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Vorrichtung
zur Übertragung
von thermischer Energie
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von thermischer
Energie zwischen mindestens zwei ein unterschiedliches Temperaturniveau
aufweisenden Leitungen, die über
eine Verbindungseinrichtung, welche mindestens eine Kopplungsfläche aufweist,
miteinander koppelbar sind.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der
EP 1 308 686 A1 bekannt. Zwei oder mehr Leitungen,
insbesondere Wärmerohre,
sind mechanisch und thermisch über
ein Kupplungselement zur Übertragung von
thermischer Energie verbunden. Thermische Energie wird dabei von
einem warmen Ende eines ersten Wärmerohres
an dessen kaltes Ende übertragen, welches
in dem Kupplungselement aufgenommen ist. Von dem kalten Ende des
ersten Wärmerohres wird
die thermische Energie über
das Kupplungselement an ein warmes Ende eines zweiten Wärmerohres übertragen.
Von diesem warmen Ende des zweiten Wärmerohres wird die Energie
weiter an dessen kaltes Ende übertragen.
Die bekannte Vorrichtung ist für
eine statische Anwendung konstruiert.
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Weitere
Vorrichtungen zur Kopplung von Wärmerohren
sind aus den Druckschriften US 2003/0030986 A1 sowie
US 5,781,409 bekannt.
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Die
genannten Vorrichtungen sind hinsichtlich der Wärmeübertragung nicht flexibel einsetzbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Übertragung
von thermischer Energie anzugeben, die flexibel für unterschiedliche Anwendungen
und Lastfälle
einsetzbar ist.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Kopplung steuer- oder regelbar und zur kontinuierlich oder
weitgehend sprunghaft veränderbaren
Energieübertragung
ausgelegt ist und dass die Steuerung oder Regelung durch Bewegung
der mindestens einen Kopplungsfläche
oder mindestens einer Leitung erfolgt.
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Unter
einer steuer- oder regelbaren Kopplung kann insbesondere verstanden
werden, dass eine über
die Verbindungseinrichtung übertragbare thermische
Energiemenge oder eine Temperatur steuer- oder regelbar ist. Unter
thermischer Energie wird im Folgenden Wärme oder Wärmeenergie bei beliebigen Temperaturen
verstanden.
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Die
Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, die an der Verbindungseinrichtung übertragbare thermische
Energiemenge an unterschiedliche Anwendungen oder Betriebsbedingungen
anzupassen. Damit ist die Vorrichtung nicht nur für einen
bestimmten stationären
Anwendungsfall ausgelegt, sondern kann flexibel an sich ändernde
Bedingungen angepasst werden. Solche sich ändernde Bedingungen können beispielsweise
darin bestehen, dass sich bei erhöhter Last eines Wärme erzeugenden
Gerätes
die abzuführende
thermische Energie- bzw. Wärmemenge
vergrößert. Umgekehrt
kann die abzuführende thermische
Energie- bzw. Wärmemenge
verkleinert sein, beispielsweise um eine minimale Betriebstemperatur
nicht zu unterschreiten.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Änderung
der übertragbaren thermischen
Energie durch Vergrößern oder
Verkleinern einer Energieübertragungsfläche bzw.
Wärmeübertragungsfläche herbeizuführen. Unter
einer Energie- bzw.
Wärmeübertragungsfläche wird
hierbei eine Fläche
verstanden, über
welche Wärme übertragbar ist.
Diese Fläche
ist eine Berührungsfläche zwischen mindestens
zwei Kopplungsflächen.
Die Kopplungsflächen
können
auch als Kontaktflächen
bezeichnet werden. Durch die Vergrößerung oder Verkleinerung der
Energie- bzw. Wärmeübertragungsfläche ändert sich
die an der Verbindungseinrichtung übertragene Energie- bzw. Wärmemenge.
Hierdurch wird auch die über
die Leitungen transportierte Energie- bzw. Wärmemenge entsprechend variiert.
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Ein
weiterer Grundgedanke der Erfindung liegt darin, eine Verbindungseinrichtung
zusätzlich für eine steuer-
oder regelbare Energieübertragung zu
nutzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
hat somit neben einer reinen Kopplungs- oder Verbindungsfunktion
für mindestens
zwei Leitungen auch eine Steuerungs- oder Regelungsfunktion für die Energieübertragung.
