DE1100057B

DE1100057B - Waermeabgebender metallischer Koerper mit vergroesserter Oberflaeche

Info

Publication number: DE1100057B
Application number: DES56748A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Bimmermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-01-29
Filing date: 1958-01-29
Publication date: 1961-02-23

Description

Wärmeabgebender metallischer Körper mit vergrößerter Oberfläche Es ist häufig erforderlich, wärmeabgebende metallische Körper mit kühlrippenartigen Organen zu versehen, die ihre Oberfläche vergrößern, z. B. bei Wärmekraftmaschinen, Wärmeaustauschern und stromführenden Leitern in Starkstromanlagen. Falls die wärmeabgebenden Metallteile durch Guß hergestellt werden, ist es üblich, die Kühlrippen unmittelbar in der Gußform vorzusehen. Bei einem solchen Verfahren unterliegt jedoch die Ausbildung der Kühlrippen gußtechnisch bedingten Beschränkungen. Es ist ferner bekannt, Kühlkörper an den zu kühlenden Metallkörpern anzuschweißen oder anzulöten. Durch die dabei erforderliche Wärmebehandlung werden jedoch die Festigkeitseigenscbaften des metallischen Werkstoffes erheblich verschlechtert, Ein Aufschrauben oder Annieten der Kühlrippen, das ebenfalls üblich ist, hat insbesondere bei elektrischen Stromschienen den Nachteil, daß die erforderlichen Bohrungen den Stromleitungsquerschnitt vermindern.
Nach einem weiteren-bekannten Vorschlag werden vorgefertigte Kühlbleche in die Oberfläche eines Wärmeaustauschers eingegossen. Die Kühlbleche sindhierbei zwecks sicherer Verankerung mit abgewinkelten Füßen versehen. Das Verfahren erfordert einen hohen Fertigungsaufwand.
Es ist auch bekannt, Kühlbleche in vorgefertigte Oberflächennuten des zu kühlenden Körpers einzusetzen und in diesen durch Andrücken des angrenzenden Materials zu befestigen. Ein sicherer Halt der Bleche wird dadurch erreicht, daß das Blech finit hohem Druclc in die Nut eingesetzt wird, so daß der Rand des Bleches durch eine Art Anstauchvorgang verdickt wird. Dieses Anstauchen erfordert ebenfalls einen hohen fertigungstechnischen Aufwand.
Man hat ferner als Kühlorgane zylindrische Stäbe aus Vollmaterial verwendet. Zur Befestigung der Stäbe an dem zu kühlenden Körper wurde an deren Enden eine umlaufende Nut eingefräst. Die Stäbe wurden in Bohrungen des zu kühlenden Körpers eingesetzt und mit dessen Material verstemmt. Auch diese bekannte Art der Befestigung von Kühlrippen an wärmeabgebenden Körpern ist hinsichtlich des erforderlichen Arbeitsaufwandes unbefriedigend.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen wärmeabgebenden metallischen Körper mit durch kühlrippenartige Organe vergrößerter Oberfläche, insbesondere Stromleiter in Starkstromanlagen, bei dem die kühlrippenartigen Organe mit verbreiterten Füßen in nutenförinige Vertiefungen seiner Oberfläche eingesetzt und mit dieser durch Verformung des an die Nuten angrenzenden Materials verbunden sind. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die kühlrippenartigen Organe aus Hohlkörpern bestehen, deren in die Nuten eingesetzte Ränder nach außen abgewinkelt sind. Sie ermöglicht es, die Kühlrippen mit geringem Aufwand aus Blechteilen oder Rohren zu fertigen und durch einfaches Abwinkeln bzw. Umbördeln der Ränder zur Befestigung an dem zu kühlenden Körper vorzubereiten, wobei die durch Verstemmen hergestellte Verbindung jeder praktisch vorkommenden mechanischen Beanspruchung gewachsen ist.
Die Befestigung des in die Nut eingesetzten Kühlorgans ist etwa derart möglich, daß in der Nähe der Nut durch ein entsprechendes meißelartiges Werkzeug eine Kerbe eingeschlagen wird. Bei einer solchen Befestigung ist also weder eine Wärmebehandlung noch eine Durchbohrung des zu kühlenden Körpers erforderlich. Als kühlrippenartige Organe können beispielsweise Rohre verwendet sein, deren Rand an einem Ende rechtwinklig nach außen umgebördelt ist. In diesem Fall sind kreisförmige Vertiefungen an der Oberfläche des zu kühlenden Körpers vorzusehen; die Befestigung kann beispielsweise durch einen Ringkerbschlag in der Umgebung des Rohres erfolgen.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken können als kühlrippenartige Organe auch U-förmig gebogene Bleche verwendet sein, deren Schenkel an ihren Enden rechtwinklig nach außen abgebogen und in je eine Nut des zu kühlenden Körpers eingesetzt sind.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar beziehen sich die Fig. 1 bis 3 auf einen wärmeabgebenden Körper mit rohrförmigen Kühlorganen, die Fig. 4 bis 6 auf eine Anordnung mit U-förmig gebogenen Kühlblechen.
