DE2453956A1

DE2453956A1 - Hermetically sealed volatile-liquid-holding heating tube - with end shaped as single unit and sealed face

Info

Publication number: DE2453956A1
Application number: DE19742453956
Authority: DE
Inventors: Ronald Sidney Kemp
Original assignee: JERMYN THOMAS
Current assignee: JERMYN THOMAS
Priority date: 1973-11-20
Filing date: 1974-11-14
Publication date: 1975-05-22

Abstract

The closed metal tube has a filament of heat conducting material extending along it, in contact with the cylindrical tube side walling, the sealed end face, which is formed as one piece with one end of the tube, being pref. of an arched curved shape, and both tube ends may be so curved. a pin may be sealably inserted in at least one end, accommodated in an aperture extending centrally through the hood, both pin and aperture being tapered. The filament may extend far enough to establish contact with the inside surface of the hood, to facilitate heat transmission through the end concerned. The faces formed in one unit with the ends may be sealed by high melting point solder.

Description

Wärmerohr und Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres eines Wärmerohres Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Fertigung von Wärmerohren und im besonderen auf eine verbesserte Methode, Wärmerohre zu produzieren und die so produzierten Wärmerohre zu erhitzen. Heat pipe and method for producing a heat pipe of a heat pipe The present invention relates to the manufacture of heat pipes and im special on an improved method of making and producing heat pipes Heat pipes to heat.

Wärmerohre sind für die Ubertragung von Wärme bestimmte Einrichtungen, die-ein längliches rohrförmiges Glied umfassen, das an beiden Enden hermetisch abgedichtet und mit einer Einlage aus Docht- oder Maschenmaterial versehen ist. Das Innere des Rohres ist evakuiert, mit Ausnahme#des Vorhandenseins einer verdampfbaren Flüssigkeit. Wenn ein Ende des Rohres erhitzt wird und das andere mit einer Wärmesenke verbunden ist, verdampft die Flüssigkeit durch die zugeführte Wärme an dem einen Ende. Der Dampf strömt zum anderen Ende des Wärmerohres, wo er kondensiert wird, und läuft dann durch Kapillarwirkung als Flüssigkeit entlang dem Docht zurück zu dem ersten Ende. Auf diese Weise kann eine sehr schnelle Wärmeübertragung erreicht werden mit einer Wärmeleitungsgeschwindigkeit, die weitaus grösser ist als diejenige, die erreicht würde, wenn die Wärmerohre durch einen gleichdimensionierten festen Körper aus wärmeleitendem Material ersetzt würden.Heat pipes are devices intended for the transfer of heat, which-comprise an elongated tubular member which is hermetically sealed at both ends and is provided with an insert made of wick or mesh material. The inside of the The pipe is evacuated, with the exception of the presence of a vaporizable liquid. When an end of the Tube is heated and the other with a heat sink is connected, the liquid evaporates due to the heat supplied on one End. The steam flows to the other end of the heat pipe, where it is condensed, and then flows back as a liquid along the wick by capillary action the first end. In this way, very rapid heat transfer can be achieved with a rate of heat conduction that is far greater than that which would be achieved if the heat pipes were fixed by an equally sized Body made of thermally conductive material would be replaced.

Gegenwärtig besteht die Mehrzahl der runden Wärmerohre aus vier verschiedenen Teilen, nämlich einer blinden Abschlusskappe, einem Rohr, einem Docht bzw. einer Einlage und einer abdichtbaren Abschlusskappe. Bei der Herstellung des Wärmerohres wird die blinde Abschlusskappe durch Hartlöten, Schweissen oder Weichlöten an einem Ende des Rohres befestigt. Der Docht wird dann in das Innere des Rohres eingefügt und die abdichtbare Verschlusskappe wird hierauf durch Hartlöten, Schweissen oder Weichlöten am verbleibenden offenen Ende des Rohres befestigt. Auf dieser Bearbeitungsstufe benötigt das Innere des Wärmerohres eine abschliessende Reinigung. Diese ist schwierig, weil der Zugang nur durch eine einzige kleine Öffnung in der abdichtbaren Verschlusskappe möglich ist, bevor die benötigte Menge verdampfbarer Flüssigkeit eingefüllt und die kleine Öffnung abgedichtet wird mit der darauffolgenden Evakuierung, um den Druck im Inneren der Röhre auf ein vorherbestimmtes, niedriges Niveau zu senken.Currently, the majority of round heat pipes are made up of four different ones Parts, namely a blind end cap, a tube, a wick or a Insert and a sealable end cap. During the manufacture of the heat pipe the blind end cap is attached to one by hard soldering, welding or soft soldering Attached to the end of the tube. The wick is then inserted into the interior of the tube and the sealable cap is thereupon by brazing, welding or Solder attached to the remaining open end of the tube. At this processing stage the inside of the heat pipe needs a final cleaning. This is difficult because access is only possible through a single small opening in the sealable cap is possible before the required amount of vaporizable liquid is filled and the small opening is sealed with the subsequent evacuation to the Reduce pressure inside the tube to a predetermined, low level.

