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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Fluids mittels
Kapillarkräften
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen
Herstellung gemäß den Merkmalen des
Anspruchs 14. Die Erfindung betrifft zudem ein Wärmerohr oder Sorptionsrohr
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 24 sowie eine Kühlvorrichtung
zur Kühlung
einer Elektronikkomponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
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Allgemein
sind aus dem Stand der Technik Wärmerohre
und nach dem Prinzip eines Wärmerohrs
aufgebaute Kühlvorrichtungen
bekannt, bei denen ein in einem ersten Raumbereich verdampfendes
und in einem entfernten Raumbereich kondensierendes Fluid, z.B.
Wasser, Alkohol oder ähnliches, über Kapillarkräfte zwischen
den Bereichen transportiert wird. Die kapillarisch wirksamen Strukturen
werden z.B. durch Sintern von feinem Metallgranulat hergestellt.
Ebenso ist bekannt, Gewebe, Gestricke, Gitternetze und andere Strukturen
einzusetzen. Neben der Aufnahme und gegebenenfalls dem Transport von
Flüssigkeit
haben solche Strukturen häufig
auch den Zweck der Ausbildung von Blasenkeimen zur Kontrolle eines
Siedevorgangs der Flüssigkeit
und zur Verbesserung der Kondensation.
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Weiterhin
sind Sorptionsrohre bekannt, bei denen eine Seite des sonst analog
zum Wärmerohr aufgebauten
Rohres mit einer Sorptionsmittelbeschichtung statt mit einer Kapillarstruktur
ausgestattet ist. Sowohl Wärme-
als auch Sorptionsrohre benötigen
wenigstens auf einer Seite eine Vorrichtung zum wandnahen Halten
und Transport eines Fluids mittels Kapillarkräften.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Aufnahme eines
Fluids mittels Kapillarkräften
anzugeben, die kostengünstig
herstellbar ist und eine hohe Porosität aufweist. Die hohe Porosität wird benötigt, um
eine große
Menge flüssigen
Arbeitsmittels zu speichern und im thermischen Wandkontakt zu halten.
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Diese
Aufgabe wird für
eine eingangs genannte Vorrichtung zur Aufnahme eines Fluids mittels
Kapillarkräften
erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung einer
Vielzahl von Faltungen in einem Blechformteil lassen sich bei entsprechender Dichte
der Faltungen ausreichend kleine Räume zwischen benachbarten Faltungen
ausbilden, um das betreffende Fluid in diesen Räumen durch Kapillarkräfte zu verteilen.
Neben günstiger
Herstellbarkeit und hoher Porosität kann hierdurch auch die Verdampfung
und Kondensation des Fluids verbessert werden. Unter dem Begriff „Blechformteil" soll erfindungsgemäß auch ein
Metallfolienformteil beziehungsweise ein daraus hergestelltes Halbzeug,
beispielsweise ein Streckgitter verstanden werden.
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In
bevorzugter Ausführung
ist das Element stoffschlüssig
mit der Oberfläche
verbunden, insbesondere mittels Verlötung, Verschweißung oder
Verklebung. Hierdurch läßt sich
insbesondere ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Element
bzw. Blechformteil und der Oberfläche bzw. dem Tragteil herstellen.
Das Element kann dabei je nach Dimensionierung in ausreichendem
Umfang biegbar sein, um eine Anpassung an die Form der insbesondere
im Wesentlichen glatten Oberfläche
zu ermöglichen.
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Allgemein
vorteilhaft weist die Mehrzahl von Faltungen jeweils im Wesentlichen
parallel zueinander verlaufende Wandabschnitte auf. Durch entsprechend
enge Beabstandung dieser Wandabschnitte lassen sich auf einfache
Weise kapillarisch wirksame Hohlräume erzeugen, wobei zudem eine
hohe Porosität,
d.h. ein großes
Verhältnis
von Hohlraum zu Materialvolumen, erreichbar ist.
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Bevorzugt
kann es dabei vorgesehen sein, dass die Wandabschnitte jeweils in
einem Winkel zu der Oberfläche
ausgerichtet sind, wobei der Winkel weniger als 90° beträgt. Im Hinblick
auf ein einfaches Herstellungsverfahren lässt sich auf diese Weise eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
kostengünstig bereitstellen,
da der geringe Abstand benachbarter Faltungswände einfach durch einen Herstellungsschritt
des Umlegens der Faltungen erzielbar ist. Der Winkel beträgt dabei
bevorzugt weniger als 45°,
besonders bevorzugt weniger als 25°.
