AT523430B1

AT523430B1 - Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres

Info

Publication number: AT523430B1
Application number: ATA50105/2020A
Authority: AT
Original assignee: Miba Sinter Austria Gmbh
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2021-08-15
Also published as: CN113251838A; US20210245310A1; AT523430A4; DE102021102960A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres (1) umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Hüllelementes (2); Anordnen einer zusammenhängenden Kapillarstruktur (3) an dem Hüllelement (2); Verbinden der Kapillarstruktur (3) mit dem Hüllelement (2), wobei zumindest 90 % der Anlageflächen der Kapillarstruktur (3) mit dem Hüllelement (2) verbunden werden.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Hüllelementes, Anordnen einer zusammenhängenden Kapillarstruktur an dem Hüllelement und Verbinden der Kapillarstruktur mit dem Hüllelement in Verbindungsbereichen, die über eine Gesamtlänge der Kapillarstruktur ausgebildet werden.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Wärmerohr umfassend ein Hüllelement und eine zusammenhängende Kapillarstruktur, die von dem Hüllelement umgeben ist und mit diesem in Verbindungsbereichen, die über eine Gesamtlänge der Kapillarstruktur ausgebildet sind, verbunden ist.

[0003] Wärmerohre (auch Heatpipes genannt) sind im Stand der Technik bereits vielfältig beschrieben worden. Ein Wärmerohr ist vereinfacht ausgedrückt ein in sich geschlossenes System in einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse, das in seinem Inneren ein Fluid aufweist, das sich aufgrund des herrschenden Drucks bei Betriebstemperatur nahe an seinem Siedepunkt befindet. Wird das Wärmerohr in einem Teilbereich erwärmt, so geht das Fluid in die Gasphase über, um im Inneren des Wärmerohrs in Richtung eines kühleren Bereichs zu strömen, dort zu kondensieren und entlang der Innenwände des Gehäuses des Wärmerohrs in den wärmeren Bereich zurückzufließen. Bei diesem (Wärme-)Transportprozess entzieht das Wärmerohr in einem Verdampfungsbereich seiner Umgebung Wärme und führt diese Wärme der Umgebung des Kondensationsbereichs des Wärmerohrs zu.

[0004] Für den Transport des flüssigen Fluids aus dem Kondensationsbereich in den Verdampfungsbereich können in derartigen Wärmerohren Kapillarstrukturen vorgesehen sein. Diese können mit unterschiedlichsten Mitteln erzeugt werden. Unter anderem werden Metallnetze bzw. Metallgitter verwendet, die in die Wärmrohre eingelegt werden.

[0005] Die US 2013/048248 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohrs, umfassend: a) Bereitstellen eines Hohlrohrs, eines Netzes und einer Stützkomponente, Umwickeln der Stützkomponente mit dem Netz und anschließendes Einführen der Stützkomponente und des Netzes in das Hohlrohr; b) Einführen einer Einführstange in das Wärmerohr; und c) nach Schritt b) Schrumpfen eines Teils des Hohlrohrs und der Einführstange, um das Hohlrohr in ein Stufenrohr mit unterschiedlichen Umfangsabmessungen umzuwandeln.

[0006] Aus der CN 2591542 Y ist ein Wärmerohr bekannt umfassend einen hohlen Rohrkörper und ein netzartiges Kapillargewebe, das an der Innenwand des Rohrkörpers angeordnet ist. Weiter ist im Inneren des Rohrkörpers eine Stützstruktur angeordnet, die das Kapillargewebe gegen die Innenwand drückt. Der Stützkörper ist ein plattenförmiger Spiralkörper.

[0007] Die US 2004/112450 A1 beschreibt ein Wärmerohr mit einem Rohrbehälter und einer Faserstruktur. Die Faserstruktur ist an einer Innenwand des Rohrbehälters angeordnet, und weist mindestens zwei Arten von Fasern mit unterschiedlichen Schmelzpunkten auf. Die höher schmelzende Faser gibt der Struktur die Halt, während die niedriger schmelzende Faser bei der Sintertemperatur zur Verbindungsbildung geschmolzen wird.

