, consisting of a basic profile body on which at least one in the longitudinal direction of the strand extending heat exchange fin is arranged in one piece.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strangpreßprofils.The invention also relates to a method of production an extruded profile according to the invention.
Stranpreßprofile der eingangs genannten Art werden vielfach in der Technik für Wärmetauschzwecke eingesetzt. Beispiele hierfür sind Kühlbleche für Halbleiterbauelemente, Wärmetauschelemente bei Kondensatoren oder Heizflächen bei Heizelementen. Derartige Profile können u.a. auch als stranggepreßte Rippenrohre ausgebildet sein. Das sind Rohre, deren Oberfläche durch an ihnen angeordnete Rippen vergrößert ist. Die Strangpreßprofile dienen somit entweder der Wärmeaufnahme oder -abgabe. Allen diesen bekannten Strangpreßprofilen ist gemeinsam, daß sich die an ihnen ausgebildeten Wärmetauschrippen in Stranglängsrichtung geradlinig erstrecken. Der in dieser Richtung vorliegende geradlinige Verlauf ist durch das Strangpreßverfahren bedingt. Da eine kompakte Bauform der Wärmetauschprofile angestrebt wird und hierdurch die Höhe der Wärmetauschrippen beschränkt ist, ist man dazu übergegangen, die Wärmetauschrippe zu ihrer Oberflächenvergrößerung mit einer Riffelung zu versehen, die - vorgegeben durch den Strangpreßvorgang - in Stranglängsrichtung verläuft.Stranpreßprofile of the type mentioned are often in the Technology used for heat exchange purposes. Examples for this are Cooling plates for semiconductor components, heat exchange elements for capacitors or Heating surfaces for heating elements. Such profiles can also be extruded Be formed finned tubes. These are pipes whose surface is arranged by them Ribs is enlarged. The extruded profiles thus either serve to absorb heat or delivery. All these known extruded profiles have in common that the heat exchange fins formed on them extend in a straight line in the longitudinal direction of the strand. The straight course in this direction is due to the extrusion process conditional. Because a compact design of the heat exchange profiles is sought and thereby the height of the heat exchange fins is limited, one went over to the heat exchange fin to provide for their surface enlargement with a corrugation that - specified through the extrusion process - runs in the longitudinal direction of the strand.
Hierdurch wird zwar ein gewisser Erfolg erzielt, jedoch genügen derartige Profile nicht den Anforderungen in Anwendungsgebieten, wo kleine Bauformen gefordert sind und/oder große Wärmemengen getauscht werden sollen.A certain degree of success is achieved in this way, but such success is sufficient Profiles do not meet the requirements in areas of application where small designs are required and / or large amounts of heat are to be exchanged.
Ferner ist es bekannt, separate Wärmetauschrippen an der Oberfläche von Wärmetauschelementen zu befestigen, um eine Vergrößerung der Wärmetauschfläche zu erzielen.It is also known to have separate heat exchange fins on the surface of heat exchange elements to increase the heat exchange surface to achieve.
Die Befestigung kann beispielsweise durch Schweißung erfolgen. Zur weiteren Vergrößerung der Wärmetauschflächen werden derartige Wärmetauschrippen mit welliger Oberfläche eingesetzt. Hierbei ist es jedoch nachteilig, daß die Wärmetauschrippen nicht einstückig mit dem Wärmetauschelement verbunden sind, da aufgrund der Befestigungsstellen die Wärmeübertragung zwischen dem Kern und der Rippe gestört wird, was zu einer Verschlechterung der Wärmeabgabe führt. Darüber hinaus ist die Herstellung aufgrund der Zweiteiligkeit und dem zusätzlichen Arbeitsgang des Befestigens relativ umständlich und teuer.It can be attached, for example, by welding. To the Such heat exchange fins are further enlargement of the heat exchange surfaces used with a wavy surface. However, it is disadvantageous here that the heat exchange fins are not integrally connected to the heat exchange element, because of the fastening points the heat transfer between the core and the rib is disturbed, which leads to a deterioration in heat output. In addition, the manufacture due to the two-part structure and the additional operation of fastening relative awkward and expensive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Strangpreßprofil der eingangs genannten Art zu schaffen, das ein großes .Wärmetauschvermögen besitzt und einfach sowie kostengünstig herzustellen ist.The invention is therefore based on the object of an extruded profile of the type mentioned to create that has a large .Wärmetauschlösungen and is simple and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmetauschrippe derart gewellt ist, daß die Wellenamplitudenquer zur Stranglängsrichtung verlaufen.This object is achieved according to the invention in that the heat exchange fin is corrugated in such a way that the wave amplitudes are transverse to the longitudinal direction of the strand.
