DE102018129160B4 - Process for manufacturing a heat sink - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers (10) mit einer Kühlplatte (20), umfassend folgenden Verfahrensschritt:- Bereitstellen der Kühlplatte (20) mit wenigstens einem durch eine innere Wandung (32) der Kühlplatte (20) gebildeten Kühlkanal (30); gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte:- Herstellen eines geflochtenen Metallgewebes (40), indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt wird,- Anordnen des geflochtenen Metallgewebes (40) im Inneren des Kühlkanals (30) derart, dass das Metallgewebe (40) an der inneren Wandung (32) anliegt.Method for producing a cooling body (10) with a cooling plate (20), comprising the following method step: - providing the cooling plate (20) with at least one cooling channel (30) formed by an inner wall (32) of the cooling plate (20); characterized by the following further method steps: - producing a braided metal mesh (40) by providing a steel flexible hose from which a rubber hose is removed, - arranging the braided metal mesh (40) inside the cooling channel (30) in such a way that the metal mesh (40 ) rests against the inner wall (32).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers.The invention relates to a method for producing a heat sink.

Kühlkörper 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.Heat sinks are used in particular to cool electronics, and in particular to cool electronics in a motor vehicle. Such heat sinks can include cooling plates, which are made of aluminum, for example, by means of an extrusion process. Aluminum is often used as the material for the cooling plate because aluminum combines low material costs with good workability, low density, high heat capacity and satisfactory heat conduction.

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.From the pamphlet DE 10 2009 034 303 A1 a heat sink with at least one cooling channel for receiving a coolant is known. The cooling channel is delimited by an inner wall of the heat sink.

Aus der Druckschrift DE 10 2015 115 261 A1 ist eine Kühleinrichtung mit einem Flüssigkeitskühlkörper bekannt, in welchem ein von einer Flüssigkeit durchströmter Kanal mit kreisförmigen Querschnittsflächen gebildet ist. In dem Kanal ist eine helixförmige Wendel angeordnet, welche eine Verwirbelung der Flüssigkeit im Kanal bewirkt.From the pamphlet DE 10 2015 115 261 A1 a cooling device with a liquid cooling body is known, in which a channel with circular cross-sectional areas through which a liquid flows is formed. A helical coil is arranged in the channel and causes the liquid in the channel to swirl.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 10 2008 061 416 B4 ein wärmeleitendes Rohr zur Führung eines Fluides bekannt, das an seiner Innenwand wenigstens eine Drahtstruktur aufweist. Die Drahtstruktur kann insbesondere als Drahtgeflecht oder Drahtgewebe ausgebildet sein.Furthermore, from the pamphlet DE 10 2008 061 416 B4 a heat-conducting tube for guiding a fluid is known, which has at least one wire structure on its inner wall. The wire structure can be designed in particular as a wire mesh or wire mesh.

Schließlich ist aus der CH 271920 A ein Destillationskühler bekannt, bei dem ein Gewebe an einer Innenwand eines Kühlrohres angelegt ist, um die Benetzung der Rohrinnenwand mit dem zu kühlenden Fluid zu verbessern.Finally is out of the CH 271920 A a distillation cooler is known in which a fabric is applied to an inner wall of a cooling tube in order to improve the wetting of the inner wall of the tube with the fluid to be cooled.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers bereitzustellen, der sich durch eine erhöhte Wärmeübertragung und geringe Fertigungskosten auszeichnet.It is the object of the present invention to provide a method for producing a heat sink which is characterized by increased heat transfer and low production costs.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers nach Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a method for producing a heat sink according to claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

  • - Bereitstellen einer Kühlplatte mit wenigstens einem durch eine innere Wandung der Kühlplatte gebildeten Kühlkanal; Herstellen eines geflochtenen Metallgewebes, indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt wird,
  • - Anordnen eines geflochtenen Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals derart, dass das Metallgewebe an der inneren Wandung anliegt.
The method according to the invention comprises the following method steps:
  • - Providing a cooling plate with at least one cooling channel formed by an inner wall of the cooling plate; Making a braided metal mesh by providing a steel braided hose from which a rubber hose is removed,
  • - Arranging a braided metal fabric inside the cooling channel such that the metal fabric rests against the inner wall.