[0008] Die US 2006/048919 A1 beschreibt eine Kapillarstruktur an einer Innenwand eines Wärmerohrs. Die Struktur enthält mehrere orthogonale gewebte Fasern. Die Fasern, die sich entlang einer Längsrichtung des Wärmerohrs erstrecken, sind dünner, womit die Struktur in der Lage ist, eine verbesserte Kapillarwirkung und eine gute Befestigung am Wärmerohr bereitzustellen.

[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsetzbarkeit von derartigen Wärmerohren zu verbessern.

[0010] Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass zumindest 90 % der Anlageflächen der die Kapillarstruktur mit dem Hüllelement verbunden werden.

[0011] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannte Wärmerohr gelöst, bei dem zumindest 90 % der Anlageflächen der Kapillarstruktur mit dem Hüllelement verbunden sind.

[0012] Von Vorteil ist dabei, dass durch die Anbindung der Kapillarstruktur an das Hüllelement die Kapillarstruktur nicht mehr verrutschen kann. Es kann somit im Inneren des Wärmerohres ein nicht mit der Kapillarstruktur versehener Raum zur Verfügung gestellt werden, in dem die Dampfphase mit geringerem Widerstand strömen kann. Dabei kann durch die Verbindung der Kapillarstruktur mit dem Hüllelement die Ablösung der Kapillarstruktur vermieden werden. Durch die Ablösung würde der Wirkungsgrad des Wärmerohres durch eine Verringerung der in das Wärmerohr eingetragenen Wärme vermindert werden. Durch die Ablösung entfällt nämlich die Wärmeleitung vom Hüllelement in die Kapillarstruktur, sodass die Wärme nur mehr durch Konvektion im Inneren des Wärmerohres in die Kapillarstruktur eingebracht wird. Bei teilweiser Ablösung der Kapillarstruktur besteht zwar weiterhin eine Wärmeleitungsanteil vom Hüllelement in die Kapillarstruktur. Jedoch ist auch dieser Anteil reduziert, da die Kontaktflächen zwischen Hüllelement und Kapillarstruktur durch die Ablösung reduziert ist. Zusätzlich wird der Rückfluss des kondensierten Arbeitsfluids zur Wärmequelle entlang dem Hüllelement erschwert bzw. unterbrochen. Um dem zu begegnen gibt es im Stand der Technik Lösungen, bei denen der gesamte Innenraum mit der Kapillarstruktur ausgefüllt wird. Dadurch wird aber der Strömungsquerschnitt im Inneren des Wärmerohres zusätzlich verengt, wodurch eine geringere Menge an Gas zum Kondensationsraum transportiert werden kann. Die vollständige Ausfüllung des Innenraums des Hüllelementes ist mit der Erfindung nicht notwendig, sodass die Kapillarstruktur auch relativ dünn ausgeführt werden kann.

[0013] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Kapillarstruktur ein Metallnetz oder ein Metallgeflecht oder ein Metallschwamm oder eine Metallwolle oder ein Metallschaum verwendet wird. Insbesondere diese Kapillarstrukturen lassen sich relativ einfach mit dem Hüllelement verbinden, da ein relativ großer Flächenanteil für den Verbindungsbereich zur Verfügung gestellt werden kann. Zudem weist zumindest ein Teil dieser Kapillarstrukturen eine gute Eigensteifigkeit auf, die die Verhinderung der Ablösung der Kapillarstruktur vom Hüllelement unterstützt.

[0014] Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen dem Hüllelement und der Kapillarstruktur durch Sintern hergestellt wird. Die Verbindungsherstellung kann damit relativ einfach durchgeführt werden, indem das mit der Kapillarstruktur versehene Hüllelement der Sintertemperatur ausgesetzt wird. Eine Manipulation im Inneren der Kapillarstruktur ist damit für die Verbindungsbildung nicht erforderlich. Zudem können durch das Sintern schmelzmetallurgisch bedingte Veränderungen der Werkstoffe und damit einhergehende Eigenschaftsänderungen zumindest großteils vermieden werden.