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Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung kann darin gesehen werden, die
Steuerung oder Regelung der Kopplung durch eine mechanische Bewegung herbeizuführen. Erfindungsgemäß ist hierzu
entweder mindestens eine Kopplungsfläche der Verbindungseinrichtung
oder mindestens eine Leitung bewegbar. Die Kopplungsfläche kann
dabei eine Kontaktfläche
der Verbindungseinrichtung zu einer Leitung oder eine innerhalb
der Verbindungseinrichtung angeordnete Kontaktfläche sein. Durch die Bewegung
wird eine Energie- bzw. Wärmeübertragungsfläche vergrößert oder
verkleinert.
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Je
nach Bedarf kann die Kopplung zur kontinuierlich veränderbaren
Energieübertragung
oder aber zu einer weitgehend sprunghaft veränderbaren Energieübertragung
ausgelegt sein. Ist eine Regelung oder Steuerung einer Temperatur
oder zu übertragenden
Wärmemenge
angestrebt, so ist es bevorzugt, die Kopplung für eine kontinuierlich veränderbare
Wärmemenge
auszulegen. Sind hingegen zwei oder mehr diskrete Zustände mit
unterschiedlichen Übertragungseigenschaften
gewünscht,
so kann die Kopplung so ausgestaltet sein, dass die übertragbare Wärmemenge
sprunghaft änderbar
ist. Bei einer sprunghaften Energieübertragung ist es besonders bevorzugt,
dass auch eine vollständige
Trennung der Wärmeübertragung
möglich
ist.
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Nach
der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, dass die Leitungen als
Wärmerohre
ausgelegt sind, deren geschlossene Endbereiche in der Verbindungseinrichtung
formschlüssig
aufgenommen sind. Ein Wärmerohr
ist eine fluiddichte Leitung, die einen Verdampfungsbereich, einen
Kondensationsbereich und eine Kapillarstruktur aufweist, die sich
zwischen dem Verdampfungsbereich und dem Kondensationsbereich erstreckt.
In dem Wärmerohr
ist ein Wärmetransportmittel
aufgenommen, das in dem Verdampfungsbereich verdampft und dabei
thermische Energie aufnimmt. Das dampfförmige Transportmittel gelangt
zu dem Kondensationsbereich, wo es unter Abgabe von thermischer
Energie erneut kondensiert. Durch die Kapillarstruktur wird das
flüssige
Wärmetransportmittel
erneut zu dem Verdampfungsbereich transportiert, wo sich der Kreislauf
schließt.
Die Energieübertragung
durch Kondensation und Verdampfung bewirkt, das mit einem Wärmerohr
besonders hohe Wärmeübertragungskoeffizienten
erreicht werden. Wärmerohre
sind auch unter der englischen Bezeichnung "heatpipe" bekannt.
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Die
geschlossenen Endbereiche der Wärmerohre
sind bevorzugt in Bohrungen, welche als Sack- oder Durchgangsbohrungen
ausgeführt
sein können, in
der Verbindungseinrichtung aufgenommen. Dabei sind sie über eine äußere Umfangsfläche, welche eine
Kopplungsfläche
darstellt, mit der Verbindungseinrichtung, insbesondere mit einer
inneren Umfangsfläche
der Bohrung, kontaktierbar und wärmeleitend
verbindbar.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Wärmerohr
in der Bohrung verschiebbar ist. Hierzu ist das Wärmerohr
in axialer Richtung, d.h. parallel zu einer Längsachse des Wärmerohrs
bzw. der Bohrung, in der Verbindungseinrichtung bewegbar. Durch
die Bewegung wird eine Wärmeübertragungsfläche, welche
eine Berührungsfläche zwischen
einer äußeren Umfangsfläche des
Wärmerohrs
und der inneren Umfangsfläche
der Bohrung darstellt, vergrößert oder
verkleinert.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Verbindungseinrichtung aus mindestens zwei Teilen aufgebaut
ist, welche relativ zueinander bewegbar sind. Zur Übertragung
der thermischen Energie können
die beiden Teile entweder direkt oder indirekt über die beiden Leitungen koppelbar
sein. Durch eine Bewegung mindestens eines Teils der Verbindungseinrichtung
kann eine Wärmeübertragungsfläche, und
damit die übertragbare
Wärmemenge,
variiert werden. Die Wärmeübertragungsfläche kann
zwischen zwei Teilen der Verbindungseinrichtung oder zwischen Verbindungseinrichtung
und mindestens einer Leitung, bevorzugt beiden Leitungen, ausgebildet
sein. Durch eine Trennung der beiden Teile voneinander kann abrupt
die Energieübertragung
unterbrochen werden.