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.Steel flex hoses are known and usually commercially available. Such flexible steel hoses generally have a rubber hose around which a metal mesh and in particular a steel mesh is arranged, which corresponds to the metal mesh of the heat sink according to the invention. Accordingly, a metal mesh can be obtained by removing the rubber hose of the braided steel hose.

In einer nicht beanspruchten 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.In an alternative embodiment that is not claimed, the rubber hose can remain inside the metal mesh to increase the flow rate and can be closed, in particular closed on one side, in order to be able to function as a flow and/or return line. According to this configuration, the fluid flows on an outside of the hose and along the metal mesh in a first direction and inside the hose in a second direction opposite to the first direction. The metal mesh lies against the outside of the hose.

Der anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Kühlkörper umfasst entsprechend 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.The cooling body produced using the method according to the invention accordingly comprises a cooling plate with at least one cooling channel for receiving a coolant, the cooling channel being delimited by an inner wall of the cooling plate. The heat sink according to the invention is characterized by a braided metal mesh which is arranged in the cooling channel and rests against the wall.

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.By arranging the metal mesh inside the cooling channel, the active surface area for heat transfer can be increased and the cooling channel cross section can be reduced, which increases the performance of the heat sink. In particular, by reducing the cross section of the cooling channel, turbulent flows can be achieved in the interior of the cooling channel, as a result of which higher flow speeds can be achieved, which results in an improvement in the heat transfer.

Vorzugsweise ist das Metallgewebe ein Stahlgewebe, ein Messinggewebe oder ein Kupfergewebe.The metal mesh is preferably a steel mesh, a brass mesh or a copper mesh.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallgewebe flexibel.In a preferred embodiment, the metal mesh is flexible.

Diese Ausgestaltung erleichtert das Anordnen des Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals.This configuration makes it easier to arrange the metal mesh inside the cooling channel.

Vorzugsweise liegt das Metallgewebe vollumfänglich an der Wandung an.Preferably, the metal mesh is in full contact with the wall.

Diese Ausgestaltung erleichtert den Wärmeaustausch zwischen dem Metallgewebe und der Kühlplatte.This configuration facilitates the heat exchange between the metal mesh and the cooling plate.

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.In a preferred embodiment, the metal mesh is permeable to the coolant. This means that the metal mesh is formed in such a way that the coolant can flow through it.

Vorzugsweise ist das Metallgewebe schlauchförmig ausgebildet.Preferably, the metal mesh is tubular.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallgewebe an dessen Enden stoffschlüssig mit dem Kühlkanal verbunden, vorzugsweise mit dem Kühlkanal verschweißt.In a preferred embodiment, the ends of the metal fabric are cohesively connected to the cooling channel, preferably welded to the cooling channel.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fixierung des Metallgewebes im Inneren des Kühlkanals.This configuration enables the metal mesh to be easily fixed inside the cooling channel.

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.The metal mesh is preferably expanded before being arranged in the interior of the cooling channel, in particular expanded in such a way that the metal mesh is permeable to the coolant. This design allows for a large surface area to be created along the fluid flow.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallgewebe durch Verdrehen seiner Enden aufgeweitet.In a preferred embodiment, the metal mesh is widened by twisting its ends.

Vorzugsweise wird das Metallgewebe stoffschlüssig mit der Kühlplatte verbunden, insbesondere das Metallgewebe an dessen Enden stoffschlüssig mit der Kühlplatte verbunden.Preferably, the metal mesh is bonded to the cooling plate, in particular the ends of the metal mesh are bonded to the cooling plate.

Die stoffschlüssige Verbindung kann dabei vorzugsweise mittels Schweißen erfolgen.The integral connection can preferably take place by means of welding.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fixierung des Metallgewebes an der Kühlplatte im Inneren des Kühlkanals.This configuration enables the metal mesh to be easily fixed to the cooling plate inside the cooling channel.

Einzelheiten und weitere Vorteile 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.
Details and further advantages of the method according to the invention for producing a heat sink are explained using the exemplary embodiment described below. It illustrates:
  • 1 : a sectional view of a cooling plate of a heat sink according to the embodiment; and
  • 2 : a perspective view of a metal mesh of the heat sink according to the embodiment.

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers 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.The application relates to a method for producing a cooling body 10, comprising a cooling plate 20 with at least one cooling channel 30 for receiving a coolant, the cooling channel 30 being delimited by an inner wall 32 of the cooling plate 20. The heat sink 10 also includes a braided metal mesh 40 that is arranged in the cooling channel 30 and rests against the wall 32.

