DE102019006233A1

DE102019006233A1 - Kühlbauteil

Info

Publication number: DE102019006233A1
Application number: DE102019006233.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Heitbrink; Georg Siewert
Original assignee: ERWIN QUARDER SYSTEMTECHNIK GmbH
Current assignee: ERWIN QUARDER SYSTEMTECHNIK GmbH
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlbauteil zum Abführen von Wärme von zu kühlenden Gegenständen, wie etwa Akkumulatoren, mit einem insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörper (11) aus einem ersten Kunststoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit, der über eine an einen Kühlflüssigkeitsraum (15) des Kühlbauteils angrenzende Innenseite zur Übertragung von Wärme von dem Wärmeleitkörper (11) an in dem Kühlflüssigkeitsraum (15) befindliche Kühlflüssigkeit verfügt, sowie über eine an die Umgebung des Bauteils angrenzende Außenseite zur Übertragung von Wärme eines zu kühlenden Gegenstandes an den Wärmeleitkörper (11), und mit einem Grundkörper (12) aus einem zweiten, insbesondere faserverstärktem Kunststoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit, der zusammen mit dem Wärmeleitkörper (11) den Kühlflüssigkeitsraum (15) begrenzt und der mit dem Wärmeleitkörper (11) flüssigkeitsdicht verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlbauteil zum Abführen von Wärme von zu kühlenden Gegenständen, wie etwa von Akkumulatoren. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlbauteils.
Kühlbauteile zum Abführen von Wärme werden auch als Wärmetauscher bezeichnet und in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Besondere Bedeutung kommen ihnen auch für die Kühlung von Batterie- bzw. Akkumulatoren-Systemen für Elektrofahrzeuge zu. Dabei ist es insbesondere wichtig, dass derartige Kühlbauteile ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, möglichst leckagesicher sind, sodass Kühlflüssigkeit nicht nach außen treten kann, sowie zudem kostengünstig und prozesssicher produziert werden können.
Solche Kühlbauteile werden in der Regel vollständig aus Metall hergestellt, da Metall über eine hohe Wärmeleitfähigkeit verfügt. Allerdings ist Metall als Rohstoff vergleichsweise teuer und weist zudem ein vergleichsweise großes Gewicht auf. Weiter ist die notwendige Formgebung des Metalls im Rahmen der Herstellung kostenintensiv.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlbauteil der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu Herstellung eines solchen weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kühlbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlbauteils mit den Merkmalen des Anspruches 16.
Ein Kühlbauteil der eingangs genannten Art zum Abführen von Wärme von zu kühlenden Gegenständen, wie etwa von Akkumulatoren, von Leistungselektronik-Systemen oder anderen Leistungselektronik-Bauteilen oder anderen Wärme abgebenden Gegenständen, weist demnach erfindungsgemäß einen insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörper aus einem ersten Kunststoff mit (im Vergleich zum nachfolgend genannten zweiten Kunststoff) höherer Wärmeleitfähigkeit auf, der über eine an einen Kühlflüssigkeitsraum des Kühlbauteils angrenzende Innenseite zur Übertragung von Wärme von dem Wärmeleitkörper an in dem Kühlflüssigkeitsraum befindliche Kühlflüssigkeit verfügt, sowie über eine an die Umgebung des Bauteils angrenzende Außenseite zur Übertragung von Wärme eines zu kühlenden Gegenstandes an den Wärmeleitkörper, und über einen Grundkörper aus einem zweiten, insbesondere faserverstärktem Kunststoff mit (im Vergleich zum vorstehend genannten ersten Kunststoff) geringerer Wärmeleitfähigkeit, der zusammen mit dem Wärmeleitkörper den Kühlflüssigkeitsraum begrenzt und der mit dem Wärmeleitkörper flüssigkeitsdicht verbunden ist.
Der Wärmeleitkörper des Kühlbauteils dient dabei dazu, die abzuführende Wärme möglichst effektiv an die Kühlflüssigkeit zu übertragen, während mit dem Grundkörper beispielsweise Großteile der Wandungen des Kühlflüssigkeitsraums gebildet werden können.