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In
weiterhin bevorzugter Detailausführung
ist in dem Blechformteil eine Mehrzahl von Vorsprüngen und/oder
Durchbrechungen ausgebildet. Hierdurch ist ein Fluidtransport durch
das Blech hindurch und somit auch in anderen Raumrichtungen als
in Längsrichtung
der Faltungen ermöglicht.
Die Durchbrechungen und/oder Vorsprünge sind zudem geeignet, als
Anschlag den Abstand zwischen benachbarten Faltungswänden zu
definieren. Somit kann es je nach Ausführungsform bevorzugt sein,
dass lediglich Vorsprünge,
zum Beispiel in Form von Noppen, vorgesehen sind oder auch Durchbrechungen,
zum Beispiel in Form von kiemenförmiger
Ausstellungen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist das Blechformteil Stegrippen auf. Stegrippen sind – ähnlich wie
zum Beispiel Kiemenrippen – einfach
herstellbar und haben gute Transporteigenschaften aufgrund der Durchbrechungen
zwischen benachbarten Faltungen.
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Bevorzugt
besteht das Blechformteil aus einem gut wärmeleitenden Metall, insbesondere
auf Basis von Kupfer. Neben der guten Wärmeleitung ist Kupfer gut formbar,
so dass die eng beabstandeten Faltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einfach herstellbar sind.
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In
einer geeigneten Ausführungsform
besteht das Blechformteil aus einem Blech, bevorzugt einem Metallband,
dessen Dicke weniger als etwa 0,1 mm und besonders bevorzugt weniger
als etwa 0,03 mm beträgt.
Solche Bleche sind mit hoher Prozeßsicherheit zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
formbar.
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In
vorteilhafter Gestaltung einer Ausführungsform weist das Blechformteil
eine Oberflächenbehandlung
oder eine Beschichtung mit guter Benetzbarkeit durch das Fluid auf,
wodurch im Falle einer ungünstigen
Materialpaarung von Fluid und Blechmaterial der kapillarische Transport
des Fluids verbessert werden kann. Die Oberfläche kann beispielsweise eine
spezifische Oxidschicht oder dergleichen aufweisen.
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In
bevorzugter Detailgestaltung haben die Faltungen eine Dichte von
zwischen etwa 150 und etwa 800 Faltungen/dm, besonders bevorzugt
zwischen etwa 200 und etwa 500 Faltungen/dm. Weiterhin vorteilhaft
haben die Faltungen eine Höhe über der
Oberfläche
zwischen etwa 1 mm und etwa 6 mm, besonders bevorzugt zwischen etwa
1 mm und etwa 3 mm.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
15 umfaßt
die Schritte gemäß dem Anspruch 16.
Auf diese Weise ist das mehrfach gefaltete Element einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
einfach und kostengünstig
herstellbar, insbesondere durch ein Quasi-Endlos-Verfahren. Dabei
kann das Blech von einer beliebig großen Rolle bereitgestellt werden, wobei über geeignete
Mittel wie etwa Walzen die entsprechenden Faltungen, Durchbrechungen
und/oder Ausprägungen
kontinuierlich eingebracht werden. Aus dem so gefalteten Blechformteil
können
zum Beispiel Stücke
geeigneter Größe ausgeschnitten und
gemäß Schritt
c. auf die Oberfläche
des Tragteils aufgebracht werden. Bei dem Tragteil kann es sich ebenfalls
um ein Blechteil von einer Rolle handeln, so dass die Aufbringung
des gefalteten Blechteils auf das Tragteil alternativ auch als kontinuierlicher
Vorgang ausgestaltet sein kann.
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Besonders
bevorzugt umfasst das Verfahren ferner ein Komprimieren der in Schritt
b. erzeugten Faltungen. Hierdurch ist auf einfache Weise ein zur Erzeugung
von Kapillarkräften
ausreichend kleiner Abstand benachbarter Faltungen erreichbar. In
einer Ausführung
können
die Faltungswände
zumindest abschnittsweise unmittelbar aneinander anliegen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
erfolgt das zumindest teilweise Komprimieren vor Schritt c. Hierdurch
ist es insbesondere möglich,
die Faltungen im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche auszurichten.