[0015] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kapillarstruktur eine Länge aufweist und über die gesamte Länge mit der Hüllelement verbunden wird. Es kann damit die Verformbarkeit des Wärmerohres verbessert werden, ohne dass sich die Kapillarstruktur durch das Verformen, beispielsweise Biegen, vom Hüllelement partiell ablöst. Zwar ist die Verformbarkeit des Wärmerohres auch bei den voranstehend genannten Ausführungsvarianten im Vergleich zu Ausführungen von Wärmerohren ohne Verbindung zwischen einer zusammenhängenden Kapillarstruktur und dem Hüllelement verbessert, jedoch wird mit diese Umformbarkeit bzw. Verformbarkeit mit dieser Ausführungsvariante der Erfindung weiter verbessert.

[0016] Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen werden, dass in dem Hüllelement vor dem Verbinden der Kapillarstruktur mit dem Hüllelement zumindest ein Federelement so angeordnet wird, dass die Kapillarstruktur zwischen dem Hüllelement und dem Federelement angeordnet ist. Mit dem zumindest einen Federelement kann die Kapillarstruktur vor dem Verbinden gegen das Hüllelement „vorgespannt“ werden. Damit können auch Wärmerohre mit größeren Durchmessern relativ einfach hergestellt werden.

[0017] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung dazu kann als Federelement eine Spiralfeder verwendet werden. Dies hat durch die vollumfängliche Anlage des Federelementes an die Kapillarstruktur den Vorteil einer guten Anlage der Kapillarstruktur an das Hüllelement bei

relativ einfacher Einführbarkeit des Federelementes in das Innere des Hüllelementes.

[0018] Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Hüllelement bereits ein Metallrohr eingesetzt wird, oder dass das Hüllelement nach dem Verbinden mit der Kapillarstruktur zu einem Rohr geformt wird. Durch die Verwendung eines Rohres können nachträgliche Verarbeitungsschritte reduziert werden, womit der Einfluss auf die Kapillarstruktur reduziert werden kann. Die nachträgliche Umformung zum Rohr wiederum hat den Vorteil der einfacheren Einbringbarkeit der Kapillarstruktur, womit auch Wärmerohre mit sehr kleinen Durchmessern einfacher herstellbar sind.

[0019] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0020] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: [0021] Fig. 1 ein Wärmerohr im Querschnitt;

[0022] Fig. 2 ein Wärmerohr im Längsschnitt;

[0023] Fig. 3 eine Mikroskopaufnahme eines Ausschnittes eines Wärmerohres;

[0024] Fig. 4 eine Mikroskopaufnahme eines Ausschnittes eines verformten Wärmerohres mit angesintertem Netz als Kapillarstruktur.

[0025] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0026] In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein Wärmerohr 1 dargestellt.

[0027] Das Wärmerohr 1 dient der Kühlung bzw. Temperierung von Gegenständen. Es kann generell für den Wärmetransport verwendet werden, um Wärmeenergie von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort zu transportieren. Die Wirkungsweise wurde voranstehend schon kurz erläutert.

[0028] Das Wärmerohr 1 umfasst ein Hüllelement 2 und eine Kapillarstruktur 3 (auch als Kapillarelement bezeichenbar) bzw. besteht aus diesen Komponenten.

[0029] Das Hüllelement 2 ist rohrförmig ausgebildet. Es kann unterschiedlichste Querschnitte aufweisen, beispielsweise kreisrund, oval, mehreckig, wie z.B. quadratisch, rechteckig, etc. Die in den Figuren dargestellte Form des Wärmerohres 1 bzw. des Hüllelementes 2 ist also nicht beschränkend zu verstehen.

[0030] Das Hüllelement 2 besteht aus einem metallischen Werkstoff. Bevorzugt wird aufgrund der Wärmeleitfähigkeit Kupfer bzw. eine Kupferbasislegierung eingesetzt. Es können aber auch andere Metalle oder Metalllegierungen verwendet werden, wie beispielsweise Aluminium, Silber, etc. Der eingesetzte Werkstoff verleiht dem Wärmerohr 1 auch die Formstabilität im eingesetzten Temperaturbereich.