Erfindungsgemäß wird demnach erstmalig ein Kühlbauteil aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen zur Verfügung gestellt. Die hohe bzw. höhere Wärmeleitfähigkeit des ersten Kunststoffes des Wärmeleitkörpers sorgt für einen optimalen Wärmeübergang zwischen Kühlbauteil und Umgebung bzw. dem zu kühlenden Gegenstand. Die niedrigere Wärmeleitfähigkeit des zweiten Kunststoffes, der für den Grundkörper bzw. dessen Herstellung eingesetzt wird, sorgt dagegen unter anderem dafür, dass die Kühlflüssigkeit nicht unerwünscht über Grundkörperwandungen, die ggf. nicht unmittelbar an den zu kühlenden Gegenstand angrenzen, Umgebungswärme aufnimmt.
Da das Kühlbauteil insgesamt vollständig aus Kunststoffen hergestellt werden kann, werden Vorteile wie etwa niedriges Gewicht und kostengünstige Material- und Verarbeitungskosten, erfindungsgemäß vorteilhaft miteinander kombiniert.
Besonders bevorzugt sind der Grundkörper und/oder der Wärmeleitkörper dabei Spritzgussteile aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff, insbesondere Thermoplast.
Der zweite Kunststoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit kann vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0,8 W/mK aufweisen, bevorzugt von höchstens 0,5 W/mK, besonders bevorzugt von höchstens 0,3 W/mK. Beispielsweise könnte ein Polyamid PA66 mit entsprechenden Wärmeleitfähigkeitsspezifikationen hierfür eingesetzt werden.
Der erste Kunststoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit kann vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweisen, bevorzugt von mindestens 6 W/mK, besonders bevorzugt von mindestens 8 W/mK. Auch hierfür könnte ein Polyamid PA66 mit entsprechenden Wärmeleitfähigkeitsspezifikationen eingesetzt werden (wie etwa ALCOM PA66 910/32.1 GF8 TCE8; 8 W/mK Integral; ISO 22007-2).
Der Grundkörper kann einen Einlass und einen Auslass für Kühlflüssigkeit aufweisen bzw. diese bilden, durch die Kühlflüssigkeit dem Kühlbauteil zugeführt werden kann bzw. aus diesem abgeleitet werden kann, wobei der Einlass und der Auslass flüssigkeitsleitend mit dem Kühlflüssigkeitsraum verbunden sind. Der Einlass und der Auslass umfassen dabei eine entsprechende, insbesondere an die Umgebung des Grundkörpers angrenzende Öffnung in dem Grundkörper.
In der Regel werden der Einlass und der Auslass dabei separate Teile des Grundkörpers sein bzw. insbesondere separate Öffnungen in dem Grundkörper umfassen. Theoretisch ist aber auch denkbar, dass der Einlass und der Auslass identisch sind. Entsprechend würde in diesem Fall nur eine Öffnung in dem Grundkörper vorgesehen werden müssen.
Vorzugsweise ist der Grundkörper in einem einerseits an den Kühlflüssigkeitsraum, andererseits an die Umgebung angrenzenden Verbindungsbereich mit dem Wärmeleitkörper flüssigkeitsdicht verbunden, sodass durch den Verbindungsbereich hindurch aus dem Kühlflüssigkeitsraum keine Kühlflüssigkeit in die Umgebung des Kühlbauteils dringen kann.
In weiterer Konkretisierung der Erfindung kann der Grundkörper den Kühlflüssigkeitsraum begrenzende Wandungen aufweisen, von denen zumindest eine mit dem Wärmeleitkörper flüssigkeitsdicht verbunden ist, insbesondere in einem einerseits an den Kühlflüssigkeitsraum, andererseits an die Umgebung angrenzenden Verbindungsbereich, sodass durch den Verbindungsbereich hindurch aus dem Kühlflüssigkeitsraum keine Kühlflüssigkeit in die Umgebung des Kühlbauteils dringen kann.
Der Grundkörper kann insbesondere eine Bodenwandung mit insbesondere aufrechter, ringsherum laufender, vorzugsweise einstückig mit der Bodenwand verbundener, den Kühlflüssigkeitsraum (seitlich) umgebender Seitenwand aufweisen. Vorzugsweise grenzt die Außenseite der Bodenwand und/oder der Seitenwand dabei an die Umgebung des Bauteils an. Weiter vorzugsweise ist die Innenseite der Bodenwand und/oder der Seitenwand dem Kühlflüssigkeitsraum zugewandt.