Die Wärmetauschrippe des erfindungsgemäßen Profils weist somit - obwohl es im Strangpreßverfahren hergestellt ist -eine quer zur Stranglängsrichtung verlaufende Wellung auf, die zu einer wesentlichen Wärmetauschflächenvergrößerung führt. Ferner sind Wärmetauschrippe und Grundprofilkörper (Kern) einstückig miteinander verbunden, wodurch eine optimale Wärmeübertragung vom Kern zur Rippe gewährleistet ist.The heat exchange rib of the profile according to the invention thus has - although it is produced in an extrusion process - one running transversely to the longitudinal direction of the strand Corrugation, which leads to a substantial increase in the heat exchange surface. Further the heat exchange fin and the basic profile body (core) are integrally connected to one another, whereby an optimal heat transfer from the core to the rib is guaranteed.
Die erfindungsgemäße Wellung der Wärmetauschrippe wird dadurch erzielt, daß beim Strangpreßvorgang das die Wärmetauschrippe bildende Material mit einer höheren Fließgeschwindigkeit ausgepreßt wird als das Material, das den Grundprofilkörper bildet. Hierdurch legt sich die Wärmetauschrippe beim Austritt aus dem Preßkanal der Matrize in Wellen, wobei die Amplitude der Wellung von der Differenz der Fließgeschwindigkeiten zwischen dem Material für die Wärmetauschrippe und dem Material für den Grundprofilkörper abhängig ist. Diese Vorgehensweise ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt und wird auch nicht nahegelegt, denn die Erfindung bedeutet eine Abkehr von der bekannten Technik. Bisher waren nur Strangpreßprofile bekannt, die aufgrund der beim Strangpreßverfahren überall gleich großen Fließgeschwindigkeit des Materials in Stranglängsrichtung einen geradlinigen Verlauf aufwiesen.The corrugation of the heat exchange fin according to the invention is achieved by that during the extrusion process the material forming the heat exchange fin with a higher flow rate is pressed out than the material that the basic profile body forms. As a result, the heat exchange fin lies down when it emerges from the baling channel the die in waves, where the amplitude of the wave depends on the difference in flow velocities between the material for the heat exchange fin and the material for the basic profile body is dependent. This procedure is not known from the prior art and is also not suggested, because the invention means a departure from the known technique. So far only extruded profiles were known due to the same high flow rate of the material in the extrusion process had a straight course in the longitudinal direction of the strand.
Durch die erfindungsgemäße Wellung wird auch eine Versteifung des Profils in Richtung der Wellenfronten erzielt.The corrugation according to the invention is also a stiffening of the Profile achieved in the direction of the wave fronts.
Eine derartige Versteifungsmöglichkeit war bisher bei den Profilen des Standes der Technik nicht gegeben.Such a stiffening option was previously with the profiles the state of the art is not given.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Amplitude der Wellung vom Fußpunkt zum freien Ende der Wärmetauschrippe hin durch entsprechende Steuerung der Fließgeschwindigkeit größer wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß sich die Oberfläche der Wärmetauschrippe mit zunehmendem Abstand von dem Grundprofilkörper vergrößert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Grundprofilkörper im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist und eine große Anzahl von radial abstehenden Rippen am Umfang des Grundprofilkörpera angeordnet sind, da dann mit zunehmendem Abstand von dem Grundprofilkörper in gleicher Weise zunehmend mehr Raum für die Wellung zur Verfügung steht.According to a further development of the invention it is provided that the amplitude the corrugation from the base to the free end of the heat exchange fin through corresponding Control of the flow rate becomes greater. This ensures that the surface of the heat exchange fin increases with increasing distance from the basic profile body enlarged. This is particularly advantageous when the basic profile body in the Cross-section is circular and a large number of radially protruding Ribs are arranged on the circumference of the basic profile body, since then with increasing Distance from the basic profile body in the same way increasingly more space for the Corrugation is available.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Vergrößerung der Amplitude etwa derart erfolgen kann, daß die sich zum freien Ende der Wärmetauschrippe hin vergrößernde Oberfläche der in dieser Richtung erfolgenden Minderung der Wärmeabgabe entspricht. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Strangpreßprofils als Kühlkörper wird die Temperatur des Kühlkörpers vom Kern (Grundprofilkörper) zu dem freien Ende der Wärme- tauschrippe hin stetig abnehmen. Insofern wird zwischen dem Kern und dem wärmeaufnehmenden Medium (z.B. der Umgebungsluft) eine größere Temperaturdifferenz bestehen als zwischen dem Ende der Wärmetauschrippe und der Um-.Another feature of the invention is that the increase in amplitude can be done approximately in such a way that it extends to the free end of the heat exchange fin increasing surface of the reduction in heat dissipation occurring in this direction is equivalent to. When using the extruded profile according to the invention as a heat sink the temperature of the heat sink from the core (base profile body) to the free end the heat Exchange chippings steadily decrease. In this respect, between the core and the heat-absorbing medium (e.g. the ambient air) Temperature difference exist than between the end of the heat exchange fin and the Around-.
