DE102020212918A1

DE102020212918A1 - Cooling device for an electrical device

Info

Publication number: DE102020212918A1
Application number: DE102020212918.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Bruckner; Ulrich Hlawatscheck; Manuel Klingler; Jakob Praus; Daniel Stehlik
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2022-04-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Kühleinrichtung (13) für eine elektrische Vorrichtung (11), welche eine Wellrippe (1) mit in einer Wellenrichtung (4) zwischen zwei Enden (6) aufeinanderfolgenden Rippen (5) aufweist. Eine vereinfachte Herstellung und erhöhte Toleranzen sowie eine verbesserte Effizienz ergeben sich dadurch, dass die Wellrippe (1) zumindest zwei Rippensegmente (8) mit den Rippen (5) und ein zwischen den Rippensegmente (8) angeordnetes Trennsegment (7) aufweist, aus welchem zumindest ein Teil der Rippen (5) entfernt sind und welches die Rippensegmente (8) miteinander verbindet. Auf diese Weise lassen sich die Rippensegmente (8) über das Trennsegment (7) relativ zueinander bewegen, sodass die Wellrippe (1) quer zur Wellenrichtung (4) einen ungeraden Verlauf aufweist.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System (10) mit einer elektrischen Vorrichtung (11) und mit einer solchen Kühleinrichtung (13).The present invention relates to a cooling device (13) for an electrical device (11), which has a corrugated rib (1) with ribs (5) which follow one another in a corrugation direction (4) between two ends (6). Simplified production and increased tolerances as well as improved efficiency result from the fact that the corrugated fin (1) has at least two fin segments (8) with the fins (5) and a separating segment (7) arranged between the fin segments (8), from which at least part of the ribs (5) are removed and which connects the rib segments (8) to one another. In this way, the rib segments (8) can be moved relative to one another via the separating segment (7), so that the corrugated rib (1) has an uneven course transversely to the corrugation direction (4). The invention also relates to a system (10) with an electrical Device (11) and with such a cooling device (13).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung, die insbesondere zum Kühlen einer elektrischen Vorrichtung zum Einsatz kommt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System mit einer elektrischen Vorrichtung und mit einer solchen Kühleinrichtung.The present invention relates to a cooling device which is used in particular for cooling an electrical device. The invention also relates to a system with an electrical device and with such a cooling device.

Es ist bekannt, in einer Kühleinrichtung zur Vergrößerung der wärmeübertragenden Fläche Wellrippen einzusetzen. Derartige Wellrippen sind in der Kühleinrichtung in einem Strömungspfad, beispielsweise eines Kühlmittels angeordnet. Die Kühleinrichtung dient dem Temperieren, insbesondere dem Kühlen, eines Gegenstand oder einer Vorrichtung. Dabei ist die Wellrippe mit dem zu temperierenden Gegenstand bzw. der zu temperierenden Vorrichtung wärmeübertragend verbunden. Somit kann Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Gegenstand bzw. der Vorrichtung auch über die Wellrippe übertragen werden, sodass die Wärmeübertragung insgesamt effektiver erfolgt.It is known to use corrugated fins in a cooling device to enlarge the heat-transferring surface. Corrugated fins of this type are arranged in the cooling device in a flow path, for example of a coolant. The cooling device is used for tempering, in particular cooling, an object or a device. The corrugated fin is connected to the object to be temperature-controlled or the device to be temperature-controlled in a heat-transferring manner. Thus, heat can also be transferred between the coolant and the object or the device via the corrugated fin, so that the overall heat transfer takes place more effectively.

Gattungsgemäße Wellrippen weisen in einer Richtung aufeinanderfolgende Rippen auf und erstrecken sich in der Richtung, nachfolgend auch als Wellenrichtung bezeichnet, zwischen zwei Enden.Generic corrugated ribs have ribs that follow one another in one direction and extend in the direction, also referred to below as the corrugation direction, between two ends.

Beim Einsatz derartiger Kühleinrichtungen kann es vorkommen, dass ein ungerader Verlauf der Wellrippe quer oder geneigt zur Wellenrichtung erforderlich und/oder gewünscht ist. Dies kann insbesondere durch einen entsprechend ungeraden Verlauf des zu temperierenden Gegenstands bzw. der Vorrichtung oder Bestandteile der Vorrichtung bedingt sein. Um einen solchen ungeraden Verlauf zu realisieren, ist es vorstellbar, einzelne solche Wellrippen dem ungeraden Verlauf folgend nacheinander anzuordnen.When using such cooling devices, it can happen that an uneven course of the corrugated rib is required and/or desired transversely or inclined to the direction of the corrugation. This can be caused in particular by a correspondingly uneven course of the object to be temperature-controlled or the device or components of the device. In order to realize such an odd course, it is conceivable to arrange individual such corrugated ribs one after the other following the odd course.