Die Oberseite der Seitenwand ist vorzugsweise mit dem insbesondere plattenförmig ausgebildeten Wärmeleitkörper flüssigkeitsdicht verbunden, sodass dessen Innenseite zur Bodenwand zeigt und dessen Außenseite der Umgebung des Kühlbauteils zugewandt ist.
In einfachster Ausbildung könnte es sich bei dem Grundkörper beispielsweise um einen (nur) zu einer Seite hin offenen Quader handeln, dessen offene Seite von einem an die Abmessungen der offenen Seite angepassten, beispielsweise plattenförmigen Wärmeleitkörper überdeckt wird. Der Wärmeleitkörper könnte dann flüssigkeitsdicht mit der an die offene Quaderseite angrenzenden (ringsherum laufenen) Oberseite der entsprechenden, ringsherum laufenden Seitenwand des Quaders verbunden sein. Die Erfindung ist aber keineswegs auf derartige Grundformen beschränkt.
Bevorzugt weist der Grundkörper in dem Raum des Grundkörpers, den die ringsherum laufende Seitenwand umgibt bzw. umschließt, unter Bildung von Kühlflüssigkeitsteilräumen mindestens eine, vorzugsweise einstückig mit der Bodenwand und der Seitenwand verbundene, sich zwischen Bodenwand und Wärmeleitkörper erstreckende, insbesondere aufrechte Grundkörperwand auf, deren Oberseite ebenfalls mit dem Wärmeleitkörper flüssigkeitsdicht verbunden sind. Mit einer oder mehreren solcher Grundkörperwände kann in dem Grundkörper beispielsweise der Raum, der von der ringsherum laufenden Seitenwand umgeben ist, in einzelne, flüssigkeitsleitend miteinander verbundene Teilräume für Kühlflüssigkeit eingeteilt werden, die zusammen den (zusammenhängenden) Kühlflüssigkeitsraum bilden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der insbesondere plattenförmige Wärmeleitkörper auf seiner an den Kühlflüssigkeitsraum angrenzenden Innenseite insbesondere einstückig mit dem Wärmeleitkörper verbundene Elemente aufweist, insbesondere Rippen, die die Oberfläche der Innenseite im Vergleich zu einer ebenen Oberfläche vergrößern. Hierdurch wird die Wärmeübertragung des Wärmeleitkörpers auf die Kühlflüssigkeit optimiert.
Was die flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeleitkörper betrifft, so können diese form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
Vorzugsweise werden bzw. sind der Grundkörper und der Wärmeleitkörper durch Laserschweißen miteinander verbunden, insbesondere durch Laserdurchstrahlschweißen.
Bevorzugt kann dabei einer der beiden Kunststoffe, insbesondere der zweite Kunststoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit, ein für Laserdurchstrahlschweißen geeigneter, lasertransparenter Kunststoff sein.
Weiter kann dabei einer der beiden Kunststoffe, insbesondere der jeweils andere Kunststoff, bevorzugt der erste Kunststoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit, ein laserabsorbierender Kunststoff sein.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass der Grundkörper und der Wärmeleitkörper durch Kleben, Reibschweißen und/oder Ultraschallschweißen flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden bzw. sind.
Bevorzugt sind der Grundkörper und der Wärmeleitkörper, bevorzugt zusätzlich zu der vorgenannten flüssigkeitsdichten Verbindung, durch eine im Bereich einer oder mehrerer Verbindungsoberfläche(n) des Grundkörpers und des Wärmeleitkörpers angeordnete formschlüssige Verbindung (im Makrobereich) miteinander verbunden. Dies insbesondere durch eine an der/den jeweiligen Verbindungsfläche(n) angeordnete, bevorzugt geschlossene, insbesondere kreis- oder ellipsenförmig umlaufende Rippe-Nut-Verbindung.