gebungsluft. Insofern wird im heißeren Kernbereich eine größere Wärmeabgabe erfolgen als an dem kühleren Ende der Wärmetauschrippe. Da jedoch nach der vorliegenden Erfindung eine Vergrößerung der Oberfläche der Wärmetauschrippe zu ihrem freien Ende hin vorgesehen ist, kann aufgrund dieser größeren Wärmetauschfläche auch in diesem äußeren Bereich eine ebenso große Wärmeabgabe an die Umgebungsluft erzielt werden wie im Bereich des heißen Kerns. Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Strangpreßprofils für die Wärmetauschung ist somit sehr groß.ambient air. In this respect, there is greater heat dissipation in the hotter core area than at the cooler end of the heat exchange fin. However, since according to the present Invention an enlargement of the surface of the heat exchange fin to its free End is provided, due to this larger heat exchange surface in this outer area achieved an equally large amount of heat dissipation to the ambient air become like in the area of the hot core. The efficiency of the extruded profile according to the invention for heat exchange is therefore very large.
Erfindungsgemäß kann weiterhin ein Vorteil sein, daß die Wandstärke der Wärmetauschrippe von ihrem Fußpunkt zum freien Ende hin abnimmt. Durch diese Maßnahme kann gegenüber Rippen mit konstanter Wandstärke Material einem spart werden.According to the invention it can also be an advantage that the wall thickness the heat exchange rib decreases from its base to the free end. Through this Measure compared to ribs with constant wall thickness material can be saved.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Oberfläche der Wärmetauschrippe zur Vergrößerung ihres Wärmeaustauschvermögens eine Riffelung aufweist, die quer zu der von dem Grundprofilkörper wegweisenden Wärmetauschrippe verläuft. Diese Riffelung wird durch entsprechende Ausbildung der Preßmatrizen gleich beim Strangpreßvorgang in die Oberfläche der Wärmetauschrippe eingebracht. Hierdurch wird eine zusätzliche Vergrößerung der Wärmetauschfläche erzielt.According to another development of the invention it can be provided that the surface of the heat exchange fin to increase its heat exchange capacity has a corrugation which is transverse to that pointing away from the basic profile body Heat exchange fin runs. This corrugation is achieved through appropriate training Press dies into the surface of the heat exchange rib during the extrusion process brought in. This results in an additional increase in the heat exchange surface achieved.
Ferner ist erfindungsgemäß von Vorteil, wenn bei mehreren, nebeneinander angeordneten Wärmetauschrippen zur Erzielung eines hohen Füllgrades die Wellenberge der Wellung jeder Wärmetauschrippe in die entsprechenden Wellentäler der Wellung der jeweils benachbarten Wärmetauschrippe eingreifen. Hierdurch können die Wärmetauschrippen in sehr dichtem Abstand an dem Grundprofilkörper angeordnet sein. Durch die Vielzahl der Wärmetauschrippen ergibt sich eine entsprechend große Wärmetauschoberfläche.It is also advantageous according to the invention if, in the case of several, next to one another arranged heat exchange fins to achieve a high degree of filling the wave crests the corrugation of each heat exchange fin into the corresponding corrugation troughs of the corrugation engage the adjacent heat exchange fin. This allows the heat exchange fins be arranged at a very close distance on the basic profile body. Because of the multitude the heat exchange ribs result in a correspondingly large heat exchange surface.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strangpreßprofils ist in den Ansprüchen 7 und 8 aufgeführt. Als Herstellungsmaterial kommen alle preßbaren Metalle, wie Aluminium, Kupfer, Messing u.dgl., in Frage.A method for producing an extruded profile according to the invention is listed in claims 7 and 8. All pressable materials are used as the manufacturing material Metals such as aluminum, copper, brass and the like., In question.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Strangpreßprofils; Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Strangpreßprofils mit einer in Stranglängsrichtung verlaufenden Riffelung der Wärmetauschrippe, und Fig. 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Strangpreßprofil mit zwei Wärmetauschrippen.The drawings illustrate the invention on the basis of several exemplary embodiments, 1 shows a perspective view of an extruded profile according to the invention; Fig. 2 is a side view of an extruded profile according to the invention with an in Corrugation of the heat exchange fin running in the longitudinal direction of the strand, and FIG. 3 shows a Top view of an extruded profile according to the invention with two heat exchange fins.
Gemäß Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße Strangpreßprofil 1 aus einem Grundprofilkörper 2 und einer einstückig daran angeordneten Wärmetauschrippe 3. Der Grundprofilkörper 2 ist als rechteckförmiges Rohr ausgebildet. According to FIG. 1, the extruded profile 1 according to the invention consists of a basic profile body 2 and a heat exchange fin arranged in one piece thereon 3. The basic profile body 2 is designed as a rectangular tube.
Die Formgebung des Grundprofilkörpers 2 ist jedoch nicht wesentlich für die Erfindung und kann daher beliebig sein.However, the shape of the basic profile body 2 is not essential for the invention and can therefore be anything.
Erfindungswesentlich ist, daß die Wärmetauschrippe 3 quer zur Stranglängsrichtung 4 gewellt ist, d.h. die Amplitude der Wellen verläuft quer, vorzugsweise senkrecht, zur Rippenlängsachse. Hierdurch wird erfindungsgemäß eine große Oberfläche und somit ein großes Wärmetauschvermögen erzielt. Die Wandstärke der Wärmetauschrippe 3 nimmt im dargestellten Beispiel von ihrem Fußpunkt 5 zum freien Ende 6 hin ab (Fig. 1). Insbesondere geht aus Fig. 2 hervor, daß die Amplitude der Wellung vom Fußpunkt 5 zum freien Ende 6 der Wärmetauschrippe 3 hin größer wird.It is essential to the invention that the heat exchange fin 3 is transverse to the longitudinal direction of the strand 4 is corrugated, i.e. the amplitude of the waves runs transversely, preferably perpendicularly, to the longitudinal axis of the ribs. According to the invention, this results in a large surface area and thus achieved a large heat exchange capacity. The wall thickness of the heat exchange fin 3 increases in the example shown, from its base point 5 to the free end 6 (FIG. 1). In particular, it can be seen from Fig. 2 that the amplitude of the corrugation from the base point 5 to the free end 6 of the heat exchange fin 3 becomes larger.
Die Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Strangpreßprofil 1, auf dessen Grundprofilkörper 2 zwei Wärmetauschrippen dicht nebeneinander angeordnet sind. Die Erfindung ist keineswegs auf zwei Wärmetauschrippen 3 beschränkt, vielmehr kann - je nach Platzverhältnissen - eine entsprechende Anzahl von Wärmetauschrippen 3 auf den Grundprofilkörper 2 angeordnet sein.Fig. 3 shows an inventive extruded profile 1, on the Basic profile body 2 two heat exchange fins are arranged close together. The invention is in no way limited to two heat exchange fins 3, but can - depending on the space available - a corresponding number of heat exchange fins 3 be arranged on the basic profile body 2.