[0031] Die Kapillarstruktur 3 besteht oder umfasst ebenfalls einen metallischen Werkstoff. Bevorzugt wird aufgrund der Wärmeleitfähigkeit Kupfer bzw. eine Kupferbasislegierung eingesetzt. Es können aber auch andere Metalle oder Metalllegierungen verwendet werden, wie beispielsweise Aluminium, Silber, Stahl, etc. Die Kapillarstruktur stellt die Kapillaren für den Transport des flüssigen Arbeitsmediums im Wärmerohr 1 dar.

[0032] Die Kapillarstruktur 3 ist zusammenhängend. Der Begriff „zusammenhängend"“ ist dabei im Sinne dieser Beschreibung so zu deuten, dass die Kapillarstruktur nicht pulverförmig bzw. nicht partikulär ist und auch nicht aus einem gesinterten Pulver besteht. Anders ausgedrückt ist damit eine Kapillarstruktur 3 angesprochen, die bereits vor einem Sinterprozess eine zusammen-

hängende Struktur bildet, und die ohne Sinterprozess hergestellt worden ist (beispielsweise durch Stanzen, Weben, etc.). Der Werkstoff an sich, aus dem die zusammenhängende Kapillarstruktur hergestellt ist, ist kein Sintermaterial, sondern ein Vollmaterial.

[0033] In der bevorzugten Ausführungsvariante des Wärmerohrs 1 ist die Kapillarstruktur 3 ein Metallnetz oder ein Metallgeflecht oder ein Metallschwamm oder eine Metallwolle oder ein Metallschaum bzw. wird zur Herstellung des Wärmerohres 1 ein Metallnetz oder eine Metallgeflecht oder ein Metallschwamm oder eine Metallwolle oder ein Metallschaum verwendet. Es können dabei auch mehrere Lagen von Metallnetzen oder Metallgeflechten übereinanderliegend angeordnet werden.

[0034] Das Hüllelement 2 definiert einen Innenraum 4, den es umgibt. Die Kapillarstruktur 3 ist in diesem Innenraum 4 angeordnet und dementsprechend ebenfalls von dem Hüllelement 2 umgeben.

[0035] Die Kapillarstruktur 3 kann eine Schichtdicke 5 aufweisen, die zwischen 1% und 1000 % einer Wandstärke 6 des Hüllelementes 2 entspricht.

[0036] Weiter kann die Schichtdicke 5 der Kapillarstruktur 3 einen Wert aufweisen, der zwischen 0,1 % und 50 % der größten Abmessung des Querschnittes des Innenraums 4 beträgt. In der dargestellten Ausführungsvariante des Wärmerohres 1 ist dies der Durchmesser des Innenraums 4. Bei flachen Wärmerohren 1, deren Querschnitt eine Breite und eine Höhe aufweist, ist dies die Breite des Innenraums 4.

[0037] Es ist vorgesehen, dass die Kapillarstruktur 3 mit dem Hüllelement 2 verbunden ist bzw. wird. Dazu wird vorher das Hüllelement 2 bereitgestellt und die Kapillarstruktur 3 an bzw. in dem Hüllelement 2 angeordnet.

[0038] Prinzipiell kann für die Verbindung der Kapillarstruktur 3 mit dem Hüllelement 2 jede geeignete Verbindungsmethode angewandt werden, solange die Verbindung bei der Einsatztemperatur des Wärmerohres 1 stabil bleibt, also die Verbindung bei normaler Verwendung des Wärmerohres 1 nicht zerstört wird. Bevorzugt wird jedoch die Kapillarstruktur 3 mit dem Hüllelement 2 stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise kann die Kapillarstruktur 3 mit dem Hüllelement 2 verklebt oder verschweißt werden. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist die Kapillarstruktur 3 an das Hüllelement angesintert. Dazu kann das mit der Kapillarstruktur 3 bestückte Hüllelement 2 in einem Sinterofen, beispielsweise einen Durchlaufofen, für eine bestimmte Zeit (z.B. zwischen 5 Minuten und 155 Stunden) einer erhöhten Temperatur (der Sintertemperatur) ausgesetzt werden. Diese Temperatur richtet sich dabei nach den eingesetzten metallischen Werkstoffen und kann zwischen 300 °C und 1.500 °C, insbesondere zwischen 700 °C und 1.300 °C, betragen. Da Sinterverfahren an sich bekannt sind, erübrigt sich eine weitere ErÖörterung an dieser Stelle.