Alternativ oder ergänzend
erfolgt das Komprimieren nach Schritt c., wobei die Faltungen bezüglich der
Oberfläche
umgelegt werden, um Zwischenräume
zwischen benachbarten Faltungswänden
zu verringern. Durch diesen Herstellungsschritt ist auf einfache
und effektive Weise die Verkleinerung der Zwischenräume zwischen
benachbarten Faltungen ermöglicht.
Zudem wird hierdurch die Bauhöhe
des gefalteten Blechformteils im Allgemeinen verringert. Vorteilhaft
kann das Komprimieren bzw. Umlegen dabei mittels eines Walzvorgangs
erfolgen.
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In
einer weiteren alternativen oder ergänzenden Abwandlung erfolgt
das Komprimieren der in Schritt b. erzeugten Faltungen zumindest
teilweise durch ein Umlegen der Faltungen vor einem Aufbringen nach
Schritt c. Dabei können
die Faltungen auch eine teilweise Komprimierung vor dem Umlegen
erfahren. Das Umlegen vor dem Aufbringen nach Schritt c. kann zum
Beispiel durch Auflegen des gefalteten Blechformteils auf einer
bevorzugt rauen Unterlage und nachfolgendes Walzen erfolgen. Diese so
kontrolliert vorgefertigte Struktur kann dann gemäß Schritt
c. auf die Oberfläche
des Tragteils aufgebracht werden.
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Regelmäßig, aber
nicht notwendig im Sinne der Erfindung wird – sofern überhaupt vorgesehen – das Umlegen
der Faltungen um einen umso größeren Umlenkwinkel
erfolgen, je kleiner die vor dem Umlegen bestehende Dichte der Faltungen
ist. Bei ausreichend großer
Faltungsdichte kann auch auf ein Umlegen ganz verzichtet werden
bzw. ein Winkel zwischen Faltungen und Tragteil von etwa 90° bestehen.
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Allgemein
vorteilhaft umfasst das Verfahren zudem den Schritt des Einbringens
von Vorsprüngen und/oder
Durchbrechungen in das Blech, insbesondere vor oder bei dem Durchführen von
Schritt b. Die Vorsprünge
und/oder Durchbrechungen können
besonders einfach mittels eines Walzvorgangs oder eines Schneid-
oder Umformvorgangs in das Blech eingebracht werden, bevor die Faltung
erfolgt.
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Vor
dem Schritt b kann die Metallfolie also schon zu einem bandförmigen Halbzeug
mit entsprechender Strukturierung vorliegen. Bevorzugt besitzt das
plissierte Bandmaterial auch Durchbrüche und Öffnungen im Bereich der Faltenkämme, um
Aus- und Zutrittsquerschnitte für
das ab- und zuströmenden
Fluid bereitzustellen.
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Die
Erfindung betrifft zudem ein Wärmerohr mit
den Merkmalen des Anspruchs 24. Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
als Mittel zum Transport des Fluids in dem Wärmerohr ist eine kostengünstige Alternative
zu bekannten Wärmerohren
bereitgestellt, wobei sich die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zum
Beispiel die große
Porosität,
je nach Anforderungen vorteilhaft auf die Funktion auswirkt.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Kühlvorrichtung zur Kühlung einer
Elektronikkomponente gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 25. Grundsätzlich
ist es bekannt, Kühlvorrichtungen
mit einem verdampfenden und kondensierenden Fluid an Elektronikkomponenten
wie zum Beispiel Mikroprozessoren und anderen Bauteilen mit hoher
Leistungsdichte anzubringen. Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in dem Hohlraum des Gehäuses läßt sich
eine solche Kühlvorrichtung
hinsichtlich Kosten und Leistungsfähigkeit verbessern.
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Bevorzugt
umfasst der Hohlraum eine Verdampfungsfläche zur Verdampfung des Fluids,
wobei die Mittel zur Aufnahme des Fluids an der Verdampfungsfläche angeordnet
sind. Hierdurch wird auf einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung
des Fluids über
die Verdampfungsfläche
und somit eine homogene Kühlleistung über die
Fläche
sichergestellt. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Teil der Verdampfungsfläche geneigt,
insbesondere im Wesentlichen senkrecht, angeordnet. Hierdurch kann
auch der mit der Elektronikkomponente verbundene Wandabschnitt eine
entsprechende Neigung und insbesondere senkrechte Ausrichtung aufweisen,
so dass die Kühlvorrichtung
auch mit zum Beispiel senkrecht montierten Mikroprozessoren kombiniert
werden kann.