Das Metallgewebe 40 kann ein Stahlgewebe, ein Kupfergewebe oder ein Messinggewebe sein.The metal mesh 40 can be a steel mesh, a copper mesh or a brass mesh.

Das Metallgewebe 40 kann flexibel ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung erleichtert das Anordnen des Metallgewebes 40 im Inneren des Kühlkanals 30.The metal mesh 40 can be flexible. This configuration makes it easier to arrange the metal mesh 40 inside the cooling channel 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.The metal mesh 40 can bear against the wall 32 over its entire circumference. This configuration facilitates the heat exchange between the metal mesh 40 and the cooling plate 20. Such a configuration is shown, for example, in FIG 1 played back.

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.The metal mesh 40 may be permeable to the coolant. That is, the metal mesh 40 is formed in such a manner that the coolant can flow through it.

Das Metallgewebe 40 kann schlauchförmig ausgebildet sein.The metal mesh 40 can be tubular.

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.The ends of the metal mesh 40 can be cohesively connected to the cooling channel 30 , in particular welded to the cooling channel 30 at its ends. This configuration enables the metal mesh 40 to be easily fixed inside the cooling channel 30.

Die Anmeldung betrifft 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;
  • - Herstellen eines geflochtenen Metallgewebes 40, indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt wird;
  • - Anordnen des geflochtenen Metallgewebes 40 im Inneren des Kühlkanals 30 derart, dass das Metallgewebe 40 an der inneren Wandung 32 anliegt.
The application relates to a method for producing a heat sink 10 according to the application. The method comprises the following method steps:
  • - Providing a cooling plate 20 with at least one cooling channel 30 formed by an inner wall 32 of the cooling plate 20;
  • - making a braided metal fabric 40 by providing a steel braided hose from which a rubber hose is removed;
  • - Arranging the braided metal mesh 40 inside the cooling channel 30 such that the metal mesh 40 rests against the inner wall 32.

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.The metal mesh 40 can be expanded before being arranged in the interior of the cooling channel 30, in particular expanded in such a way that the metal mesh 40 is permeable to the coolant.

Das Metallgewebe 40 kann durch Verdrehen seiner Enden aufgeweitet werden.The metal mesh 40 can be widened by twisting its ends.

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.The metal mesh 40 can be materially bonded to the cooling plate 20; in particular, the metal mesh 40 can be materially bonded to the cooling plate 20 at its ends. The cohesive connection can preferably take place by means of welding. This configuration enables the metal mesh 40 to be easily fixed to the cooling plate 20 inside the cooling channel 30.

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers (10) mit einer Kühlplatte (20), umfassend folgenden Verfahrensschritt: - Bereitstellen der Kühlplatte (20) mit wenigstens einem durch eine innere Wandung (32) der Kühlplatte (20) gebildeten Kühlkanal (30); gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte: - Herstellen eines geflochtenen Metallgewebes (40), indem ein Stahlflexschlauch bereitgestellt wird, aus welchem ein Gummischlauch entfernt wird, - Anordnen des geflochtenen Metallgewebes (40) im Inneren des Kühlkanals (30) derart, dass das Metallgewebe (40) an der inneren Wandung (32) anliegt.Method for producing a cooling body (10) with a cooling plate (20), comprising the following method step: - providing the cooling plate (20) with at least one cooling channel (30) formed by an inner wall (32) of the cooling plate (20); characterized by the following further method steps: - producing a braided metal mesh (40) by providing a steel flexible hose from which a rubber hose is removed, - arranging the braided metal mesh (40) inside the cooling channel (30) in such a way that the metal mesh (40 ) rests against the inner wall (32). Verfahren nach Anspruch 1, 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.procedure after claim 1 , characterized in that the metal mesh (40) is expanded before being arranged inside the cooling channel (30), in particular is expanded in such a way that the metal mesh (40) is permeable to the coolant. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) durch Verdrehen seiner Enden aufgeweitet wird.procedure after claim 2 , characterized in that the metal mesh (40) is expanded by twisting its ends. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the metal fabric (40) is integrally connected to the cooling plate (20), in particular the metal fabric (40) is integrally connected to the cooling plate (20) at its ends. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe (40) vollumfänglich an die Wandung (32) angelegt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the metal mesh (40) is applied to the wall (32) over its entirety.
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