In Fig. 1 ist 1 beispielsweise ein Teil einer Stromschiene, deren Oberfläche zur besseren Wärmeabgabe durch aufgesetzte Rohre 2 vergrößert ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Rohre 2 gegeneinander gestaffelt angeordnet. Die gezeigte Stromschiene kann durch natürliche Konvektion mittels der umgebenden Luft oder durch -einen künstlichen Strom eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels gekühlt werden, der in der Darstellung nach Fig. 3 in Richtung des Doppelpfeiles gefördert wird.
Die Verbindung der Rohre 2 mit der Stromschiene 1 ist im einzelnen aus Fig. 2 ersichtlich. In der Oberfläche der Schiene 1 wird zunächst eine kreisförmige, flache Vertiefung 3 hergestellt, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen. In diese Vertiefung wird ein Rohr 2 eingesetzt, dessen unterer Rand 2 a umgebördelt ist, Rund um das Rohr 2 wird nunmehr durch ein entsprechendes Werkzeug eine Ringkerbe 4 eingeschlagen, was zur Folge hat, daß das Material der Stromschiene 1 sich über den Rand 2 a des Rohres 2 wölbt und dadurch das Rohr fest mit der Schiene 1 verbindet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 sind mit einer Oberfläche des zu kühlenden Körpers 1 eine Reihe von U-förmigen Blechen 6 verbunden. Auch hier kann ein durch natürliche Konvektion oder künstlich geförderter Kühlmittelstrom vorgesehen sein, der im Sinne der Fig.4 senkrecht zur Zeichenebene gerichtet ist. Die Befestigung der U-förmigen Kühlbleche ist aus Fig. 5 ersichtlich. Für jedes Blech sind zwei Nuten 7 vorgesehen, in die die Schenkel des Bleches 6 mit ihren rechtwinklig abgebogenen Enden 6 a eingesetzt werden. Durch einen Kerbschlag an der Stelle 8 werden die angrenzenden Bleche durch die Verformung des Materials der Schiene 1 befestigt. In Fig. 6 ist ein Teil der fertigen Anordnung in perspektivischer Ansicht dargestellt.
Die Erfindung ist auch bei Schaltdrosselspulen, insbesondere für Kontaktumformer, anwendbar, bei denen die Wicklung aus Kupfer-Formstücken zusammengesetzt ist: Die Erfindung gestattet es, die einzelnen Wicklungsteile (Formstücke) aus handelsüblichem Flachkupfer herzustellen und ihre Oberflächen nachträglich durch in der angegebenen Weise aufgesetzte Kühlorgane zu vergrößern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Wärmeabgebender metallischer Körper mit durch kühlrippenartige Organe vergrößerter Oberfläche, insbesondere Stromleiter in Starkstromanlagen, bei dem die kühlrippenartigen Organe mit verbreiterten Füßen in nutenförmige Vertiefungen seiner Oberfläche eingesetzt und mit dieser durch Verformung des an die Nuten angrenzenden Materials verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlrippenartigen Organe aus Hohlkörpern bestehen, deren in die Nuten eingesetzte Ränder nach außen abgewinkelt sind.
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als kühlrippenartige Organe Rohre verwendet sind, deren Rand an einem Ende rechtwinklig nach außen umgebördelt ist.
3. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als kühlrippenartige Organe U-förmig gebogene Bleche verwendet sind, deren Schenkel an ihren Enden rechtwinklig nach außen abgebogen und in je eine. Nut des zu kühlenden Körpers eingesetzt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 897 256, 645 280; deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 172; französische Patentschrift Nr. 766 665; britische Patentschrift Nr. 414 345; USA.-Patentschrift Nr. 1914 477.