[0039] Im Sinterofen kann eine Schutzgasatmosphäre oder reduzierende Atmosphäre vorherrschen, um eine Oxidation der Metalle zu vermeiden.

[0040] Es können auch andere Wärmequellen für das Ansintern eingesetzt werden. Beispielsweise kann das Ansintern induktiv erfolgen. Dazu kann ein Induktor an der Fügestelle entlangbewegt werden bzw. an die Fügestelle herangeführt werden. Es ist damit möglich, selektiv nur (ringförmige) Bereich zu verbinden. Alternativ ist es auch möglich, ein rohrförmiges Hüllelement 2 mit innen angeordneter Kapillarstruktur 3 durch einen (ringförmigen) Induktor zu bewegen.

[0041] Durch das Ansintern wird eine äußere, dem Hüllelement 2 gegenüberliegende Lage bzw. Schicht der Kapillarstruktur 3 an das Hüllelement 2 angebunden, wie dies in Fig.1 mit Verbindungsbereichen 7 angedeutet ist. Es ist also nicht zwingend das gesamte Netz bzw. Gitter (falls als Kapillarstruktur ein Metallnetz bzw. Metallgitter eingesetzt wird) mit dem Hüllelement 2 verbunden, sondern sind nur diskrete Bereiche angesintert, beispielsweise eine Drahtlage, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Bei Verwendung eines Metallschwamms als Kapillarstruktur 3 können beispielsweise die äußeren, Poren begrenzende Stege des Metallschwamms an das Hüllelement 2 angebunden werden/sein.

[0042] Zur Herstellung von Wärmerohren 1 mit größeren Durchmessern (beispielsweise ab 1 mm) kann es von Vorteil sein, wenn für die Anbindung der Kapillarstruktur 3 an das Hüllelement 2 die Kapillarstruktur 3 gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung mit zumindest einem Federelement 8 an die Oberfläche des Hüllelementes 2 angelegt wird, sodass die Kapillarstruktur 3 beim Manipulieren des Hüllelementes 2 mit der Kapillarstruktur 3 nicht mehr verrutscht. Das zumindest eine Federelement 8 ist in Fig. 1 strichliert angedeutet. Es wird im Hüllelement 2 so angeordnet, dass sich die Kapillarstruktur 3 zwischen dem Hüllelement 2 und dem zumindest einen Federelement 8 befindet.

[0043] Die Anordnung von zumindest einem Federelement kann aber bei Wärmerohren 1 mit kleinem Durchmesser von Vorteil sein, wenn die Kapillarstruktur 3 keine ausreichende Eigensteifigkeit aufweist, beispielsweise wenn ein einlagiges, dünnes Metallnetz als Kapillarstruktur 3 eingelegt wird.

[0044] Als Federelement 8 kann beispielsweise eine Ringfeder oder eine Blattfeder verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsvariante eine Spiralfeder eingesetzt.

[0045] Das zumindest eine Federelement 8 ist bevorzugt ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Kupfer oder einem Federstahl, und verbleibt im Wärmerohr 1.

[0046] Zur Lagefixierung der Kapillarstruktur 3 vor dem Verbinden mit dem Hüllelement 2 kann anstelle oder zusätzlich zu dem zumindest einem Federelement 8 auch ein Halteelement eingesetzt werden, das beispielsweis als Halteclip ausgeführt ist und die axialen Stirnflächen des Haltelementes übergreifend aufgesteckt sein kann.