Weiter vorzugsweise kann dabei die Rippe der Rippe-Nut-Verbindung an der/den Verbindungsoberfläche(n) des Grundkörpers angeordnet sein und die Nut der Rippe-Nut-Verbindung an der/den Verbindungsoberfläche(n) des Wärmeleitkörpers.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Kühlbauteils gemäß Anspruch 15 weist mindestens folgende Schritte bzw. Maßnahmen auf:

a) Herstellen, insbesondere Spritzgießen, eines Grundkörpers aus einem bzw. dem insbesondere faserverstärktem Kunststoff niedrigerer Wärmeleitfähigkeit mit Wänden zur Bildung eines bzw. des Kühlflüssigkeitsraums sowie mindestens einer Verbindungsfläche zur Verbindung mit einem insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörper,
b) Herstellen, insbesondere Spritzgießen, eines insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörpers aus einem/dem Kunststoff höherer Wärmeleitfähigkeit mit mindestens einer Verbindungsfläche, die zur Verbindung mit der Verbindungsfläche des Grundkörpers vorgesehen ist,
c) Fügen bzw. Verbinden des Wärmeleitkörpers und des Grundkörpers, indem die Verbindungsflächen aneinander anliegend flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden.

Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Verbindungsflächen form- und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden, insbesondere durch Laserdurchstrahlschweißen.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:

1 ein erfindungsgemäßes Kühlbauteil mit miteinander flüssigkeitsdicht verbundenem Grundköper und Wärmeleitkörper, in Schrägansicht,
2 das Kühlbauteil aus 1 ohne Wärmeleitkörper, ebenfalls in Schrägansicht,
3 das Kühlbauteil aus 1, teilweise geschnitten, nämlich mit etwa mittig geschnittenem Wärmeleitkörper, ebenfalls in Schrägansicht,
4 eine Darstellung entsprechend 3, allerdings mit zusätzlich geschnittenem Grundkörper,
5 eine Prinzipskizze eines Grundkörpers und eines Wärmeleitkörpers bevor diese flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden, im Querschnitt,
6 eine Darstellung entsprechend 5, allerdings nach dem flüssigkeitsdichten Verbinden des Wärmeleitkörpers und des Grundkörpers,
7 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlbauteils mit zusätzlicher Rippe-Nut-Verbindung in einer Darstellung entsprechend 3,
8 eine Prinzipskizze des Grundkörpers und des Wärmeleitkörpers der Ausführungsform gemäß 6 bevor diese flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden, im Querschnitt,
9 eine Darstellung entsprechend 7, allerdings nach dem flüssigkeitsdichten Verbinden des Wärmeleitkörpers und des Grundkörpers,
10 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform des Grundkörpers und des Wärmeleitkörpers gemäß 6 im Querschnitt mit zusätzlichen Rippen auf der Innenseite des Wärmeleitkörpers.

In den 1-10 ist beispielhaft ein Kühlbauteil 10 (bzw. ein Wärmetauscher) gezeigt, wie es entsprechend den Erfindungsgedanken der vorliegenden Anmeldung hergestellt werden kann. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die besondere Form und Kontur des gezeigten Kühlbauteils 10 beschränkt ist. Vielmehr können gänzlich andere Kühlbauteile mit anderer Form und Kontur unter Beibehaltung des erfinderischen Kerns hergestellt werden.
Das Kühlbauteil 10 umfasst einen Wärmeleitkörper 11 sowie einen Grundkörper 12 aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff, insbesondere Thermoplast.
Der Wärmeleitkörper 11 ist vorliegend als (dünne) ungekrümmte Platte ausgebildet. Es können aber auch verschiedenste andere Wärmeleitkörperformen verwendet werden.
Der als Spritzgussteil ausgebildete Wärmeleitkörper 11 besteht dabei aus einem ersten Kunststoff höherer Wärmleitfähigkeit, bevorzugt von mindestens 8 W/mK.
Der Grundkörper 12 ist ebenfalls ein Spritzgussteil. Er umfasst eine Bodenwand 13 sowie eine ringsherum (entlang der Bodenwandkontur) laufende bzw. umlaufende (aufrechte bzw. sich senkrecht zu der Bodenwand 13 erstreckende), einstückig mit der Bodenwand 13 verbundene Seitenwand 14.