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Eine
besonders komfortable und präzise Steuerung
oder Regelung der Kopplung wird nach der Erfindung dadurch erreicht,
dass mindestens eine Leitung oder mindestens ein Teil der Verbindungseinrichtung über eine
Antriebseinrichtung bewegbar ist. Die Bewegung der Leitung erfolgt
also nicht manuell. Vielmehr wird die Leitung oder ein Teil der
Verbindungseinrichtung durch eine geeignete Antriebsmechanik, z.B.
einen Motor oder eine Tauchspule mit Eisenkern, extern angetrieben.
Durch die Antriebseinrichtung kann eine hohe Präzision hinsichtlich einer genauen
Positionierung der Leitung und/oder des bewegten Teils der Verbindungseinrichtung
erreicht werden. Zusätzlich
ist es möglich,
eine Bewegung auch dann zu realisieren, wenn die Leitung und/oder
die Verbindungseinrichtung schwer zugänglich ist.
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Für eine Unterbrechung
der Energieübertragung
ist vorgesehen, dass mindestens eine Leitung aus der Verbindungseinrichtung
bewegbar ist. Durch die vollständige
Trennung von Leitung und Verbindungseinrichtung ist sowohl die mechanische
als auch die thermische Kopplung gelöst.
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Um
eine effektive Wärmeübertragung
zwischen den beiden Leitungen zu erreichen, ist es bevorzugt, dass
die Verbindungseinrichtung als Block mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere als Aluminiumblock,
ausgelegt ist. Der Block kann beispielsweise auch als Kupferblock,
Graphitblock oder als Block aus einer Legierung ausgeführt sein,
die gute Wärmeleitungseigenschaften
aufweist. Die Übertragung
der thermischen Energie erfolgt durch Wärmeübergang an den Kontaktflächen zwischen
Leitung und Verbindungseinrichtung sowie durch Wärmeleitung (Konduktion) innerhalb
der Verbindungseinrichtung. Eine Verbindungseinrichtung mit hoher
Wärmeleitfähigkeit
verbessert sowohl den Wärmeübergang als
auch die Wärmeleitung
innerhalb der Verbindungseinrichtung.
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Eine
besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin;
dass die Verbindungseinrichtung zwei relativ zueinander verfahrbare
Blöcke
aufweist, deren Kontaktbereiche formschlüssig und/oder mit großer Kontaktfläche zur Übertragung der
thermischen Energie miteinander verbindbar oder zur Unterbrechung
der Übertragung
der thermischen Energie trennbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass
in jedem der zueinander verfahrbaren Blöcke eine Leitung aufgenommen
ist. Die Steuerung oder Regelung der Kopplung erfolgt durch eine
relative Bewegung der beiden Blöcke
zueinander. Im Hinblick auf eine möglichst große übertragbare Energiemenge ist
es vorteilhaft, dass die Kontaktbereiche zwischen den Blöcken eine
große
Kontakt- bzw. Kopplungsfläche
aufweisen. Für
eine gute Energieübertragung
ist es weiterhin vorteilhaft, dass die Kontaktbereiche als komplementäre Flächen ausgebildet
sind, die miteinander formschlüssig
in Eingriff bringbar sind.
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Grundsätzlich kann
die relative Anordnung der beiden Blöcke zueinander beliebig gestaltet
sein. Für
eine kontinuierlich veränderbare
Wärmeübertragung
ist es jedoch bevorzugt, dass die Kontaktflächen im Wesentlichen parallel
zu der Bewegungsrichtung zumindest einer der Blöcke angeordnet sind. Somit
wird durch die Bewegung der Blöcke
der Kontaktbereich kontinuierlich zwischen einem maximalen und einem
minimalen Wert variiert. Die Kontaktflächen können beispielsweise durch eine
Umfangsfläche
eines Zapfens und eine entsprechende Innenfläche einer Bohrung gebildet
sein. Für
eine abrupte Unterbrechung der Wärmeübertragung
ist es bevorzugt, dass die beiden Blöcke an ihren Stirnseiten derart
koppelbar sind, dass durch einen kurzen Bewegungsweg eine Trennung
der beiden Kontaktflächen erfolgt.
Durch die Trennung wird die Übertragung
der thermischen Energie vollständig
unterbrochen.
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Die
Leitungen können
in ihrem jeweiligen Block bewegbar oder stationär angeordnet sein. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Endbereich mindestens einer
Leitung stationär
mit einem Block verbunden ist. Unter einer stationären Verbindung
kann insbesondere eine feste, nicht lösbare Verbindung verstanden
werden. Diese kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass
die Leitung mittels einer Presspassung in dem Block aufgenommen
ist. Durch die feste Verbindung der Leitung mit dem Block genügt es; ausschließlich den
Block zu bewegen, während die
Leitung passiv mit dem Block mitbewegt wird.
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Alternativ
zu der stationären
Verbindung der Leitung mit dem Block kann auch vorgesehen sein, dass
mindestens eine Leitung relativ zu dem Block, in dem sie aufgenommen
ist, verschiebbar ist. Dadurch kann der Block verfahren werden,
während
die Leitung beispielsweise fest in einem Gehäuse. fixiert ist. Die Leitung
ist somit fest installiert und lediglich relativ zu dem Block bewegbar.
Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass
eine Verbindung und Trennung der beiden Blöcke realisiert werden kann,
ohne die beiden Leitungen verschiebbar auszulegen. Eine konkrete
Ausführungsform könnte beispielsweise
darin bestehen, dass eine Leitung bei verbundenen Blöcken nicht
bis zum Ende der Sackbohrung in dem Block aufgenommen ist. Somit
ist eine Verschiebung des Blocks in Richtung der Leitung ohne eine
Bewegung der Leitung möglich.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Verbindungseinrichtung
zwei relativ zueinander bewegbare Halbschalen aufweist, dass zwischen
den Halbschalen Endbereiche der Leitungen angeordnet sind, und dass
die Halbschalen Kontaktflächen
aufweisen, über
welche sie mit beiden Leitungen verbindbar sind. Für eine gute
Wärmeübertragung
muss bei einer Verbindung einer Leitung an einem Aluminiumblock
für besonders
feste Kontaktierung gesorgt werden. Durch ein Anpressen der beiden
zueinander bewegbaren Halbschalen können Zwischenräume zwischen
der Leitung und der Verbindungseinrichtung wirksam vermieden werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die beiden Halbschalen durch die
Antriebseinrichtung zusammengepresst und geöffnet werden können.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Halbschalen derart gestaltet
sind, dass bei geöffneten
Halbschalen im Wesentlichen keine Energieübertragung und bei flächigem Kontakt
der Halbschalen mit den Leitungen, insbesondere Presssitz, maximale
Energieübertragung
stattfindet. Diese Ausführungsform
erlaubt somit eine gezielte, abrupte Unterbrechung der Energieübertragung.
Grundsätzlich
ist es aber auch möglich,
die Halbschalen parallel zu den Leitungen derart bewegbar zu gestalten,
dass eine kontinuierliche Variation der übertragenen Energiemenge erfolgt.
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Besonders
bevorzugt ist es nach der Erfindung, dass die Vorrichtung als Ein-Aus-Schalter für die Energieübertragung
betreibbar ist. Mit einem Ein-Aus-Schalter kann die Energieübertragung sprunghaft
ein- bzw. ausgeschaltet werden. Somit kann beispielsweise die Kühlung eines
Elements gezielt ein- bzw. ausgeschaltet werden. Ein gezieltes Ausschalten
der Energieübertragung
ist z.B. dann denkbar, wenn ein Bauelement schnell auf seine Betriebstemperatur
gebracht werden soll.
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Ein
effektives Wärme-
bzw. Temperaturmanagement kann dadurch erreicht werden, dass die Antriebseinrichtung
mittels einer Steuerungs- oder Regelungseinrichtung für eine physikalische
Größe, insbesondere
eine Temperatur, betreibbar ist. Neben einer Temperatur kann jedoch
auch beispielsweise eine Wärmemenge
gesteuert oder geregelt sein. In Abhängigkeit von der physikalischen
Größe, die
gesteuert oder geregelt werden soll, wird ein Signal an die Antriebseinrichtung übermittelt,
welches eine bestimmte Stellung der Antreibseinrichtung vorsieht. Beispielsweise
kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur eines Bauelements bei
wechselnder Betriebslast konstant gehalten werden soll. Hierzu wird in
Abhängigkeit
von der Betriebslast bzw. der Temperatur die Antriebseinrichtung
derart betrieben, dass eine bestimmte Energiemenge zwischen der
ersten Leitung und der zweiten Leitung übertragen wird.
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Um
eine möglichst
leichtgängige
Bewegung der Leitungen innerhalb der Verbindungseinrichtung zu erreichen,
ist es vorteilhaft, dass die Leitungen und die Verbindungseinrichtung
aus einer gleitfähigen
Materialpaarung ausgeführt
sind.
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Eine
besonders gute Verschiebbarkeit der Leitungen in der Verbindungseinrichtung
lässt sich dadurch
realisieren, dass zwischen den Leitungen und der Verbindungseinrichtung
ein Gleitmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit
angeordnet ist. Durch das Gleitmaterial wird zum einen die Gleitreibung
zwischen Leitung und Verbindungseinrichtung herabgesetzt und gleichzeitig
eine innige Verbindung der Leitung mit der Verbindungseinrichtung
hergestellt, wodurch eine große
Energiemenge übertragbar
ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand von bevorzugten
Ausführungsformen,
welche schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind,
weiter erläutert.
Es zeigt
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1 in
schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Übertragung von thermischer
Energie zwischen zwei Wärmerohren
mittels einer als Aluminiumblock ausgeführten Verbindungseinrichtung, wobei
eines der beiden Wärmerohre
mittels einer Antriebseinrichtung relativ zu dem Aluminiumblock
verfahrbar ist;
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2 in
schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Übertragung von thermischer
Energie zwischen zwei Wärmerohren
mittels einer Verbindungseinrichtung, die als zwei Aluminiumblockhalbschalen
ausgeführt
ist;
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3 in
schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Übertragung von thermischer
Energie zwischen zwei Wärmerohren über zwei
Aluminiumblöcke,
wobei ein erster Aluminiumblock mit Wärmerohr über eine Antriebseinrichtung
relativ zu einem zweiten Aluminiumblock verfahrbar ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer Aluminiumblockhalbschale gemäß 2;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer aus zwei Aluminiumblockhalbschalen
aufgebauten Verbindungseinrichtung gemäß 2;
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In 1 ist
schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung von
thermicher Energie gezeigt. Zwei als Wärmerohre ausgeführte Leitungen 10, 11 sind über eine
als Aluminiumblock ausgeführte
Verbindungseinrichtung 20 thermisch und mechanisch miteinander
gekoppelt. Hierzu weist der Aluminiumblock zwei parallele Sackbohrungen 22 auf,
in denen Endbereiche der Wärmerohre
formschlüssig
aufgenommen sind. Der Endbereich eines ersten Wärmerohres ist als Kondensationsbereich
und der Endbereich eines zweiten Wärmerohres als Verdampfungsbereich
ausgebildet. Die in dem Kondensationsbereich freiwerdende thermische
Energie wird über
eine Wärmeübertragungsfläche zwischen
Wärmerohr
und Aluminiumblock an den Aluminiumblock übertragen. Die Wärmeübertragungsfläche stellt
eine Berührungsfläche zwischen einer
Kopplungs- bzw. Kontaktfläche
des Wärmerohres
und einer Kopplungs- bzw.
Kontaktfläche
der Verbindungseinrichtung 20 dar. Durch Wärmeleitung wird
die thermische Energie über
eine zweite Wärmeübertragungsfläche zwischen
Aluminiumblock und zweitem Wärmerohr
an das zweite Wärmerohr,
insbesondere dessen Verdampfungsbereich, übertragen. Die übertragene
Energiemenge hängt
dabei unter anderem von einer Temperaturdifferenz zwischen den beiden
Wärmerohren
sowie den Wärmeübertragungsflächen zwischen
erstem Wärmerohr
und Aluminiumblock und Aluminiumblock und zweitem Wärmerohr
ab.
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Das
zweite Wärmerohr
ist in der gezeigten Ausführungsform über eine
Antriebseinrichtung 40 aktiv innerhalb der Sackbohrung 22 in
dem Aluminiumblock, in welcher es aufgenommen ist, bewegbar. Selbstverständlich kann
alternativ oder zusätzlich auch
vorgesehen sein, dass das erste Wärmerohr bewegbar ausgeführt ist.
Die Bewegung erfolgt in Richtung einer Längsachse 15 des Wärmerohres bzw.
der Sackbohrung in dem Aluminiumblock. Das Wärmerohr ist zwischen einer
Stellung mit maximaler Wärmeübertragungsfläche und
einer Stellung mit minimaler Wärmeübertragungsfläche zwischen
Wärmerohr
und Aluminiumblock in der Bohrung verschiebbar. Gegebenenfalls kann
auch vorgesehen sein, dass das Wärmerohr
gänzlich
aus dem Aluminiumblock heraus bewegbar ist. Eine Verkleinerung der
Wärmeübertragungsfläche bewirkt,
dass weniger thermische Energie zwischen Aluminiumblock und Wärmerohr
bzw. umgekehrt übertragbar
ist.
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Das
erste Wärmerohr
ist an eine Antriebseinrichtung 40 angeschlossen, welche
zur axialen Bewegung des Wärmerohrs
ausgebildet ist. Die Bewegung der Antriebseinrichtung 40 erfolgt
parallel zur Bewegung des Wärmerohrs.
Zur Übertragung
der Bewegung der Antriebseinrichtung 40 auf das Wärmerohr
sind Wärmerohr
und Antriebseinrichtung 40 über zwei parallele Stege 30 miteinander
verbunden. Wird die Antriebseinrichtung 40 an eine Regelung oder
Steuerung angeschlossen, so kann die Bewegung in Abhängigkeit
von einer gemessenen bzw. vorgebbaren Temperatur ausgeführt werden.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
gemäß 1 sind
in 2 die Wärmerohre
nicht in Sackbohrungen in der Verbindungseinrichtung 20 aufgenommen,
sondern zwischen zwei als Halbschalen ausgebildeten Aluminiumblöcken angeordnet.
Die Halbschalen weisen jeweils eine als Rille 24 ausgebildete
Vertiefung auf. In dieser ist ein Umfangsbereich der beiden Wärmerohre
formschlüssig
aufgenommen. Die Anordnung der Wärmerohre
ist koaxial zueinander. Durch ein festes Anpressen der Aluminiumschalen
kann eine besonders gute Verbindung zwischen Verbindungseinrichtung 20 und
Wärmerohr erreicht
werden, welche Voraussetzung für
eine gute Wärmeübertragung
ist. Wie in dem in 1 dargestellten Beispiel kann
auch hier vorgesehen sein, dass zumindest eines der beiden Wärmerohre
zur Veränderung
der übertragenen
Energiemenge axial, insbesondere durch eine Antriebseinrichtung 40 angetrieben,
bewegbar ist.
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Zusätzlich oder
alternativ sind nach der dargestellten Ausführungsform die beiden Aluminiumblockhalbschalen
relativ zueinander bewegbar gestaltet. Dabei kann zumindest eine
Halbschale von den beiden Wärmerohren
getrennt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass beide Halbschalen von
den Wärmerohren
trennbar sind.
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Durch
die Trennung einer Halbschale von den Wärmerohren wird die Energieübertragung
zwischen erstem und zweitem Wärmerohr
reduziert, da die Übertragung
nur noch über
eine der beiden Halbschalen erfolgt. Wird auch diese zweite Halbschale von
den Wärmerohren
getrennt, so ist die Energieübertragung
unterbrochen. Die Vorrichtung kann in dieser Ausführungsweise
auch als Schalter verwendet werden.
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Eine
Steuerung oder Regelung der übertragenen
Energiemenge in Verbindung mit einer intensiven Kopplung kann dadurch
realisiert werden, dass sowohl eine Bewegung zumindest einer Halbschale als
auch eines Wärmerohres
vorgesehen ist. Im stationären,
d.h. unbewegten Zustand sind die beiden Halbschalen aneinandergepresst,
wodurch eine gute Wärmeübertragung
erreicht wird, gleichzeitig eine Bewegung der Wärmerohre aber nur schwer möglich ist.
Um ein Wärmerohr
zu bewegen, ist vorgesehen, die Pressung zu lösen und das Wärmerohr
entsprechend zur Bewegung freizugeben. Nach Einstellung der neuen
Position ist die Vorrichtung erneut in den Zustand mit aneinandergepressten
Halbschalen überführbar.