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Allgemein
bevorzugt ist zur Verbesserung der Kühlleistung eine äußere Berippung
zum Austausch von Wärme
mit Luft an dem Gehäuse
angeordnet. Besonders bevorzugt umfaßt die Vorrichtung dabei einen
Lüfter
zur Beströmung
des Gehäuses
mit Luft.
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Weiterhin
vorteilhaft ist in dem Gehäuse
eine kühlbare
Kondensationsfläche
angeordnet, wobei dampfförmiges
Fluid vorrangig an der Kondensationsfläche kondensiert. Im Interesse
einer kostengünstigen
Herstellung kann dabei die Kondensationsfläche im Wesentlichen glatt sein.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass an der Kondensationsfläche keine
Strukturen zur Aufnahme von Flüssigkeiten
mittels Kapillarkräften
angeordnet sind. Hierbei kann kostengünstig und dennoch effektiv
die kondensierte Flüssigkeit
von der insbesondere glatten Kondensationsfläche abtropfen oder zurücklaufen,
wobei sie im Bereich der Verdampfungsfläche mittels der kapillarischen
Struktur aufgenommen und verteilt wird.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
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Nachfolgend
werden mehrere Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
eine schematische räumliche Darstellung
eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in drei verschiedenen Stufen einer Herstellung der Vorrichtung.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung mit
verschiedenen Vorsprüngen
und Durchbrechungen.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung, mit definiertem Abstand benachbarter Faltungen.
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4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung mit nicht umgelegten Faltungen.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit Faltungen in Form von Stegrippen.
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6 zeigt
eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung
zur Kühlung
einer Elektronikkomponente in einer seitlichen Schnittansicht.
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7 zeigt
eine Draufsicht auf die Kühlvorrichtung
aus 6 von hinten.
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8 zeigt
eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels
aus 6.
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9 zeigt
eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel
aus 8 von hinten.
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10 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Kühlvorrichtung
in einer seitlichen Schnittansicht.
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11 zeigt
die Kühlvorrichtung
aus 10 in einer Draufsicht von hinten.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Aufnahme eines Fluids mittels Kapillarkräften gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
umfasst ein Blechformteil 1, das mittels flächiger Verlötung auf
der Oberfläche
eines Tragteils 2 festgelegt ist.
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Im
Zuge der Herstellung wird zunächst
ein Blech von einer quasi-endlosen Rolle mittels Walzen alternierend
gefaltet (siehe linke Abbildung der 1). Bei
dem Blech handelt es sich vorliegend um ein Kupferblech mit einer
Dicke von 0,025 mm. Das Blechformteil 1 umfasst nach diesem
Umformschritt benachbarte Faltungen 3, die jeweils einen
im Wesentlichen geraden Wandabschnitt 3a und einen Umbiegungsbereich 3b aufweisen.
Die Herstellung der Faltungen 3 kann so erfolgen, dass
zunächst
eine etwas flachere Wellenstruktur mittels Walzung in das Blech
eingebracht wird und nachfolgend eine Komprimierung oder Raffung
in Führungsrichtung
des Bleches erfolgt, so dass die Wandabschnitte 3a benachbarter
Faltungen annähernd
parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Das
Blechformteil 1 wird nachfolgend mittels flächiger Verlötung oder
einer anderen stoffschlüssigen
Verbindung auf das Tragteil 2 aufgebracht (siehe mittlere
Abbildung in 1), wobei die Wandabschnitte 3a der
Faltungen zunächst
im Wesentlichen senkrecht zu dem Tragteil 2 ausgerichtet sind.
Bei dem Tragteil 2 handelt es sich vorliegend um ein quasi-endloses
Blech von einer Rolle, das eine etwas größere Dicke als das Blechformteil 1 aufweist.
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Nach
der flächigen
Verlötung,
durch die ein guter thermischer Kontakt zwischen Blechformteil 1 und
Tragteil 2 hergestellt wird, werden die Faltungen 3 des
Blechformteils 1 in einer Richtung umgelegt oder gekippt
(siehe rechte Abbildung in 1), was durch
einen einfachen Walzvorgang oder einen Pressvorgang erfolgen kann.
Durch das Umlegen des Blechformteils 1 werden die Abständen zwischen benachbarten
Wandabschnitten 3a der Faltungen so stark verringert, so
dass die verbleibenden Zwischenräume
als Kapillaren auf ein Fluid wirken können. Das Blechformteil 1 kann
zum Beispiel bis zu einem Winkel zum Tragteil 2 von weniger
als 20° umgelegt
werden.