Innerhalb des seitlich durch die Seitenwand 14 und nach unten durch die Bodenwand 13 jeweils zur Umgebung des Kühlbauteils 10 hin begrenzten Raums des Grundkörpers 12 sind weitere, einstückig mit der Bodenwand 13 und der Seitenwand 14 verbundene, aufrechte Wände 16 des Grundkörpers 12 angeordnet. Diese Wände 16 des Grundkörpers 12 strukturieren den von der Seitenwand 14 bzw. der Bodenwand 13 begrenzten Raum unter Bildung von einzelnen (flüssigkeitsleitend miteinander verbundenen) Teilräumen 25 des Kühlflüssigkeitsraums 15.
Der Wärmeleitkörper 11, der im vorliegenden Fall als (dünne) Platte ausgebildet ist, ist auf die Kontur der umlaufenden Seitenwand 14 abgestimmt und überdeckt die (umlaufende) Oberseite 17 der Seitenwand 14 vollständig. Genauer gesagt ist der Wärmeleitkörper 11 mit seiner Innenseite 18 flüssigkeitsdicht mit der Oberseite 17 der umlaufenden Seitenwand 14 verbunden. Die besondere Art der Verbindung wird später noch näher erläutert.
Eine (großflächige) Außenseite 22 des Wärmeleitkörpers 11 grenzt dabei an die Umgebung des Kühlbauteils 10 an.
Eine gegenüberliegende (großflächige) Innenseite 18 des Wärmeleitkörpers 11 ist dem Kühlflüssigkeitsraum 15 zugewandt.
Der Wärmeleitkörper 11 bzw. dessen Innenseite 18 ist darüber hinaus auch mit den jeweiligen Oberseiten 19 der weiteren Wände 16 flüssigkeitsdicht verbunden, nämlich in gleicher Weise wie mit der Oberseite 17 der Seitenwand 14.
Weiter ist in der Bodenwand 13 des Grundkörpers 12 eine Öffnung für einen Einlass 20 sowie eine Öffnung für einen Auslass 21 des Bauteils 10 gebildet. Einlass 20 und Auslass 21 sind über den Kühlflüssigkeitsraum 15 bzw. dessen einzelnen Teilräume 25 flüssigkeitsleitend miteinander verbunden.
Die einzelnen weiteren Wände 16 des Grundkörpers 12 bilden dabei im Ergebnis zusammen mit der umlaufenden Seitenwand 14 bzw. deren jeweiligen einzelnen Abschnitten sowie der Bodenwand 13 und dem Wärmeleitkörper 11 ein Leitungssystem für (nicht gezeigte) Kühlflüssigkeit. Die Ausbildung des Leitungssystems kann naturgemäß in vielerlei Weise erfolgen und muss nicht so gestaltet sein wie bei dem vorliegenden Kühlbauteil 10.
Im Rahmen einer Verwendung des erfindungsgemäßen Kühlbauteils 10 kann dieses beispielsweise so platziert werden, dass der zu kühlende Gegenstand, etwa ein Wärme abgebendes Batteriesystem eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs oder zu kühlende Leistungselektronik eines solchen Fahrzeugs, mit der Außenseite 22 des Wärmeleitkörpers 11 in Kontakt gebracht wird oder zumindest in der Nähe der Außenseite 22 positioniert wird.
Durch den Einlass 20 wird dann Kühlflüssigkeit in den Kühlflüssigkeitsraum 15 geleitet und über das durch den Kühlflüssigkeitsraum 15 gebildete Leitungssystem bzw. über die Teilräume 25 des Kühlflüssigkeitsraums 15 zu dem Auslass 21 geleitet.
Abwärme des zu kühlenden Gegenstands, die der Wärmeleitkörper 11 mit seiner Außenseite 22 aufnimmt, gibt dieser dann unmittelbar an die an die Innenseite 18 des Wärmeleitkörpers 11 angrenzende bzw. dort entlang geleitete Kühlflüssigkeit ab, die diese wiederum nach Verlassen des Kühlbauteils 10 über den Auslass 21 an einen externen Wärmetauscher übertragen kann.
Die flüssigkeitsdichte Verbindung des Grundkörpers 12 mit dem Wärmeleitkörper 11 wird im vorliegenden Fall über Laserdurchschweißen hergestellt, wobei theoretisch auch andere Verbindungsarten denkbar sind, wie etwa Verkleben.