Dies erfordert in der Regel ein stoffschlüssiges Anbringen der verschiedenen Wellrippen. Zudem erfordert dies ein entsprechendes Ausrichten der unterschiedlichen Wellrippen relativ zueinander. Daraus resultieren ein erhöhter Fertigungsaufwand und somit erhöhte Herstellungskosten sowie eine erhöhte Gefahr einer fehlerhaften Montage.As a rule, this requires the various corrugated fins to be attached in a materially bonded manner. In addition, this requires a corresponding alignment of the different corrugated fins relative to one another. This results in increased manufacturing complexity and thus increased manufacturing costs and an increased risk of incorrect assembly.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art sowie für ein System mit einer elektrischen Vorrichtung und mit einer solchen Kühleinrichtung verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche sich insbesondere durch eine vereinfachte Herstellung und erhöhte mögliche Toleranzen sowie eine verbesserte Effizienz auszeichnen.The present invention is therefore concerned with the task of specifying improved or at least different embodiments for a cooling device of the type mentioned at the beginning and for a system with an electrical device and with such a cooling device, which are characterized in particular by simplified production and increased possible tolerances as well as a indicate improved efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer Kühleinrichtung mit einer aufeinanderfolgende Rippen aufweisenden Wellrippe, welche in einem durch die Kühleinrichtung führenden Strömungspfad angeordnet ist, in einem Abschnitt der Wellrippe einen Teil der Rippen zu entfernen und somit an den Abschnitt angrenzende Segmente zu schaffen, welche über den Abschnitt relativ zueinander bewegt werden können, sodass die Wellrippe über den Abschnitt vereinfacht verformt werden kann. Durch die somit geschaffene relative bewegliche Anordnung der Segmente ist es möglich, die Wellrippe bedarfsgerecht umzuformen, derart, dass die Wellrippe in der Kühleinrichtung einem ungeraden Verlauf folgt. Zugleich ist die Wellrippe durch den Abschnitt weiterhin zusammenhängend ausgebildet, sodass sich die Wellrippe vereinfacht montieren lässt. Insgesamt erfolgt auf diese Weise eine vereinfachte Herstellung der Kühleinrichtung mit höheren Toleranzen. Der ungerade Verlauf der Wellrippe führt ferner zu einer vorteilhaften Turbulenzerzeugung entlang des Strömungspfads strömenden Fluids, sodass die Wärmeübertragung verbessert und folglich die Effizienz der Kühleinrichtung erhöht ist.The present invention is based on the general idea of removing part of the ribs in a section of the corrugated rib in a cooling device with a corrugated rib having successive ribs and arranged in a flow path leading through the cooling device, and thus creating segments adjoining the section , which can be moved relative to one another over the section, so that the corrugated fin can be deformed over the section in a simplified manner. The relative movable arrangement of the segments that is thus created makes it possible to reshape the corrugated fin as required, such that the corrugated fin follows an odd course in the cooling device. At the same time, the corrugated rib continues to be formed coherently through the section, so that the corrugated rib can be assembled in a simplified manner. Overall, this results in a simplified production of the cooling device with higher tolerances. The uneven course of the corrugated fin also leads to an advantageous generation of turbulence along the flow path of the fluid flowing, with the result that the heat transfer is improved and the efficiency of the cooling device is consequently increased.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Kühleinrichtung ein Volumen auf, durch welches der Strömungspfad führt. Die Wellrippe ist im Strömungspfad angeordnet. Die Wellrippe weist wenigstens zwei Segmente mit jeweils in einer Richtung aufeinanderfolgenden Rippen auf. Die Segmente werden nachfolgend jeweils auch als Rippensegment bezeichnet. Die Richtung wird nachfolgend auch als Wellenrichtung bezeichnet. Die Wellrippe weist dementsprechend zumindest zwei Rippensegmente auf, wobei das jeweilige Rippensegment in der Wellenrichtung aufeinanderfolgende Rippen aufweist und sich in Wellenrichtung zwischen zwei Enden erstreckt. Dabei ist zwischen zwei der Rippensegmente ein Abschnitt der vorstehend genannten Art vorgesehen, der nachfolgend auch als Trennsegment bezeichnet wird. Das Trennsegment beabstandet die benachbarten Rippensegmente zueinander. Dabei ist im Trennsegment zumindest ein Teil der Rippen entfernt. Auf diese Weise lassen sich die benachbarten Rippensegmente über das Trennsegment relativ zueinander bewegen und die Wellrippe somit insbesondere verbiegen. Zugleich verbindet das Trennsegment die benachbarten Rippensegmente miteinander, sodass ein zusammenhängender Aufbau der Wellrippe gegeben ist.According to the idea of the invention, the cooling device has a volume through which the flow path leads. The corrugated fin is arranged in the flow path. The corrugated rib has at least two segments, each with ribs that follow one another in one direction. The segments are each also referred to below as a rib segment. The direction is also referred to below as the wave direction. The corrugated rib accordingly has at least two rib segments, the respective rib segment having ribs that follow one another in the corrugation direction and extending between two ends in the corrugation direction. In this case, a section of the type mentioned above is provided between two of the rib segments, which is also referred to below as the separating segment. The separating segment spaces the adjacent rib segments from one another. At least part of the ribs are removed in the separating segment. In this way, the adjacent rib segments can be moved relative to one another via the separating segment and the corrugated rib can thus in particular be bent. At the same time, the separating segment connects the adjacent rib segments to one another, so that the corrugated rib has a coherent structure.

In dem Trennsegment sind im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Wellrippe die Rippen quer zur Wellenrichtung zumindest teilweise unterbrochen. Insbesondere weist das Trennsegment einen Rest der Wellrippe auf, der die zugehörigen Rippensegmente in der Art eines Gelenks miteinander verbindet.In the separating segment, compared to a well known from the prior art rib the ribs transverse to the corrugation direction are at least partially interrupted. In particular, the separating segment has a remainder of the corrugated rib, which connects the associated rib segments to one another in the manner of a joint.

Unter Rippen sind vorliegend in der Art einer Welle aufeinanderfolgende Erhöhungen und Vertiefungen, bei denen es sich um Wellentäler und Wellenspitzen oder Bergtäler und Bergspitzen handeln kann, zu verstehen. Die Rippen sind hierbei nicht zwangsläufig spitz ausgebildet. Insbesondere können die Rippen gekrümmte und/oder gebogene Spitzen aufweist.In the present case, ribs are to be understood as successive peaks and valleys in the manner of a wave, which can be wave troughs and wave peaks or mountain valleys and mountain peaks. The ribs are not necessarily pointed here. In particular, the ribs can have curved and/or curved tips.

Es versteht sich, dass die unterschiedlichen Rippensegmente durch die relative Bewegung zueinander jeweils voneinander abweichende, insbesondere geneigt zueinander verlaufende, Wellenrichtungen aufweisen können. Das heißt, dass nach dem relativen Bewegen der Rippensegmente, insbesondere nach dem Umformen der Wellrippe über das Trennsegment, die Rippen der verschiedenen Rippensegmente nicht parallel zueinander verlaufen können.It goes without saying that the different rib segments can have corrugation directions which deviate from one another, in particular run at an angle to one another, as a result of the relative movement to one another. This means that after the relative movement of the rib segments, in particular after the corrugated rib has been deformed via the separating segment, the ribs of the various rib segments cannot run parallel to one another.

Bevorzugt ist die Wellrippe zusammenhängend, das heißt insbesondere materialeinheitlich hergestellt. Insbesondere ist die Wellrippe samt Rippensegmenten und Trennsegment aus einem zusammenhängenden, flachen Werkstück, beispielsweise aus einem Blech, hergestellt.The corrugated rib is preferably continuous, that is to say in particular made from the same material. In particular, the corrugated fin together with the fin segments and the separating segment is made from a coherent, flat workpiece, for example from sheet metal.

Bevorzugt ist es hierbei, wenn das Trennsegment durch ein Freischneiden der Wellrippe hergestellt ist. Mit anderen Worten, das Trennsegment kann durch einen die Rippen entfernern Freischnitt in der Wellrippe ausgebildet sein. Bevorzugt ist es hierbei, wenn der Freischnitt ausgehend von einem der Enden der Wellrippe in der Wellrippe eingebracht ist.It is preferred here if the separating segment is produced by cutting the corrugated rib free. In other words, the separating segment can be formed by a cutout in the corrugated rib that removes the ribs. In this case, it is preferred if the free cut is made in the corrugated fin starting from one of the ends of the corrugated fin.

Vorteilhaft ist es, wenn die Wellrippe zunächst hergestellt, das heißt insbesondere die Rippen geformt, und dann der Freischnitt eingebracht wird.It is advantageous if the corrugated rib is first produced, that is to say in particular the ribs are formed, and then the free cut is made.

Dementsprechend wird zum Herstellen der Wellrippe zunächst ein flaches Werkstück, insbesondere ein Blech, bereitgestellt. Danach werden in das Werkstück die Rippen geformt, um die Wellrippe herzustellen. Anschließend wird in der Wellrippe zumindest ein Trennsegment erzeugt. Dies erfolgt vorzugsweise durch das Einbringen jeweils eines Freischnitts durch eines der Enden der Wellrippe, derart, dass durch den Freischnitt das Trennsegment hergestellt ist, der zwei zugehörige, benachbarte Rippensegmente miteinander verbindet und in welchem die Rippen ausgehend vom zugehörigen Ende zumindest teilweise entfernt sind.Accordingly, in order to produce the corrugated fin, a flat workpiece, in particular a metal sheet, is first provided. Thereafter, the ribs are formed into the workpiece to produce the corrugated rib. At least one separating segment is then produced in the corrugated fin. This is preferably done by making a cut-out through one of the ends of the corrugated rib in such a way that the cut-out produces the separating segment that connects two associated, adjacent rib segments to one another and in which the ribs are at least partially removed starting from the associated end.

Es versteht sich, dass die Wellrippe auch drei oder mehr Rippensegmente aufweisen kann, wobei benachbarte Rippensegmente jeweils durch ein solches Trennsegment zueinander beabstandet und miteinander verbunden sind. Die Wellrippe kann also auch zwei oder mehr zueinander beabstandete Trennsegment aufweisen. Mit anderen Worten, entlang der Wellrippe, insbesondere quer zur Wellenrichtung, sind Rippensegmente und Trennsegmente abwechselnd angeordnet.It goes without saying that the corrugated fin can also have three or more fin segments, with adjacent fin segments being spaced apart from one another and connected to one another by such a separating segment. The corrugated fin can therefore also have two or more separating segments spaced apart from one another. In other words, rib segments and separating segments are arranged alternately along the corrugated rib, in particular transversely to the corrugation direction.

Vorstellbar ist es, zumindest zwei der Freischnitte über unterschiedliche Enden der Wellrippe einzubringen. Das heißt, dass einer der Freischnitte über ein erstes Ende der Wellrippe und ein anderer der Freischnitte über ein zweites, dem ersten Ende gegenüberliegendes, Ende der Wellrippe in die Wellrippe eingebracht ist. Somit sind in einem der Trennsegment sind ausgehend vom ersten Ende Rippen entfernt, wohingegen in dem anderen Trennsegment ausgehend vom zweiten Ende Rippen entfernt sind. Auf diese Weise lässt sich die Wellrippe über die Trennsegment in verschiedenen, entgegengesetzten Richtungen verformen. Somit ist es möglich, dass die Wellrippe einen wechselnd ungeraden Verlauf, insbesondere einen zickzackförmigen oder gewellten Verlauf, aufweist.It is conceivable to introduce at least two of the free cuts over different ends of the corrugated fin. This means that one of the cutouts is made in the corrugated rib via a first end of the corrugated rib and another of the cutouts is made in the corrugated rib via a second end of the corrugated rib opposite the first end. Thus, in one of the separating segments, ribs are removed starting from the first end, whereas in the other separating segment, ribs are removed starting from the second end. In this way, the corrugated fin can be deformed in different, opposite directions via the separating segment. It is thus possible for the corrugated rib to have an alternating uneven course, in particular a zigzag or wavy course.

Bevorzugt ist es, wenn zumindest einer der wenigstens einen Freischnitt parallel zur Wellenrichtung in die Wellrippe eingebracht ist. Vorstellbar ist es auch, zumindest einen der wenigstens einen Freischnitt geneigt zur Wellenrichtung in die Wellrippe einzubringen.It is preferred if at least one of the at least one free cut is introduced into the corrugated fin parallel to the corrugation direction. It is also conceivable to introduce at least one of the at least one cut-out into the corrugated fin at an angle to the corrugation direction.

Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Trennsegment in einem entlang der Wellenrichtung verlaufenden Querschnitt eine Form in der Art eines Dreiecks aufweist. Somit lassen sich die durch das Trennsegment voneinander beabstandeten Rippensegmente vereinfacht und relativ zueinander weiter bewegen, so dass sich die Wellrippe über das Trennsegment weiter verformen lässt.Embodiments are preferred in which at least one of the at least one separating segment has a shape in the manner of a triangle in a cross section running along the corrugation direction. The rib segments spaced apart from one another by the separating segment can thus be moved further in a simplified manner and relative to one another, so that the corrugated rib can be deformed further via the separating segment.

Vorstellbar ist es auch, dass wenigstens eines der zumindest einen Trennsegment im Querschnitt eine Runde oder viereckige Form aufweist.It is also conceivable that at least one of the at least one separating segment has a round or square shape in cross section.

Bevorzugt ist es, wenn zumindest eines der wenigstens einen Trennsegment derart ausgebildet ist, dass es sich ausgehend vom zugehörigen Ende bis zum anderen Ende erstreckt, derart, dass am anderen Ende ein Rest der Wellrippe verbleibt, der die zugehörigen Rippensegmente miteinander verbindet. Auf diese Weise wird eine relative Beweglichkeit und der benachbarten Rippensegmente zueinander und folglich die Verformbarkeit der Wellrippe über das Trennsegment weiter verbessert.It is preferred if at least one of the at least one separating segment is designed in such a way that it extends from the associated end to the other end, such that a remainder of the corrugated rib remains at the other end, which connects the associated rib segments to one another. In this way, relative mobility and the adjacent rib segments to one another and consequently the deformability of the corrugated rib over the separating segment is further improved.

Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen die Wellrippe in einer Vertiefung der Kühleinrichtung angeordnet ist, welche quer zur Tiefe der Vertiefung ungerade, insbesondere zickzackförmig, verläuft. Die Wellrippe folgt mittels des zumindest einen Trennsegments dem ungeraden Verlauf der Vertiefung. Dies führt zu einer vereinfachten Herstellung und Montage der Kühleinrichtung.Preferred are embodiments in which the corrugated fin is arranged in a depression of the cooling device, which runs in an odd, in particular zigzag, transverse to the depth of the depression. The corrugated rib follows the uneven course of the depression by means of the at least one separating segment. This leads to simplified manufacture and assembly of the cooling device.

Bevorzugt ist die Vertiefung in einem Flansch der Kühleinrichtung ausgebildet. Der Flansch dient insbesondere der Verbindung der Kühleinrichtung in einer zugehörigen Vorrichtung. Somit sind ein einfacher Aufbau und eine effektive Temperierung der Vorrichtung erreicht.The depression is preferably formed in a flange of the cooling device. The flange serves in particular to connect the cooling device in an associated device. A simple structure and effective temperature control of the device are thus achieved.

Es versteht sich, dass die Kühleinrichtung auch zwei oder mehr solche Wellrippen aufweisen kann. Dabei können zwei oder mehr der Wellrippen im selben Strömungspfad angeordnet sein.It goes without saying that the cooling device can also have two or more such corrugated fins. In this case, two or more of the corrugated fins can be arranged in the same flow path.

Vorstellbar ist es auch, dass durch die Kühleinrichtung zwei oder mehr Strömungspfade führen, wobei in zumindest einem der Strömungspfade wenigstens eine solche Wellrippe angeordnet ist. Beispielweise kann durch die Kühleinrichtung ein Strömungspfad eines Kühlmittels und ein Strömungspfad eines anderen Fluids führen, so dass das Fluid und das Kühlmittel aufeinander Wärme übertragen.It is also conceivable that two or more flow paths lead through the cooling device, with at least one such corrugated fin being arranged in at least one of the flow paths. For example, a flow path of a coolant and a flow path of another fluid can lead through the cooling device, so that the fluid and the coolant transfer heat to one another.

Das Kühlmittel kann prinzipiell ein Beliebiges sein. Beispielsweise ist das Kühlmittel eine Flüssigkeit, wie eine Kühlflüssigkeit, oder ein Gas, wie Luft.In principle, any coolant can be used. For example, the coolant is a liquid, such as a cooling liquid, or a gas, such as air.

Die Kühleinrichtung kann zum Temperieren eines beliebigen Gegenstandes und/oder in einer beliebigen Vorrichtung zum Einsatz kommen. Unter Temperieren ist dabei ein Kühlen und/oder ein Heizen zu verstehen. Insbesondere kommt die Kühleinrichtung zum Kühlen des Gegenstandes und/oder der Vorrichtung zum Einsatz.The cooling device can be used to control the temperature of any object and/or in any device. Tempering is to be understood as meaning cooling and/or heating. In particular, the cooling device is used to cool the object and/or the device.

Insbesondere kommt die Kühleinrichtung in einer elektrischen Vorrichtung zum Einsatz. Ein zugehöriges System weist somit die Kühleinrichtung und die elektrische Vorrichtung auf, welche mittels der Kühleinrichtung temperiert wird. Insbesondere kühlt die Kühleinrichtung zumindest ein elektronisches Bauteil und/oder einen Elektromotor der Vorrichtung. Die elektrische Vorrichtung weist also zumindest ein elektronisches Bauteil und/oder einen Elektromotor auf und wird im Betrieb mittels der Kühleinrichtung gekühlt. Zu diesem Zweck ist die Kühleinrichtung mit der elektrischen Vorrichtung wärmeübertragend verbunden. In particular, the cooling device is used in an electrical device. An associated system thus has the cooling device and the electrical device, which is temperature-controlled by means of the cooling device. In particular, the cooling device cools at least one electronic component and/or an electric motor of the device. The electrical device thus has at least one electronic component and/or an electric motor and is cooled by the cooling device during operation. For this purpose, the cooling device is connected to the electrical device in a heat-transferring manner.

Vorteilhaft die die Kühleinrichtung über den Flansch wärmeübertragend mit der elektrischen Vorrichtung verbunden.Advantageously, the cooling device is connected to the electrical device in a heat-transferring manner via the flange.

Die Kühleinrichtung und/oder die Vorrichtung und/oder das System können Bestandteile eines Kraftfahrzeugs sein.The cooling device and/or the device and/or the system can be components of a motor vehicle.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to identical or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine Seitenansicht eines Blechs zum Herstellen einer Wellrippe,
2 eine Seitenansicht der Wellrippe,
3 eine Draufsicht auf die Wellrippe während der Herstellung,
4 die Ansicht aus 3 nach Herstellung der Wellrippe,
5 die Ansicht aus 4 bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Wellrippe,
6 die Ansicht aus 5 bei verformter Wellrippe,
7 eine Draufsicht auf ein System mit einer elektrischen Vorrichtung und einer Kühleinrichtung mit der Wellrippe der 5 und 6.

Show it, each schematically

1 a side view of a metal sheet for producing a corrugated fin,
2 a side view of the corrugated fin,
3 a top view of the corrugated fin during manufacture,
4 the view off 3 after production of the corrugated fin,
5 the view off 4 in another embodiment of the corrugated fin,
6 the view off 5 with deformed corrugated fin,
7 FIG. 12 is a plan view of a system including an electrical device and a cooling device with the corrugated fin of FIG 5 and 6 .

Eine Wellrippe 1, wie sie beispielsweise in den 4 bis 7 gezeigt ist, kommt in einer in 7 gezeigten Kühleinrichtung 13 zum Einsatz. Die Wellrippe 1 ist dabei im einem Strömungspfad (nicht gezeigt) eines Kühlmittels angeordnet, das entlang des Strömungspfads durch die Kühleinrichtung 13 strömt. Beim in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kühleinrichtung 13 Bestandteil eines Systems 10, welches zudem eine elektrische Vorrichtung 11 aufweist. Im Betrieb kühlt die Kühleirichtung 13 die Vorrichtung 11.A corrugated rib 1, as for example in the 4 until 7 is shown comes in a in 7 shown cooling device 13 for use. The corrugated fin 1 is arranged in a flow path (not shown) of a coolant that flows through the cooling device 13 along the flow path. at in 7 The exemplary embodiment shown is the cooling device 13 part of a system 10 which also has an electrical device 11 . During operation, the cooling device 13 cools the device 11.

Zum Herstellen der Wellrippe 1, wie sie beispielsweise in den 4 bis 7 gezeigt ist, wird zunächst ein flaches Werkstück 2, wie es in 1 gezeigt ist, bereitgestellt. Bei dem Werkstück 2, handelt es sich vorzugsweise um ein Blech 3. Wie eine Zusammenschau der 1 und 2 zeigt, wird das Blech 3 zunächst umgeformt, um die in 2 gezeigte Wellrippe 1 herzustellen. Durch das Umformen weist die Wellrippe 1 in einer Richtung 4, die nachfolgend auch als Wellenrichtung 4 bezeichnet wird, Rippen 5 auf, die wellenartig geformt sind und in Wellenrichtung 4 aufeinanderfolgen. Wie 2 zu entnehmen ist, weisen in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Rippen 5 jeweils eine gekrümmte, wellenartige Form, insbesondere in der Art einer trigonometrischen Funktion, auf. Vorstellbar sind aber auch Rippen 5, die spitz oder eckig geformt sind (nicht gezeugt). Die Wellrippe 1 erstreckt sich hierbei in Wellenrichtung 4 zwischen zwei Enden 6.To produce the corrugated rib 1, as for example in the 4 until 7 is shown, first a flat workpiece 2, as shown in 1 shown is provided. The workpiece 2 is preferably a metal sheet 3. As a synopsis of the 1 and 2 shows it will Sheet 3 first formed to the in 2 produce corrugated fin 1 shown. As a result of the forming, the corrugated fin 1 has ribs 5 in a direction 4 , which is also referred to below as the corrugation direction 4 , which are shaped like a corrugation and follow one another in the corrugation direction 4 . As 2 As can be seen, in the exemplary embodiments shown, the ribs 5 each have a curved, wave-like shape, in particular in the manner of a trigonometric function. However, ribs 5 that are pointed or angular in shape (not shown) are also conceivable. The corrugated fin 1 extends in the corrugation direction 4 between two ends 6.

Entsprechend 3 wird anschließend über eines der Enden 6 ein Teil der Rippen 5 in einem Segment 7 entfernt, sodass dieses Segment 7, welches nachfolgend auch als Trennsegment 7 bezeichnet wird, zwei benachbarte Segmente 8, in welchen die Rippen 5 nicht entfernt sind, zueinander beabstandet und miteinander verbindet. Die Segmente 8, in welchen die Rippen 5 verbleiben, werden nachfolgend auch Rippensegmente 8 bezeichnet. Die Wellrippe 1 der 4 weist somit zwei Rippensegmente 8 auf, welche durch das Trennsegment 7 zueinander beabstandet sind, wobei das Trennsegment 7 zugleich die Rippensegmente 8 miteinander verbindet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das jeweilige Trennsegment 7 durch einen Freischnitt 9 in der Wellrippe 1 eingebracht, wobei der Freischnitt 9, wie 3 entnommen werden kann, mittels eines zugehörigen Werkzeugs 14 über eines der Enden 6 in die Wellrippe 1 eingebracht wird. Das Trennsegment 7 bzw. der Freischnitt 9 sind dabei derart vorgesehen, dass im Trennsegment 7 ein Rest der Wellrippe 1 mit einer vorgegebenen Materialstärke verbleibt. Dieser Rest verbindet die benachbarten Rippensegmente 8 in der Art eines Gelenks miteinander, derart, dass sich die Rippensegmente 8 über das Trennsegment 7 relativ zueinander bewegen lassen und die Wellrippe 1 sich somit verbiegen lässt.Corresponding 3 then part of the ribs 5 in a segment 7 is removed via one of the ends 6, so that this segment 7, which is also referred to below as the separating segment 7, spaced two adjacent segments 8, in which the ribs 5 are not removed, from one another and with one another connects. The segments 8 in which the ribs 5 remain are also referred to below as rib segments 8 . The corrugated rib 1 of 4 thus has two rib segments 8, which are spaced apart from one another by the separating segment 7, the separating segment 7 simultaneously connecting the rib segments 8 to one another. In the exemplary embodiments shown, the respective separating segment 7 is introduced through a cutout 9 in the corrugated fin 1, with the cutout 9, such as 3 can be removed, is introduced into the corrugated fin 1 via one of the ends 6 by means of an associated tool 14 . The separating segment 7 or the cut-out 9 are provided in such a way that a remainder of the corrugated fin 1 with a predetermined material thickness remains in the separating segment 7 . This remainder connects the adjacent rib segments 8 to one another in the manner of a joint, such that the rib segments 8 can be moved relative to one another via the separating segment 7 and the corrugated rib 1 can thus be bent.

Wie dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6 entnommen werden kann, können in der Wellrippe 1 auch zwei oder mehr Trennsegmente 7 ausgebildet bzw. eingebracht sein. Im Ausführungsbeispiel der 5 und 6 sind dabei rein beispielhaft vier Trennsegmente 7 eingebracht, wobei das jeweilige Trennsegment 7 zwei benachbarte Rippensegmente 8 zueinander beabstandet und beweglich miteinander verbindet. Die Wellrippe 1 weist somit fünf Rippensegmente 8 auf. In 6 ist dabei ein beispielhafter Zustand der Wellrippe 1 gezeigt, bei dem die unterschiedlichen Rippensegmente 8 über die Trennsegment 7 relativ zueinander bewegt sind. Somit ist die Wellrippe 1 über die Trennsegmente 7 verformt und weist quer oder geneigt zur Wellenrichtung 4 einen ungeraden Verlauf auf. Ein entsprechend ungerader Verlauf der Wellrippe 1 lässt sich selbstverständlich auch mit der in 4 gezeigten Wellrippe 1 realisieren.Like the embodiment of 5 and 6 can be removed, two or more separating segments 7 can also be formed or incorporated in the corrugated fin 1 . In the embodiment of 5 and 6 four separating segments 7 are introduced purely by way of example, the respective separating segment 7 spacing two adjacent rib segments 8 from one another and movably connecting them to one another. The corrugated fin 1 thus has five fin segments 8 . In 6 an exemplary state of the corrugated fin 1 is shown, in which the different fin segments 8 are moved relative to one another via the separating segment 7 . Thus, the corrugated fin 1 is deformed via the separating segments 7 and has an uneven course transversely or inclined to the corrugation direction 4 . A correspondingly uneven course of the corrugated fin 1 can of course also be achieved with the in 4 Realize shown corrugated fin 1.

Wie den 4 bis 7 entnommen werden kann, sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Trennsegmente 7 entlang der Wellenrichtung 4 und somit in der Draufsicht dreieckig geformt und weisen somit einen dreieckigen Querschnitt auf.Like the 4 until 7 As can be seen, in the exemplary embodiments shown, the separating segments 7 are shaped along the corrugation direction 4 and are therefore triangular in plan view and thus have a triangular cross section.

Entsprechend 7 kann die Kühleinrichtung 13 für die Wellrippe 1 eine Vertiefung 15 aufweisen. Die Vertiefung 15 verläuft quer zu ihrer Tiefe ungerade. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Vertiefung 15 quer zu ihrer Tiefe zickzackförmig. Die zugehörige Wellrippe 1 folgt dem ungeraden Verlauf der Vertiefung 15 mittels der zugehörigen Trennsegmente 7. Dies wird durch das relative Bewegen der aufeinanderfolgenden Rippensegmente 8 über das jeweils dazwischen angeordnete Trennsegment 7 realisiert, wobei die Wellrippe 1 nach einem derartigen Umformen in der Vertiefung 15, vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen oder Löten, angebracht ist. Im Ausführungsbeispiel der 7 ist die Vertiefung 15 in einem Flansch 16 der Kühleinrichtung 13 ausgebildet.Corresponding 7 the cooling device 13 for the corrugated fin 1 can have a depression 15 . The recess 15 is odd across its depth. In the exemplary embodiment shown, the depression 15 runs in a zigzag shape transversely to its depth. The associated corrugated rib 1 follows the odd course of the depression 15 by means of the associated separating segments 7. This is achieved by the relative movement of the successive rib segments 8 via the separating segment 7 arranged in between, the corrugated rib 1 after such a forming in the depression 15, preferably is materially bonded, in particular by welding or soldering, attached. In the embodiment of 7 the depression 15 is formed in a flange 16 of the cooling device 13 .

Wie 7 ferner entnommen werden kann, kann die Kühleinrichtung 13 auch zwei oder mehr solche Wellrippen 1 aufweisen. Beim in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dabei für die jeweilige Wellrippe 1 eine zugehörige Vertiefung 15 mit einem ungeraden Verlauf im Flansch 16 vorgesehen. Dabei sind die Vertiefungen 15 und die Wellrippen 1 auf dem Flansch 16 umlaufend zueinander gleichmäßig beabstandet angeordnet. In 7 sind zwei solche Vertiefungen 15 mit jeweils zugehöriger Wellrippe 1 zu sehen.As 7 can also be removed, the cooling device 13 can also have two or more such corrugated fins 1. at in 7 In the exemplary embodiment shown, an associated depression 15 with an uneven course in the flange 16 is provided for the respective corrugated fin 1 . The depressions 15 and the corrugated ribs 1 are arranged circumferentially on the flange 16 at equal distances from one another. In 7 two such depressions 15, each with an associated corrugated rib 1, can be seen.

Entsprechend 7 kann der Flansch 16 an einem Gehäuse 12 der Vorrichtung 11 anliegen und mit dem Gehäuse 12 wärmeübertragend verbunden sein. Corresponding 7 the flange 16 can rest against a housing 12 of the device 11 and be connected to the housing 12 in a heat-transferring manner.

Alternativ kann der Flansch 16 Bestandteil des Gehäuses 12 sein. Die Vorrichtung 11 kann im Gehäuse 12 einen nicht sichtbaren Elektromotor 17 aufweisen, der mit der Kühleinrichtung 13 gekühlt wird. Hierbei vergrößert die jeweilige Wellrippe 1 die wärmeübertragende Fläche und sorgt ferner für die Erzeugung von Turbulenzen im Kühlmittel. In der Folge ist die Effizienz der Kühleinrichtung 13 in der Kühlung der Vorrichtung 11 verbessert.Alternatively, the flange 16 can be part of the housing 12 . The device 11 can have an electric motor 17 (not visible) in the housing 12, which is cooled by the cooling device 13. Here, the respective corrugated fin 1 increases the heat-transferring surface and also ensures the generation of turbulence in the coolant. As a result, the efficiency of the cooling device 13 in cooling the device 11 is improved.

Claims

Cooling device (13), in particular for cooling an electrical device (10), - with a volume through which at least one flow path leads, - with at least one in at least one of the at least one corrugated rib (1) arranged in a flow path, - wherein at least one of the at least one corrugated rib (1) has at least two rib segments (8), - wherein the respective rib segment (8) has ribs (5) following one another in a corrugation direction (4) and extends in the corrugation direction (5) between two ends (6), - at least two of the rib segments (8) being spaced apart from one another by an associated separating segment (7) of the corrugated rib (1), from which, starting from one of the ends (6), a part of the ribs (5) is removed in such a way that the rib segments (8) are connected to one another via the separating segment (7) and can be moved relative to one another, - wherein at least two consecutive rib segments (8) are moved relative to one another via the associated separating segment (7). are that the corrugated rib (1) is uneven transversely to the corrugation direction (4).

cooling device claim 1 , characterized in that the corrugated rib (1) is made in one piece.

cooling device claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the at least one separating segment (7) is formed by a free cut (9) removing the ribs (5).

cooling device claim 3 , characterized in that at least one of the at least one free cut (9) is introduced parallel or inclined to the corrugation direction (4) of the associated rib segments (8).

cooling device claim 3 or 4 , characterized in that - that the corrugated rib (1) has at least three rib segments (8) and at least two cutouts (9), - that at least two of the cutouts (9) are introduced into the corrugated rib (1) in opposite directions.

Cooling device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that at least one of the at least one separating segment (7) in a cross-section running along the corrugation direction (4) has a shape in the manner of a triangle.

Cooling device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that - that the cooling device (13) has a flange (16), - that the flange (16) for at least one of the at least one corrugated fin (1) has a depression (15) with an odd course transversely to the depth of the depression ( 15) that the corrugated rib (1) in the associated depression (15) follows the odd course of the depression (15) by means of the at least one separating segment (7).

System (10), in particular for a motor vehicle, - with an electrical device (11), - with a heat-transferring with the electrical device (11) connected cooling device (13) according to one Claims 1 until 7 .

system after claim 8 , characterized in that - that the cooling device (13) after claim 7 is formed, - that the flange (16) is heat-transferring connected to the electrical device (11).

system after claim 8 or 9 , characterized in that the electrical device (11) has an electric motor (17) which is cooled during operation by means of the cooling device (13).