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Insgesamt
wird hierdurch ein flächiges
Element bereitgestellt, das zur Aufnahme und zum Transport eines
Fluids mittels Kapillarkräften
geeignet ist. Das Tragteil 2 kann ein Blech sein, so dass das
Element mittels des Tragteils 2 an einer anderen Struktur
festlegbar ist. Alternativ handelt ist das Tragteil 2 unmittelbar
eine Gehäusewand,
zum Beispiel eines Wärmerohrs
oder einer Kühlvorrichtung.
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In
einem abgewandelten Herstellungsverfahren kann in Abweichung von
der zuvor beschriebenen und in 1 gezeigten
Herstellung auch ein Umlegen der Faltungen erfolgen, bevor das Blechformteil 1 auf
das Tragteil 2 aufgebracht wird. Das gefaltete Blechteil
kann hierzu auf eine geeignete Unterlage aufgelegt und dann gewalzt
werden. Die Unterlage ist bevorzugt ausreichend rau, um die sie
berührenden
Bereiche des Blechformteils lateral zu halten. Das Blechformteil
wird dann erst nach dem Vorgang des Umlegens auf das eigentliche
Tragteil 2 aufgebracht, zum Beispiel mittels Verlötung.
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2 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der zusätzlich
zu der Ausführung
nach 1 vor der Faltung des Blechformteils 1 Strukturen
in das Blech eingebracht wurden, zum Beispiel mittels eines Walzvorgangs
mit strukturierten Walzen. Bei den Strukturen kann es sich um nicht
durchbrochene Vorsprünge oder
auch um Durchbrechungen des Blechs 1 handeln. In 2 sind
exemplarisch verschiedene solcher Strukturen dargestellt. Gezeigt
sind längli che Durchbrechungen
in Form von Kiemen 4, runde Durchbrechungen mit Ausstellungen 5,
die zum Beispiel durch eine Stachelwalze einbringbar sind, beliebig
geformte Durchbrechungen ohne Vorsprung 6, die zum Beispiel
mittels Stanzung herstellbar sind sowie eingeprägte Noppen 7, die
lediglich einen Vorsprung in der Blechebene ausformen, das Blech 1 jedoch
nicht durchbrechen.
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Über die
Durchbrechungen kann das Fluid nicht nur in Längsrichtung der Faltungen transportiert werden,
sondern auch quer dazu, indem es die Durchbrechungen in den Wandabschnitten 3a und den
Umbiegungsbereichen 3b der Faltungen durchströmt. Durch
die noppenartigen Vorsprünge 7 ist
unter anderem eine Festlegung des Abstandes benachbarter Wandabschnitte 3a der
Faltungen erzielbar.
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3 zeigt
eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem mittels
Vorsprüngen
oder vorspringenden Durchbrechungen 4, 5, 7 im umgelegten
Zustand des Blechformteils 1 ein Abstand d benachbarter
Wandabschnitte 3a der Faltungen 3 definiert wird.
Die über
die Blechebene vorstehenden Strukturen 4, 5, 7 liegen
dabei jeweils an dem Wandabschnitt 3a der benachbarten
Faltung an. Hierdurch läßt sich
auf einfache Weise ein besonders großer, von den Wandabschnitten 3a begrenzter
Zwischenraum bereitstellen, der dennoch ausreichend klein ist, um
das Fluid kapillarisch zu transportieren. Die Porosität der kapillarischen
Struktur ist hierdurch auf einfache Weise optimierbar.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem ein gefaltetes Blechformteil 1 nach dem Falten stark
gerafft bzw. in Vorschubrichtung des Blechs komprimiert wurde. Die
Abstände
zwischen benachbarten Wandabschnitten 3a sind hierdurch
ausreichend klein, um bereits ohne ein Umlegen der Faltungen 3 eine
kapillarische Wirkung zu erreichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die Wandabschnitte 3a insbesondere im Wesentlichen
senkrecht zu dem Tragteil 2 der Vorrichtung ausgerichtet.
In dem Ausführungsbeispiel
umfasst das Blechformteil 1 zudem Durchbrechungen 5,
wie sie im Ausführungsbeispiel
nach 2 beschrieben wurden. Vorliegend beträgt der im
Um biegungsbereich 3b vorliegende größte Abstand z der Wandabschnitte 3a etwa
0,15 mm. Die gesamte Höhe
des Blechformteils beträgt etwa
1,5 mm.