Der separat spritzgegossene Grundkörper 12 wird dabei zunächst passgenau auf den Wärmeleitkörper 11 aufgesetzt, vgl. 5 und 6. Im Anschluss werden die beiden Körper 11 und 12 miteinander verschweißt.
Zu diesem Zweck ist der zweite Kunststoff, aus dem der Grundkörper 12 besteht, lasertransparent ausgebildet, sodass ein für Laserdurchstrahlschweißen geeigneter Laser diesen während des Schweißvorgangs durchdringen kann. Der erste Kunststoff wiederum, aus dem der Wärmeleitkörper 11 besteht, ist in entsprechender Weise laserabsorbierend ausgebildet. Dies könnte zumindest theoretisch auch umgekehrt sein.
Hierdurch wird eine besonders haltbare, formschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 12 und dem Wärmeleitkörper 11 geschaffen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der sowohl bei der ersten als auch der zweiten erfindungsgemäßen Alternative wie auch bei einer Kombination derselben vorgesehen sein kann, werden der Wärmeleitkörper 11 und der Grundkörper 12 zusätzlich formschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung (im Makrobereich) im Bereich der Verbindungsflächen 23 des Wärmeleitkörpers 11 und der Verbindungsflächen 24 des Grundkörpers 12.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, vgl. 7 und 8, in die Verbindungsflächen 23 des Wärmeleitkörpers 11 eine geschlossen umlaufende Nut 26 einzubringen bzw. in diesen vorzusehen, in die eine an dem Grundkörper 12, insbesondere an den Verbindungsflächen 24 angeformte, ebenfalls geschlossen umlaufende Rippe 27 eingreift.
Weiter kann vorgesehen sein, vgl. 10, auf der Innenseite 18 des Wärmeleitkörpers 11 (insbesondere einstückig verbundene) Rippen 28 oder wahlweise andere Elemente auszubilden, die die Oberfläche der Innenseite 18 im Vergleich zu der ebenen Oberfläche der Ausführungsform der 1-9 vergrößern. Hierdurch wird die Wärmeübertragung des Wärmeleitkörpers auf die Kühlflüssigkeit optimiert.
Bezugszeichenliste

10: Kühlbauteil
11: Wärmeleitkörper
12: Grundkörper
13: Bodenwand
14: Seitenwand
15: Kühlflüssigkeitsraum
16: weitere Wände
17: Oberseite Seitenwand
18: Innenseite Wärmeleitkörper
19: Oberseite weitere Wand
20: Einlass
21: Auslass
22: Außenseite Wärmeleitkörper
23: Verbindungsflächen Wärmeleitkörper
24: Verbindungsflächen Grundkörper
25: Teilräume
26: Nut
27: Rippen
28: Rippen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 22007-2 [0012]

Claims

Kühlbauteil zum Abführen von Wärme von zu kühlenden Gegenständen, wie etwa Akkumulatoren, mit einem insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörper (11) aus einem ersten Kunststoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit, der über eine an einen Kühlflüssigkeitsraum (15) des Kühlbauteils angrenzende Innenseite zur Übertragung von Wärme von dem Wärmeleitkörper (11) an in dem Kühlflüssigkeitsraum (15) befindliche Kühlflüssigkeit verfügt, sowie über eine an die Umgebung des Bauteils angrenzende Außenseite zur Übertragung von Wärme eines zu kühlenden Gegenstandes an den Wärmeleitkörper (11), und mit einem Grundkörper (12) aus einem zweiten, insbesondere faserverstärktem Kunststoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit, der zusammen mit dem Wärmeleitkörper (11) den Kühlflüssigkeitsraum (15) begrenzt und der mit dem Wärmeleitkörper (11) flüssigkeitsdicht verbunden ist.
Kühlbauteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Kunststoffe, insbesondere der zweite Kunststoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit, ein für Laserdurchstrahlschweißen geeigneter, lasertransparenter Kunststoff ist.