[0047] Die Kapillarstruktur 3 ist dabei ebenfalls zwischen dem zumindest einen Halteelement und dem Hüllelement 2 angeordnet. Gegebenenfalls kann das zumindest eine Haltelement wieder aus dem Hüllelement 2 entfernt werden, bevor dieses mit dem Wärmeträgerfluid gefüllt und flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Es kann aber auch im fertigen Wärmerohr 1 belassen werden.

[0048] In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante des Wärmerohres 1 im Längsschnitt dargestellt. Ein Endbereich ist bereits flüssigkeitsdicht verschlossen, der andere Endbereich des Rohres ist noch offen.

[0049] Wie aus dieser Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Kapillarstruktur 3 in Richtung einer Längsmittelachse 9 durch das Wärmerohr 1 eine Gesamtlänge 10 auf. Es ist dabei bei dieser Ausführungsvariante nun vorgesehen, dass die Kapillarstruktur über die Gesamtlänge 10 mit dem Hüllelement 2 verbunden ist. Es sind also über die gesamte Länge der Kapillarstruktur 3 Verbindungsbereiche 7 (im voranstehenden Sinn) ausgebildet. Dies bedeutet nicht, dass die Kapillarstruktur 3 vollflächig über die Gesamtlänge 10 mit dem Hüllelement 2 verbunden ist. Generell sind jedoch zumindest 90 %, insbesondere zumindest 95 %, der Anlagefläche(n) der Kapillarstruktur 3 an dem Hüllelement 2 mit letzterem (insbesondere stoffschlüssig) verbunden.

[0050] Obwohl diese Ausbildung von über die Gesamtlänge 10 verteilten Verbindungsbereichen 7 die bevorzugte ist (weil über ein Sinterverfahren einfach herstellbar), besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass über die Gesamtlänge 10 verteilt mehrere diskrete Verbindungszonen ausgebildet werden, beispielsweise ringförmige Verbindungszonen. Z.B. können der Anfangs- und Endbereich der Kapillarstruktur 3 mit dem Hüllelement 2 verbunden werden. Zudem können zwischen dem Anfangs- und Endbereich der Kapillarstruktur 3 weitere Verbindungszonen ausgebildet werden. Dabei ist von Vorteil, wenn ein Abstand zwischen den einzelnen Verbindungszonen bzw. Verbindungsbereichen 7 maximal 5 % der Gesamtlänge 10 der Kapillarstruktur 3 beträgt. Beispielsweise kann dieser Abstand ausgewählt sein aus einem Bereich von 0,01 % bis 4%, vorzugsweise aus einem Bereich von 0,1 % bis 2 %, der Gesamtlänge 10 der Kapillarstruktur 3.

[0051] Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann die innere Oberfläche des Hüllelementes 2, d.h. die der Kapillarstruktur zugewandte Oberfläche des Hüllelementes 2, mit einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer Rillenstruktur mit in Richtung der Längsmittelachse 9 verlaufen-

den Rillen, versehen sein.

[0052] Für die Herstellung des Wärmerohres 1 wird bevorzugt ein bereits rohrförmiges Hüllelement 2 eingesetzt, in das die Kapillarstruktur 3 und gegebenenfalls das zumindest eine Federelement 8 eingeschoben wird/werden. Es kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung aber auch vorgesehen werden, dass die Kapillarstruktur 3 auf eine insbesondere ebenes Hüllelement 2 aufgelegt und in diesem Zustand mit dem Hüllelement 2 verbunden wird. Das Wärmerohr 1 kann erst nach der Herstellung dieser Verbindung durch Umformen des ebenen Hüllelementes 2 mit der Kapillarstruktur 3 ausgebildet werden, wobei in diesem Fall die offenen seitlichen Mantelstirnflächen ebenfalls flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden (also nicht nur der Anfangs- und der Endbereich des Rohres). Zur einfacheren Umformbarkeit kann das Hüllelement 2 auch bei dieser Ausführungsvariante bereits vorgeformt, also mit einer Krümmung versehen sein. Es ist allerdings bevorzugt noch nicht zur Gänze zu einem Rohr geformt.