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Die
beiden Halbschalen sind an eine geeignete Antriebseinrichtung 40 angeschlossen
und können,
beispielsweise, um die Wärmerohre
für eine
axiale Bewegung freizugeben, geöffnet
werden. Für eine
feste Kontaktierung der Wärmerohre
mit dem aus zwei Halbschalen aufgebauten Aluminiumblock werden die
Halbschalen mittels der Antriebseinrichtung 40 zusammengepresst.
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In 3 ist
eine Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, bei der die beiden Wärmerohre jeweils in einem eigenen
Aluminiumblock aufgenommen sind. Wie in dem in 1 dargestellten
Beispiel sind auch hier die geschlossenen Endbereiche der Wärmerohre
jeweils in einer Sackbohrung 22 in dem entsprechenden Aluminiumblock
aufgenommen.
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Einer
der beiden Aluminiumblöcke
ist durch eine Antriebseinrichtung 40 relativ zu dem zweiten Aluminiumblock
verfahrbar. Die Aluminiumblöcke sind über formschlüssige, großflächige Kontaktflächen miteinander
verbindbar. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kontaktflächen der
beiden Aluminiumblöcke
in Bezug auf die Bewegungsrich tung der Blöcke zueinander jeweils stirnseitig
derart angeordnet, dass durch einen geringen Bewegungsweg eines
Aluminiumblocks eine Kopplung bzw. Trennung der beiden Aluminiumblöcke über deren
Kontaktflächen
erfolgt. Die Kontaktflächen
sind dabei mit einem komplementären
zackenförmigen
Profil versehen.
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Je
nach Anordnung der Kontaktflächen
der beiden Aluminiumblöcke
kann eine Bewegung eines Aluminiumblocks bewirken, dass die beiden
Blöcke abrupt
voneinander getrennt werden oder die Berührungsfläche zwischen den Kontaktflächen kontinuierlich
reduziert wird. Damit kann die Übertragung
der thermischen Energie abrupt hergestellt bzw. unterbrochen oder
kontinuierlich verändert
werden. Beide Wärmerohre
können
fest, insbesondere durch Presspassungen, in dem jeweiligen Aluminiumblock
aufgenommen sein. Durch die Bewegung eines Aluminiumblocks wird
das entsprechende Wärmerohr
mit diesem zusammen bewegt. Die beiden Wärmerohre sind koaxial zueinander
angeordnet.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist einer der beiden Aluminiumblöcke über eine
Antriebseinrichtung 40 angetrieben. Die Antriebseinrichtung 40 ist
seitlich der beiden Aluminiumblöcke
angeordnet und über
zwei Stege 30 mit einem Aluminiumblock verbunden. Die Bewegung
der Antriebseinrichtung 40 erfolgt parallel zu der Bewegung
des Aluminiumblocks. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung 40 zusätzlich oder
alternativ über die
beiden Stege mit dem Wärmerohr
verbunden ist. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass beide Aluminiumblocke
mit der Antriebseinrichtung 40 – oder mit zwei Antriebseinrichtungen 40 – verfahrbar sind.
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Ist
ein Aluminiumblock fest in einem Chassis eingebaut und befindet
sich der zweite Aluminiumblock in einem Einschub, so können die
Aluminiumblöcke
sowohl als Steckverbinder und gleichermaßen als Schalter dienen.
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In
den 4 ist eine Aluminiumblockhalbschale in perspektivischer
Ansicht gezeigt. Die Aluminiumblockhalbschale ist als ein quaderförmiger Körper ausgebildet.
In einer Oberfläche
ist eine Rille 24 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt eingebracht,
welche zur Aufnahme eines Endbereiches eines Wärmerohres dient. Seitlich der
Rille 24 sind sechs Bohrungen angeordnet. Mittels einer
geeigneten Schrauben- oder Stiftverbindung kann die Aluminiumblockhalbschale
mit einer zweiten Aluminiumblockhalbschale verbunden werden.
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5 zeigt
einen Endbereich eines Wärmerohres,
der gemäß dem Stand
der Technik zwischen zwei Aluminiumblockhalbschalen aufgenommen
ist. Die Aluminiumblockhalbschalen sind über sechs Schraubenverbindungen
miteinander verbunden. Durch die Schraubenverbindung ist für eine feste Kontaktierung
zwischen Aluminiumblockhalbschalen und Wärmerohr gesorgt.