Kühlbauteil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Kunststoffe, insbesondere der jeweils andere Kunststoff, bevorzugt der erste Kunststoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit, ein laserabsorbierender Kunststoff ist.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kunststoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK aufweist, bevorzugt von mindestens 6 W/mK, besonders bevorzugt von mindestens 8 W/mK.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kunststoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0,8 W/mK aufweist, bevorzugt von höchstens 0,5 W/mK, besonders bevorzugt von höchstens 0,3 W/mK.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) in einem einerseits an den Kühlflüssigkeitsraum (15), andererseits an die Umgebung angrenzenden Verbindungsbereich mit dem Wärmeleitkörper (11) flüssigkeitsdicht verbunden ist, sodass durch den Verbindungsbereich hindurch aus dem Kühlflüssigkeitsraum (15) keine Kühlflüssigkeit in die Umgebung des Kühlbauteils dringen kann.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) den Kühlflüssigkeitsraum (15) begrenzende Wände aufweist, von denen zumindest eine mit dem Wärmeleitkörper (11) flüssigkeitsdicht verbunden ist, insbesondere in einem einerseits an den Kühlflüssigkeitsraum (15), andererseits an die Umgebung angrenzenden Verbindungsbereich, sodass durch den Verbindungsbereich hindurch aus dem Kühlflüssigkeitsraum (15) keine Kühlflüssigkeit in die Umgebung des Kühlbauteils dringen kann.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlbauteil, insbesondere der Grundkörper (12), einen Einlass und einen Auslass aufweist, durch den Kühlflüssigkeit (15) dem Kühlbauteil zugeführt werden kann bzw. aus diesem abgeleitet werden kann, und dass der Einlass und der Auslass flüssigkeitsleitend mit dem Kühlflüssigkeitsraum (15) verbunden sind.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) ein Spritzgussteil aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff ist, bevorzugt Thermoplast.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) eine Bodenwandung mit insbesondere aufrechter, ringsherum laufender, vorzugsweise einstückig mit der Bodenwand verbundener, den Kühlflüssigkeitsraum (15) nach außen hin umgebender Seitenwand aufweist, deren Oberseite mit dem insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörper (11) flüssigkeitsdicht verbunden ist, sodass dessen Innenseite zur Bodenwand zeigt und dessen Außenseite der Umgebung des Kühlbauteils zugewandt ist.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) in dem von der Seitenwand umgrenzten Raum des Grundkörpers (12) mindestens eine, vorzugsweise einstückig mit der Bodenwand und der Seitenwand verbundene, sich zwischen Bodenwand und Wärmeleitkörper erstreckende, insbesondere aufrechte Grundkörperwand aufweist, deren Oberseite ebenfalls mit dem Wärmeleitkörper (11) flüssigkeitsdicht verbunden sind.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) und der Wärmeleitkörper (11) durch eine form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) und der Wärmeleitkörper (11) durch Laserschweißen miteinander verbunden sind, insbesondere durch Laserdurchstrahlschweißen.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) und der Wärmeleitkörper (11) durch Kleben, Reibschweißen und/oder Ultraschallschweißen flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.
Kühlbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der insbesondere plattenförmige Wärmeleitkörper (11) auf seiner an den Kühlflüssigkeitsraum (15) angrenzenden Innenseite insbesondere einstückig mit dem Wärmeleitkörper (11) verbundene Elemente aufweist, insbesondere Rippen, die die Oberfläche der Innenseite im Vergleich zu einer ebenen Oberfläche vergrößern.
Verfahren zur Herstellung eines Kühlbauteils, insbesondere gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: a) Herstellen, insbesondere Spritzgießen, eines Grundkörpers (12) aus einem insbesondere faserverstärktem Kunststoff niedrigerer Wärmeleitfähigkeit mit Wänden zur Bildung eines Kühlflüssigkeitsraums (15) sowie mindestens einer Verbindungsfläche zur Verbindung mit einem insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörper (11), b) Herstellen, insbesondere Spritzgießen, eines insbesondere plattenförmigen Wärmeleitkörpers (11) aus einem Kunststoff höherer Wärmeleitfähigkeit mit mindestens einer Verbindungsfläche, die zur Verbindung mit der Verbindungsfläche des Grundkörpers (12) vorgesehen ist, c) Fügen des Wärmeleitkörpers (11) und des Grundkörpers (12), indem die Verbindungsflächen aneinander anliegend flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.
Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen form- und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden, insbesondere durch Laserdurchstrahlschweißen.