[0053] Durch die Verbindung der Kapillarstruktur 3 mit dem Hüllelement 2 kann das Ablösen der Kapillarstruktur 3 bei einer Verformung des Wärmerohres 1 vermieden werden. Zudem konnte beobachtet werden, dass damit der Wirkungsgrad des Wärmerohres 1 um ca. 10 % bis 15 % gesteigert werden kann (verglichen mit Wärmerohren gleicher Bauart, allerdings ohne Verbindung der Kapillarstruktur mit dem Hüllelement).

[0054] Im Zuge der durchgeführten Tests an dem Wärmerohr 1 wurden auch die Aufnahmen entsprechend den Fig. 3 und 4 erstellt. Dazu wurde in einem Kupferrohr als Hüllelement 2 ein Netz aus reinem Kupfer mit einer Drahtstärke von 0,05 mm und einer Maschenweite von 300 um zweilagig als Kapillarstruktur 3 eingelegt. Danach wurde die Kapillarstruktur 3 an das Hüllelement 2 bei einer Temperatur von 900 °C für eine Zeitdauer von 120 Minuten angesintert. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt. Deutlich zu sehen sind die zwischen der inneren Oberfläche des Hüllelements 2 und der Kapillarstruktur 3 ausgebildeten Verbindungsbereiche 7. Diese Verbindungen werden auch bei einer starken Umformung des Wärmerohres 1 praktisch nicht gelöst, wie dies die Fig. 4 zeigt, die das Wärmerohr 1 nach einer entsprechenden Umformung zeigt. Dieses Wärmerohr 1 hatte vor der Umformung einen kreisförmigen Querschnitt.

[0055] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Wärmerohres 1 dieses nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Wärmerohr

2 Hüllelement

3 Kapillarstruktur

4 Innenraum

5 Schichtdicke

6 Wandstärke

7 Verbindungsbereich 8 Federelement

9 Längsmittelachse

10 Gesamtlänge

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres (1) umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Hüllelementes (2); - Anordnen einer zusammenhängenden Kapillarstruktur (3) an dem Hüllelement (2); - Verbinden der Kapillarstruktur (3) mit dem Hüllelement (2) in Verbindungsbereichen (7), die über eine Gesamtlänge (10) der Kapillarstruktur (3) ausgebildet werden; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 90 % der Anlageflächen der Kapillarstruktur (3) mit dem Hüllelement (2) verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kapillarstruktur (3) ein Metallnetz oder ein Metallgeflecht oder ein Metallschwamm oder eine Metallwolle oder ein Metallschaum eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Hüllelement (2) und der Kapillarstruktur (3) durch Sintern hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hüllelement (2) vor dem Verbinden der Kapillarstruktur (3) mit dem Hüllelement (2) zumindest ein Federelement (8) so angeordnet wird, dass die Kapillarstruktur (3) zwischen dem Hüllelement (2) und dem Federelement (8) angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelement (8) eine Spiralfeder verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Hüllelement (2) eine Metallrohr eingesetzt wird, oder dass das Hüllelement (2) nach dem Verbinden mit der Kapillarstruktur (3) zu einem Rohr geformt wird.

7. Wärmerohr (1) umfassend ein Hüllelement (2) und eine zusammenhängende Kapillarstruktur (3), die von dem Hüllelement (2) umgeben ist und mit diesem in Verbindungsbereichen (7), die über eine Gesamtlänge (10) der Kapillarstruktur (3) ausgebildet sind, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 90 % der Anlageflächen der Kapillarstruktur (3) mit dem Hüllelement (2) verbunden sind.

8. Wärmerohr (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (3) ein Metallnetz oder eine Metallgeflecht oder ein Metallschwamm oder eine Metallwolle oder ein Metallschaum ist.

9. Wärmerohr (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (3) an das Hüllelement (2) angesintert ist.

10. Wärmerohr (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (3) zwischen dem Hüllelement (2) und zumindest einem Federelement (8) angeordnet ist.

11. Wärmerohr (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (8) eine Spiralfeder ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen