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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem topfförmigen ersten
Element, einem deckelförmigen
zweiten Element, wobei das erste und das zweite Element miteinander
verbindbar sind, um einen dichten Innenraum auszubilden, und einer
ersten und einer zweiten Öffnung
in den Innenraum, um ein Wärmetauscher-Medium
in den Innenraum und aus diesem heraus zu führen.
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Wärmetauscher
der vorgenannten Art sind allgemein bekannt. Sie werden in den unterschiedlichsten
technischen Gebieten eingesetzt. Auf Grund der mittlerweile sehr
hohen Wärmeabgabe
von Mikroprozessoren und der zunehmenden Schallemission von mechanischen
Lüftern
werden Wärmetauscher
zur Flüssigkeitskühlung solcher
Mikroprozessoren in Zukunft eine deutlich größere Rolle spielen als bisher.
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Die
bisher zur Verfügung
stehenden Wärmetauscher
in Form von Wasserkühlern
für Mikroprozessoren
sind in der Regel aus einem Kupfer- oder Aluminiumblock durch spanende
Bearbeitung gefertigt. So wird der Innenraum, in den das Wasser strömt, aus
einem Vollmaterial gefräst,
wobei je nach Anwendung beim Fräsen
einzelne Kanäle
im Innenraum ausgebildet werden.
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Es
ist ohne weiteres ersichtlich, dass ein solches Herstellungsverfahren
sehr aufwändig
und damit teuer ist. Derartige Wasserkühler eignen sich in Folge dessen
nicht als Massenware, bei der es insbesondere auf einen günstigen
Preis ankommt.
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Vor
diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, Wärmetauscher der
vorgenannten Art so weiterzubilden, dass sie kostengünstig herstellbar
sind.
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Diese
Aufgabe wird bei dem Wärmetauscher der
vorgenannten Art dadurch gelöst,
dass eine Vielzahl von in den Innenraum hinein ragenden Erhebungen
vorgesehen sind, wobei die einzelnen Erhebungen mit dem ersten oder
dem zweiten Element verbunden sind, wobei das erste und das zweite
Element zusammen mit den Erhebungen durch ein Kaltumform-Verfahren,
vorzugsweise ein Fließpress-Verfahren,
ausgebildet sind.
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Dieser
erfindungsgemäße Wärmetauscher hat
den Vorteil, dass er äußerst kostengünstig herstellbar
ist. Dadurch, dass eine Vielzahl von Erhebungen in den Innenraum
hinein ragen, ist die Oberfläche,
an der das Kühlmedium
entlang strömt,
sehr groß,
mit dem Ergebnis einer sehr hohen Wärmetauscher-Leistung.
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Die
beiden Elemente selbst lassen sich jeweils sehr einfach herstellen
und müssen
anschließend
nur noch zusammengesteckt werden. Sowohl das erste Element als auch
das zweite Element mit den Erhebungen sind jeweils einstückig ausgebildet, was
im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit
sehr vorteilhaft ist, da keine Wärmeübergänge bzw.
Wärmebrücken vorhanden
sind. Darüber
hinaus ist auch eine spanende Bearbeitung des Innenraums des Wärmetauschers
nicht erforderlich.
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Ein
besonderer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Vielzahl von Erhebungen
bereits während der
Herstellung des ersten bzw. des zweiten Elements ausgebildet werden,
so dass auch hierfür
keine nachgelagerten spanenden Bearbeitungsschritte erforderlich
sind.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung sind die Erhebungen als Stifte mit
rundem Querschnitt ausgebildet.
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Dies
hat den Vorteil, dass einerseits eine einfache Herstellung möglich ist
und andererseits die vom Wärmetauscher-Medium
umströmte
Fläche
maximiert werden kann.
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Neben
den vorgenannten Stiften sind jedoch auch Erhebungen in anderen
Formen möglich.
Beispielsweise könnten
die Erhebungen als Rippen ausgebildet sein, die sich geradlinig
oder in ande ren geometrischen Formen zwischen der ersten und der zweiten Öffnung erstrecken.
Es wäre
zudem denkbar, dass mit Hilfe solcher Rippen spezielle Strömungskanäle ausgebildet
werden, die sich dann ebenfalls zwischen den beiden Öffnungen
erstrecken.
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Es
ist bevorzugt, die Elemente aus Aluminium oder Kupfer zu fertigen,
da diese Materialien im Hinblick auf Wärmeleitfähigkeit sowie Verarbeitbarkeit
besonders vorteilhaft sind.
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Um
die Vorteile der leichten Verarbeitbarkeit von Aluminium und die
sehr gute Wärmeleitfähigkeit von
Kupfer zu vereinigen, ist bevorzugt, in einer Grundfläche des
ersten oder des zweiten Elements ein drittes Element aus einem anderen,
besser wärmeleitfähigen Material,
insbesondere Kupfer, einzulassen.
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D.h.
mit anderen Worten, dass eine außen liegende Grundfläche des
ersten oder des zweiten Elements eine Vertiefung aufweist, in die
das dritte Element aus einem wärmeleitfähigen Material
eingebracht wird. Das dritte Element hat vorzugsweise eine Kreisform.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung sind die Stifte matrixförmig angeordnet.
D.h. mit anderen Worten, dass die Stifte in Reihen und Spalten angeordnet
sind, wobei der Abstand benachbarter Stifte so gewählt ist,
dass zwar eine gute Verwirbelung der Strömung des Wärmetauscher-Mediums erreicht wird,
der Strömungswiderstand
aber dennoch auf einem vernünftigen
Wert bleibt.
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Es
ist weiterhin bevorzugt, dass die Länge der Erhebungen im Wesentlichen
der Höhe
des topfförmigen
ersten Elements ent spricht. D.h. mit anderen Worten, dass sich die
Erhebungen von einer Seite des Innenraums annähernd über die gesamte Höhe des Innenraums
erstrecken, so dass der Spalt zwischen einem Element und dem benachbarten Ende
einer Erhebung minimal ist.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist der Wärmetauscher als Kühler für ein elektronisches Bauteil,
insbesondere einen Mikroprozessor, ausgebildet.
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Gerade
die Verwendung des Wärmetauschers
im Elektronikbereich bietet Vorteile, da hier insbesondere die günstige Herstellung
in großen Stückzahlen
zum Tragen kommt.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist die Grundfläche des ersten Elements derart
ausgebildet, dass sie plan auf dem elektronischen Bauelement aufliegt,
um einen guten Wärmeübergang
zu erzielen. D.h. mit anderen Worten, dass die nach außen gerichtete
Grundfläche
des ersten Elements nach der Herstellung nochmals bearbeitet wird,
um die gewünschte
plane Oberfläche
zu erhalten. Nur so ist es möglich,
entsprechende Wärme
gut von dem zu kühlenden
Bauteil abzuführen.
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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.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Dabei zeigen:
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1a eine schematische Schnittansicht
eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers;
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1b eine schematische Draufsicht
eines deckelförmigen
Bauelements des Wärmetauschers aus 1a;
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1c eine schematische Draufsicht
eines topfförmigen
Bauelements des in 1a dargestellten
Wärmetauschers;
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2 eine schematische Seitenansicht
eines Wärmetauschers
gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
wobei zur besseren Sichtbarkeit das deckelförmige und das topfförmige Bauelement
nicht miteinander verbunden sind;
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3 einen Wärmetauscher,
der gegenüber der
in 2 dargestellten Ausführungsform
etwas modifiziert ist;
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4a bis 4c drei unterschiedliche Möglichkeiten,
Erhebungen auszubilden;
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5a,b eine
schematische Seitenansicht und eine Draufsicht eines Wärmetauschers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform;
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6 eine schematische Seitenansicht
eines Wärmetauschers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform;
und
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7a,b eine
schematische Darstellung eines Wärmetauschers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
der mit einem weiteren Wärmetauscher gekoppelt
ist, und eine schematische Seitenansicht dieses Wärmetauschers
mit herausgebrochenen Seitenbereichen.
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In 1 ist ein Wärmetauscher
schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Im vorliegenden Fall ist der Wärmetauscher ein
Kühlkörper 12,
der auf einem Wärme
produzierenden elektronischen Bauteil, wie beispielsweise einem
Mikroprozessor, aufgebracht wird. Es versteht sich jedoch, dass
der vorliegende Wärmetauscher auch
in anderen Gebieten außerhalb
der Elektronik eingesetzt werden könnte. Auf Grund des hohen Kostendrucks
im Computerbereich hat sich der erfindungsgemäße Kühlkörper jedoch gerade hier als
besonders vorteilhaft herausgestellt.
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Der
Kühlkörper 12 weist
ein erstes topfförmiges
Bauteil 14 auf, das nachfolgend der Einfachheit halber
als Topf 15 bezeichnet wird. Ferner weist der Kühlkörper 12 ein
deckelförmiges
Bauteil 16 auf, das nachfolgend der Einfachheit halber
als Deckel 17 bezeichnet wird. Der Deckel 17 weist – wie in 1b zu erkennen – eine rechteckförmige Grundfläche 19 auf, auf
der eine Vielzahl von Erhebungen 21 vorgesehen sind. Die
Erhebungen 21 haben einen kreisförmigen Querschnitt und erstrecken
sich senkrecht zur Grundfläche 19 des
Deckels 17. Die Erhebungen 21 sind integraler
Bestandteil des Deckels 17, d.h. Erhebungen 21 und
Deckel 17 sind einstückig
ausgebildet, so dass sich eine sehr gute störungsfreie Wärmeleitung
zwischen Deckel und Erhebungen ergibt. Nachfolgend werden die Erhebungen 21 auf
Grund ihrer Form als Stifte 22 bezeichnet. Die Stifte 22 sind auf
der Grundfläche 19 des
Deckels 17 matrixförmig angeordnet,
d.h. die Stifte 22 bilden Reihen R und Spalten S. Die Stifte 22 innerhalb
einer Reihe R oder einer Spalte S sind zueinander gleichmäßig beabstandet
und liegen auf einer Geraden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind insgesamt fünfzehn Spalten
und acht Reihen an Stiften 22 vorgesehen, also insgesamt
120 Stifte. Es versteht sich, dass diese Anzahl rein beispielhaft
gewählt
wurde und in der Regel an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst
ist.
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Der
Topf 15 weist ebenfalls eine Grundfläche 23 auf, die hinsichtlich
ihrer Abmessungen im Wesentlichen der Grundfläche 19 des Deckels 17 entspricht.
Der Grundfläche 23 gegenüber liegt
eine Öffnung 25 des
Topfs 15, deren Querschnittsfläche der Grundfläche 19 des
Deckels 17 entspricht. Damit ist es – wie in 1a zu erkennen – möglich, den Deckel 17 in
die Öffnung 25 des
Topfs 15 einzusetzen, um einen nach außen hin dichten Innenraum 27 auszubilden.
Die Stifte 22 ragen dabei in den Innenraum 27 hinein
und erstrecken sich annähernd
bis zu der gegenüber
liegenden Grundfläche 23 des
Topfs 15.
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Um
ein Kühlmedium,
insbesondere Wasser, in den Innenraum 27 des Kühlkörpers 12 hinein-
und wieder herauszubringen, weist die Grundfläche 23 des Topfs 15 zwei Öffnungen 29, 31 auf,
die in den Innenraum 27 münden. Die beiden Öffnungen 29, 31 liegen
jeweils an einem Längsende
der rechteckförmigen
Grundfläche 23 des
Topfs 15. Es versteht sich jedoch, dass die beiden Öffnungen 29, 31 auch
an anderen Stellen vorgesehen sein können. Es ist z.B. auch möglich, die
beiden Öffnungen 29, 31 diagonal auf
der Grundfläche 23 anzuordnen,
so dass der Abstand zwischen den beiden Öffnungen 29, 31 maximal
wird.
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Um
an die Öffnungen 29, 31 Leitungen
anschließen
zu können,
sind rohrförmige
Anschlussstücke 33 vorgesehen,
die sich senkrecht von der Grundfläche 23 nach außen, also
weg vom Innenraum 27, erstrecken. An diesen rohrförmigen Anschlussstücken 33 können Schlauchleitungen
etc. aufgesteckt werden. Für
stabilere Verbindungen ist es selbstverständlich auch möglich, die
Anschlussstücke 33 mit
einem Außengewinde
zu versehen, so dass Anschlüsse
aufgeschraubt werden können.
Die Anschlussstücke 33 sind – wie aus 1a ersichtlich – integraler
Bestandteil des Topfs 15 .
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1a lässt noch erkennen, dass an
einer innen liegenden Wand 35 des Topfs 15 ein
Vorsprung 37 ausgebildet ist, der sozusagen als Anschlag
für den
Deckel 17 dient. Der Vorsprung 37 hat zudem abdichtende
Funktion und könnte – falls
erforderlich – einen
Gummiring als Abdichtelement tragen.
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Der
Kühlkörper 12 lässt sich
auf einem Mikroprozessor über
entsprechende – nicht
dargestellte – Klammern
anbringen, wobei die dem Innenraum 27 abgewandte Seite
des Deckels 17 in Kontakt mit dem Mikroprozessor kommt.
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Um
eine bessere Wärmeleitfähigkeit
zu erzielen, ist an der Außenseite
des Deckels 17 eine Vertiefung 39 vorgesehen,
in die eine entsprechend angepasste Scheibe 41 eingebracht
ist. In der vorliegenden Ausführungsform
ist diese Scheibe 41 kreisförmig, wobei selbstverständlich auch
andere geometrische Formen denkbar sind. Wichtig hierbei ist lediglich,
dass die mit dem zu kühlenden
Bauelement in Kontakt kommende Fläche 43 möglichst
plan ist, um einen guten Wärmeübergang
zu erreichen. Im Übrigen
kann diese Scheibe 41 aus einem anderen Material als der
Deckel 17 gefertigt sein, um eine weitere Verbesserung
der Wärmeleitfähigkeit
zu erreichen.
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Der
Kühlkörper 12 wird
im Betrieb mit einem Kühlmedium,
insbesondere Wasser betrieben, das – wie mit Pfeilen angedeutet – durch
eine Öffnung 31 in den
Innenraum 27 geführt
wird. Dort strömt
es an den Stiften 22 entlang und gelangt durch die gegenüber liegende Öffnung 31 wieder
aus dem Innenraum 27 heraus. Die matrixförmige Anordnung
der Stifte 22 sorgt hierbei für eine ausreichende Verwirbelung
der Strömung
und für
eine möglichst
große
Oberfläche, an
der das Kühlmedium
entlang fließt.
Je größer die Oberfläche nämlich ist,
desto besser funktioniert der Wärmeabtransport.
Allerdings ist hierbei zu beachten, dass bei zu großer Anzahl
und zu großer
Dichte der Stifte 22 der Strömungswiderstand zunimmt, was im
Hinblick auf die Pumpleistung der zur Förderung benötigten Pumpe nachteilig ist.
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Gegenüber den
bisher bekannten Kühlkörpern unterscheidet
sich der in 1a gezeigte
Kühlkörper 12 insbesondere
dadurch, dass er im Wege der Kaltumformung, insbesondere im Fließpress-Verfahren, hergestellt
ist. Hierbei werden der Deckel 17 und der Topf 15 getrennt
voneinander hergestellt, wobei die Stifte 22 auf der Grundfläche 19 des
Deckels 17 in einem Arbeitsprozess ausgebildet werden. Auch
die Topfform des Bauteils 14 lässt sich in einem Arbeitsgang
herstellen. Gleiches gilt im Übrigen
auch für
die rohrförmigen
Anschlussstücke 33.
Da sich gerade Aluminium sehr gut fließpressen lässt, sind beide Bauteile 14, 16 aus
Aluminium hergestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere Materialien
verwendbar sind, die sich mittels Kaltumformen bearbeiten lassen.
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In 2 ist eine weitere Ausgestaltung
des Kühlkörpers 12 dargestellt,
wobei zur Vereinfachung gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet sind. Auf eine nochmalige Beschreibung dieser Teile
soll deshalb verzichtet werden.
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Die
in 2 dargestellte Ausgestaltung,
die mit dem Bezugszeichen 12' gekennzeichnet
ist, unterscheidet sich gegenüber
dem Kühlkörper 12 lediglich
darin, dass der Topf 15 ebenfalls Erhebungen 46 aufweist,
die sich von der Grundfläche 23 zu
der Öffnung 25 erstrecken.
Die Länge
dieser Erhebungen 46 entspricht in etwa der Länge der
Erhebungen 21, die sich von der gegenüber liegenden Grundfläche 19 des
Deckels 17 erstrecken. Die Erhebungen 46 haben
vorzugsweise einen kreisförmigen
Querschnitt, so dass sie den Stiften 22 entsprechen. Die Anordnung
der Erhebungen 46 auf der Grundfläche 23 ist an die
Anordnung der Stifte 22 auf der Grundfläche 19 derart angepasst,
dass die Erhebungen 46 im zusammengesetzten Zustand von
Topf 15 und Deckel 17 in die Zwischenräume der
Stifte 22 eintauchen. Die Erhebungen 46 dienen
hauptsächlich
dazu, die Strömung
von der Öffnung 29 zu
der Öffnung 31 zu
beeinflussen.
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In 3 ist eine weitere Ausgestaltung
eines Kühlkörpers dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 12'' gekennzeichnet.
Dieser Kühlkörper 12'' unterscheidet sich von dem Kühlkörper 12' darin, dass
der Deckel 17 weitere Erhebungen 49 aufweist,
die sich von der Grundfläche 23 nach
außen,
d.h. weg von dem Innenraum 27, senkrecht zur Grundfläche 23 erstrecken.
Vorzugsweise sind diese Erhebungen 49 stiftförmig mit
kreisförmigem
Querschnitt ausgebildet. Selbstverständlich sind auch andere geometrische
Formen denkbar. Die Erhebungen 49 könnten so beispielsweise in
Form von Rippen ausgebildet sein.
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Die
Anbringung von Erhebungen 49 an der Außenseite der Grundfläche 23 kann
für eine
zusätzliche
Luftkühlung
des Kühlkörpers 12'' eingesetzt werden. Eine solche
Luftkühlung
ist dann erforderlich, wenn der Kühlkörper 12 dazu benutzt
wird, Wärme
aus dem Wärmetauscher-Medium
nach außen
zu führen.
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In 4a bis 4c sind verschiedene Ausgestaltungen
des Deckels 17 dargestellt. So ist in 4a beispielsweise ein Deckel 17 dargestellt,
der über
eine Vielzahl von Stiften 22 verfügt und zusätzlich über längliche Rippen 51,
die sich in Strömungsrichtung
zwischen den beiden Öffnungen 29, 31 erstrecken.
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In 4b weist der Deckel 17 lediglich
längliche
Rippen 53 auf, die im Unterschied zu 4a jedoch nicht parallel zueinander sondern
vielmehr winklig zueinander angeordnet sind. Die Rippen 53 erstrecken
sich jedoch ebenfalls zwischen den beiden Öffnungen 29, 31.
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Schließlich ist
in 4c ein Deckel 17 dargestellt,
der über
eine spiralförmig
verlaufende Rippe 55 verfügt. In diesem Beispiel ist
es für
eine optimale Führung
des Wärmetauscher-Mediums erforderlich, dass
eine der beiden Öffnungen 29, 31 in
der mit 57 gekennzeichneten Mitte liegt. Die spiralförmige Rippe 55 definiert
somit einen spiralförmigen
Kanal 59, der das Wärmetauscher-Medium
von außen
spiralförmig
zur Mitte 57 führt
(oder umgekehrt von der Mitte 57 nach außen). Dieses
Design ermöglicht
es, das Wärmetauscher-Medium
gezielt über
einen sehr langen Weg zu führen.
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Die
vorgenannten Beispiele sind nur einige wenige der möglichen
Formen der Erhebungen 21. Andere Designs sind durchaus
vor stellbar und können
die Führung
des Wärmetauscher-Mediums
positiv beeinflussen. Im Übrigen
können
die einzelnen gezeigten Designs selbstverständlich auch – soweit möglich – miteinander
kombiniert werden.
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In 5a ist ein Wärmetauscher
schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet.
Dieser Wärmetauscher 70 umfasst
einen becher – oder
topfförmigen
Körper 72,
der bezüglich
einer – in
der 5a horizontal verlaufenden Achse 74 – im Wesentlichen
symmetrisch aufgebaut ist. Der becherförmige Körper 72 umfasst eine
zylindrische Wand 76, die auch in 5b gut zu erkennen ist. Darüber hinaus
weist der becherförmige
Körper 72 einen
Boden 78 auf, der die Grundfläche der Wand 74 vollständig abdeckt
und an der Innenseite der Wand 74 angebracht ist. Vorzugsweise
sind Zylinderwand 74 und Boden 78 einstückig aus
einem Materialblock mittels eines Kaltumform-Verfahrens hergestellt.
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Der
Boden 78 liegt – in
Längsrichtung
der zylindrischen Wand 76 – mittig, so dass innerhalb
des becherförmigen
Körpers 72 zwei
voneinander getrennte Bereiche 81 und 83 ausgebildet
werden.
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Wie
bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
sind auch bei diesem Wärmetauscher 70 stiftförmige Erhebungen 21 vorgesehen
und zwar auf beiden Seiten des Bodens 78. Damit ragen diese stiftförmigen Erhebungen 21 einerseits
in den Bereich 81 und andererseits in den Bereich 83.
Wie aus 5b ersichtlich,
sind auf der Grundfläche
des Bodens 78 eine Vielzahl von stiftförmigen Erhebungen 21 vorgesehen.
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Diese
stiftförmigen
Erhebungen 21 werden ebenfalls im Wege eines Kaltumform-Verfahrens
aus dem Boden 78 hergestellt.
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Um
die beiden Bereiche 81 und 83 nach außen hin
dicht abzuschließen,
sind die jeweiligen Öffnungen
jeweils mit einem Deckel 85 dicht verschlossen.
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Um
ein Medium, insbesondere eine Flüssigkeit,
in die beiden Bereiche 81, 83 führen zu
können, sind
in dem Boden 78 entsprechende Zuführ- und Abführkanäle 87 bzw. 89 vorgesehen.
Diese Zu- und Abführkanäle weisen
senkrecht zur zylindrischen Wand 76 verlaufende Abschnitte
und parallel dazu verlaufende Abschnitte auf.
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Dieser
Wärmetauscher 70 ist
dazu geeignet, Wärme
zwischen zwei Medien auszutauschen. Während in dem in 5a gezeigten Beispiel die
beiden Medien den Wärmetauscher 70,
d.h. die Bereiche 81, 83 in gleicher Richtung
durchströmen,
ist es selbstverständlich
auch denkbar, diesen Wärmetauscher 70 im
Gegenstrom zu betreiben, so dass die die beiden Bereiche 81, 83 durchströmenden Medien
entgegengesetzt strömen.
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In 6 ist ein weiteres Beispiel
eines Wärmetauschers
dargestellt und mit dem Bezugszeichen 70' gekennzeichnet. Der Aufbau dieses
Wärmetauschers 70' entspricht
im Wesentlichen dem Aufbau des zuvor beschriebenen Wärmetauschers 70.
Der Unterschied liegt einzig darin, dass die Deckel 85 als Becher 91 ausgebildet
werden, die damit die zylindrische Wand 76 bilden. Der
mit den stiftförmigen
Erhebungen 21 versehene Boden 78 weist deshalb
keine zylindrische Wand mehr auf. Vielmehr werden die beiden Becher 91 zu
beiden Seiten des Bodens 78 auf diesen aufgesteckt, so
dass sich wiederum die Bereiche 81 und 83 ausbilden.
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Zum
Ein- und Ausführen
eines Mediums in diese Bereiche 81, 83 sind in
den beiden Bechern 91 Öffnungen 93 in
deren Zylinderwand 95 vorgesehen. Mit Pfeilen ist gekennzeichnet,
dass durch diese Öffnungen 93 beispielsweise
eine Flüssigkeit
in die beiden Bereiche 81, 83 einströmen kann.
Darüber
hinaus ist mit diesen Pfeilen angedeutet, dass die Strömungsrichtung
der Flüssigkeit
in den beiden Bereichen 81, 83 entgegengesetzt
ist, so dass ein Gegenstrom realisiert wird.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
ist anzumerken, dass sowohl der Boden 78 mit den stiftförmigen Erhebungen 21 auf
beiden Seiten und die Becher 91 mit Hilfe eines Kaltumform-Verfahrens,
insbesondere dem Fließpress-Verfahren,
vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer hergestellt sind.
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In 7a und b ist
ein weiteres Beispiel eines Wärmetauschers 70'' in zwei unterschiedlichen Ansichten
dargestellt. Der Wärmetauscher 70'' entspricht hinsichtlich seines
Aufbaus im Wesentlichen dem Wärmetauscher 70 aus 5a, so dass auf eine nochmalige
Beschreibung der mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichneten Teile
verzichtet werden kann. Ein Unterschied des Wärmetauschers 70'' besteht darin, dass der obere
Deckel 85 fehlt und statt dessen ein Lüfter 97 auf die obere Öffnung aufgesetzt
wird. Wie mit Pfeilen L angedeutet, bläst der Lüfter 97 Luft in den
Innenraum 81 ein, die an den stiftförmigen Erhebungen 21 entlang
streicht und durch Schlitze 99 in der Wand 76 im Bereich
des Bodens 78 radial ausströmt. Damit erfolgt in diesem
Bereich eine Luftkühlung.
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Der
untere Bereich 83 wird – wie bei dem Wärmetauscher 70 von 5a – von einem flüssigen Medium
durchströmt,
das durch einen Zuführkanal 87 einströmt und durch
einen Abführkanal 89 ausströmt.
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Wie
in 7a dargestellt, wird
die den Raum 83 durchströmende Flüssigkeit über Leitungen 101 zu
einem Kühlkörper 12 geführt, der
mit dem zu kühlenden
Bauteil, beispielsweise einem Mikroprozessor, verbunden ist. Der
dargestellte Kühlkörper 12 entspricht
dem in 1a beschriebenen
Kühlkörper, so
dass auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet werden kann.
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Die
in den 5, 6 und 7 beschriebenen Wärmetauscher 70 weisen
jeweils kreisförmige Grundkörper auf.
Diese Form ist jedoch nicht zwingend, so dass andere Formen, wie
rechteckig, oval etc. denkbar sind.
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In 1 ist dargestellt, dass
die beiden Öffnungen 29, 31 an
der Grundfläche 23 vorgesehen sind.
Es versteht sich, dass diese beiden Öffnungen 29, 31 auch
an anderen Stellen des Topfs 15 vorgesehen werden können. Es
wäre also
beispielsweise durchaus möglich,
die beiden Öffnungen 29, 31 an der
Wand des Topfs 15 vorzusehen, so dass sie parallel zur
Grundfläche 23 verlaufen
und in den Innenraum 27 münden. Darüber hinaus wäre es auch denkbar,
dass die Öffnungen 29, 31 seitlich
in die Grundfläche 23 hinein
laufen und in der Grundfläche 23 dann
rechtwinklig weiterlaufen und in den Innenraum 27 münden.
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Grundsätzlich sind
die genannten Designs beliebig kombinierbar und wählbar, solange
gewährleistet
ist, dass diese Designs mit Hilfe des genannten Kaltumform-Verfahrens,
vorzugsweise dem Fließpress-Verfahren,
herstellbar sind.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Wärmetauscher,
insbesondere ein Kühlkörper, angegeben
wird, der äußerst preiswert
herstellbar ist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die
zur Vergrößerung der Oberfläche eingesetzten
Erhebungen nicht mittels spanender Bearbeitungsschritte sondern
mittels eines Kaltumform-Verfahrens
hergestellt werden. Darüber
hinaus lassen sich durch die Erhebungen, die in den Innenraum des
Wärmetauschers
ragen, einerseits eine äußerst große Oberfläche und
andererseits Strömungsverhältnisse
schaffen, die zusammen einen sehr guten Wärmeaustausch zwischen Kühlkörper und
Wärmetauscher-Medium
ermöglichen.
Damit eignet sich der angegebene Wärmetauscher ausgezeichnet als
Kühlkörper für Mikroprozessoren
oder andere wärmeerzeugende
Bauteile in einem Computer.