Gemäß der Fig. 3 sind die beiden Wärmetauschrippen 3 derart ausgebildet, daß zur Erzielung eines hohen Füllgrades die Wellenberge 7 der Wellung der einen Wärmetauschrippe 3 in die entsprechenden Wellentäler 8 der Wellung der anderen, benachbarten Wärmetauschrippe 3 hineingreifen. Hierdurch sind die Wärmetauschrippen 3 besonders platzsparend auf dem Grundprofilkörper 2 angeordnet, und darüber hinaus wird auf diesem geringen Raum eine sehr große Wärmetauschfläche ausgebildet.According to FIG. 3, the two heat exchange fins 3 are designed in such a way that that to achieve a high degree of filling the wave crests 7 of the corrugation of the one Heat exchange rib 3 in the corresponding wave troughs 8 of the corrugation of the other, reach into neighboring heat exchange rib 3. As a result, the heat exchange fins are 3 arranged in a particularly space-saving manner on the basic profile body 2, and beyond a very large heat exchange surface is formed in this small space.
Gemäß der Fig. 2 ist bei dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel an der Oberfläche beider Seiten der Wärmetauschrippe 3 eine Riffelung 9 ausgebildet, die quer zu der von dem Grundprofilkörper 2 wegweisenden Wärmetauschrippe 3 verläuft. Hierdurch wird eine zusätzliche Wärmetauschflächenvergrößerung erzielt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann diese Riffelung auch nur an der Oberfläche einer Seite der Wärmetauschrippe ausgebildet sein.According to FIG. 2, in the embodiment shown there a corrugation 9 is formed on the surface of both sides of the heat exchange fin 3, which runs transversely to the heat exchange rib 3 pointing away from the basic profile body 2. In this way, an additional increase in the heat exchange surface is achieved. In one Embodiment not shown can also have this corrugation only on the surface be formed on one side of the heat exchange fin.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strangpreßprofils 1 erfolgt folgendermaßen.The inventive method for producing a Extruded profile 1 is carried out as follows.
Der Grundprofilkörper 2 wird zusammen mit der Wärmetauschrippe 3 stranggepreßt (in der folgenden Beschreibung wird lediglich eine Wärmetauschrippe erwähnt; es können jedoch auch mehrere Wärmetauschrippen an dem Strangpreßprofil ausgebildet sein). Beim Strangpreßvorgang erfolgt das Auspressen des die Wärmetauschrippe 3 bildenden Materials mit einer größeren Fließgeschwindigkeit als das Auspressen des den Grundprofilkörper 2 bildenden Materials. Hierdurch wird erfindungsgemäß die quer zur Stranglängsrichtung ausgebildete Wellung der Wärmetauschrippe 3 erreicht, denn die gegenüber dem GrundprDfilkörper 2 erfolgende größere Fließgeschwindigkeit des Materials für die Wärmetauschrippe 3 führt zu der erfindungsgemäßen Wellenbildung. Die Amplitude der Wellenbildung kann mittels der Differenz der unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten des Materials für den Grundprofilkörper 2 und der Wärmetauschrippe 3 gesteuert werden. Bei großer Fließgeschwindigkeitsdifferenz wird sich eine größere Amplitude als bei kleinerer Fließgeschwindigkeitsdifferenz einstellen.The basic profile body 2 is extruded together with the heat exchange fin 3 (in the following description only one heat exchange fin is mentioned; es however, several heat exchange fins can also be formed on the extruded profile be). During the extrusion process, the heat exchange fin 3 is pressed out forming material with a greater flow rate than the pressing of the the basic profile body 2 forming material. As a result, according to the invention corrugation of the heat exchange fin 3 formed transversely to the longitudinal direction of the strand is achieved, because the greater flow velocity taking place compared to the basic film body 2 of the material for the heat exchange fin 3 leads to the formation of waves according to the invention. The amplitude of the wave formation can be determined by means of the difference between the different Flow rates of the material for the basic profile body 2 and the heat exchange fin 3 can be controlled. If the flow velocity difference is large, there will be a greater one Set the amplitude as with a smaller flow velocity difference.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843406122 DE3406122A1 (en) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | Extruded profile and process for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843406122 DE3406122A1 (en) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | Extruded profile and process for the production thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3406122A1 true DE3406122A1 (en) | 1985-08-22 |
Family
ID=6228304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843406122 Withdrawn DE3406122A1 (en) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | Extruded profile and process for the production thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3406122A1 (en) |
Cited By (3)
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WO1994025815A1 (en) * | 1993-04-26 | 1994-11-10 | Pühringer, Siegfried | Hollow metal chambered section |
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1984
- 1984-02-21 DE DE19843406122 patent/DE3406122A1/en not_active Withdrawn
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8165 | Unexamined publication of following application revoked |