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5 zeigt
eine räumliche
Ansicht einer Stegrippen-Struktur. Derartige Blechformteile mit
Stegrippen sind zumindest von der geometrischen Grundform her aus
dem Bau von Wärmetauschern
bekannt. Über
die Länge
einer Faltung 3 sind mehrere stegartige Abschnitte 3c ausgebildet,
wobei zwischen zwei aufeinander folgenden Stegen 3c ein
Versatz mit einer Durchbrechung 8 vorgesehen ist. Durch
Umlegen der als Stegrippen ausgebildeten Faltungen 3 in
Richtung des Pfeils können
analog zum Ausführungsbeispiel
gemäß 1 kapillarische Strukturen
geschaffen werden.
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6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Kühlvorrichtung
für eine
Elektronikkomponente. Ein Gehäuse 101 schließt einen
Hohlraum 103 ein und hat eine senkrecht ausgerichtete Wand 102,
die außenseitig
mit der (nicht dargestellten) Elektronikkomponente, zum Beispiel
ein Mikroprozessor, flächig
mit gutem thermischen Kontakt verbunden ist. Auf der inneren Oberfläche der
Wand 102 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme
eines Fluids 106 flächig
aufgebracht, wodurch eine Verdampfungsfläche ausgebildet ist. Dabei
kann die Vorrichtung 106 ein separates Tragteil 2 aufweisen
oder auch durch unmittelbare Festlegung des Blechformteils 1 auf
der Oberfläche
der Wand 102 ausgebildet sein.
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Ein
vorliegend horizontal ausgerichteter, im Wesentlichen zylindrischer
Wandabschnitt 104 schließt an die senkrechte Wand 102 an.
Der Hohlraum 103 des Gehäuses 101 ist bis zu
einer Füllstandhöhe 105 mit
einem Fluid gefüllt,
die einem Bruchteil der Gehäusehöhe entspricht.
Ein Endbereich 107 der kapillarisch wirkenden Vorrichtung 106 taucht
in das Fluid ein.
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Außen ist
an dem Wandabschnitt 104 eine umlaufende Berippung 108 angeordnet,
wobei die gesamt Vorrichtung in einer Zarge 109 gehalten
ist. Ein elektrischer Lüfter 110 ist
vor einer senkrechten Abschlussfläche 111 des Gehäuses 101 angeordnet, wobei
ein Luftstrom über
die Berippung 108 erzeugbar ist. Hierdurch wird Wärme von
dem Wandabschnitt 104 abgeführt.
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Der
Wandabschnitt 104 bildet eine im Wesentlichen glatte Kondensationsfläche für an der
kapillarischen Vorrichtung 106 verdampfendes Fluid, wobei
das kondensierte Fluid nach unten in sein Reservoir zurückläuft oder
abtropft. Auf diese Weise wird über
die Phasenumwandlung des Fluids eine gute Temperaturkonstanz der
Wand 102 und somit des elektronischen Bauteils bereitgestellt.
Zudem ist über
die große
Oberfläche
der Kondensationsfläche 104 und
der Berippung 108 eine hohe Wärmeleistung auf die kühlende Luft übertragbar.
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8 zeigt
eine Abwandlung der Form des Gehäuses 101 bei
sonst gleicher Funktion der Vorrichtung. Der Wandabschnitt 104 ist
nicht zylindrisch, sondern verjüngt
sich kegelstumpfförmig
in Richtung des Lüfters 110.
Hierdurch kann der Lüfter 110 einen kleineren
Durchmesser aufweisen und die Luftströmung zwischen der Zarge 109 und
der Wand 104 ist optimiert.
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10 zeigt
eine weitere Abwandlung der Form des Gehäuses 101, die je nach
Bauraumanforderungen geeignet sein kann. Hierbei befindet sich lediglich
im oberen Bereich des Gehäuses 101 eine Berippung 108,
wobei die Kondensationsfläche hauptsächlich durch
eine an die Berippung 108 angrenzende obere Wand 104 des
Gehäuses
gebildet ist. Eine vordere Abschlusswand 111 des Gehäuses 101 ist
relativ zu der senkrechten Verdampfungsfläche 102 geneigt und
der wie in den anderen Beispielen saugend betriebene Lüfter 110 ist
vor der geneigten Wand angeordnet. Der Luftstrom wird durch eine Zarge 109 über die
Berippung 108 geleitet.