Diese konventionelle Fertigungsmethode bringt erhebliche Schwierigkeiten mit sich. Besonders, wenn hartgelötet oder geschweisst wird, entsteht wegen der starken Oxidation und der Überreste von Schmelzmaterial im Inneren des Wärmerohres eine erhebliche Verschmutzung. Dies kann zwar durch die Anwendung von Elektronenstrahlschweissung vermieden werden; aber diese Schweissmethode eignet sich für die Massenproduktion nicht und ist auch sehr teuer. Wo Weichlöten angewendet wird, ist die Verbindung mechanisch schwach. Dies könnte zum völligen Versagen des Wärmerohres beim Gebrauch führen, falls dieses so überhitzt wird, dass eine Annäherung an den Schmelzpunkt des Lötmittels erfolgt. Bei dieser Fertigungsmethode ist es schwierig - wenn nicht unmöglich - das Dochtmaterial so auszudehnen, dass es in enge Berührung mit den Kappen selbst kommt. Die Folge davon ist, dass Wärmeübertragung in einem greifbaren Ausmass nur durch die periphere zylindrische Oberfläche des Wärmerohres stattfinden kann und nicht durch die Endfläche bzw. Endflächen.This conventional manufacturing method brings considerable difficulties with himself. Especially when brazing or welding takes place because of the strong oxidation and the remains of melting material inside the heat pipe significant pollution. This can be done through the use of electron beam welding be avoided; but this welding method is suitable for mass production not and is also very expensive. Where soft soldering is used is the connection mechanically weak. This could cause the heat pipe to fail completely during use lead, if this is so overheated that an approach to the melting point of the solder is done. It's difficult with this manufacturing method - if not impossible - to expand the wick material so that it is in close contact with the Caps itself comes. The consequence of this is that heat transfer is tangible Extent can only take place through the peripheral cylindrical surface of the heat pipe can and not through the end face or end faces.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Fertigungsmethode für ein Wärmerohr zu schaffen, bei der zumindest eines der Enden durch integrale Verformung des offenen Röhrenendes verschlossen wird und so die Notwendigkeit entfällt, eine getrennte abdichtbare Abschlusskappe an dem Rohr zu befestigen.The present invention aims to provide a manufacturing method for creating a heat pipe in which at least one the ends is closed by integral deformation of the open tube end and so the There is no need for a separate sealable end cap on the pipe attach.

Gemäss der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für ein Wärmerohr vorgeschlagen, bei dem zumindest eines der Rohrenden des Wärmerohres dadurch verschlossen wird, dass die dem Ende benachbarte Rohrwand allmählich gegen die Achse des Rohres hin verformt wird und so eine Stirnwand des Rohres bildet, die dann abgedichtet wird. In einer Ausführung wird die Stirnwand allmählich in eine Kappe umgeformt, durch die eine Mittelöffnung führt, wobei die Mittelöffnung verschlossen wird, um die Stirnwand des Rohres abzudichten. In zweckdienlicher Weise kann die Mittelöffnung durch die Einführung eines sich verjüngenden Stiftes abgeschlossen und die Öffnung selbst kann vor dem Einführen des Stiftes konisch nachgebohrt werden, um die wirklich luftdichte Abdichtung der Öffnung zu gewährleisten.According to the invention, a manufacturing method for a heat pipe proposed in which at least one of the pipe ends of the heat pipe is thereby closed that the pipe wall adjacent to the end gradually against the axis of the pipe is deformed towards and so forms an end wall of the pipe, which is then sealed will. In one embodiment, the end wall is gradually reshaped into a cap, through the one central opening, wherein the central opening is closed to to seal the end wall of the pipe. The central opening completed by the introduction of a tapered pin and opening itself can be drilled conically before inserting the pin in order to really get that to ensure airtight sealing of the opening.

Vorzugsweise werden die beiden Enden des Rohres nacheinander verschlossen, wobei vor dem Verschliessen des zweiten Endes ein Docht innerhalb des Rohres untergebracht wird. Jedoch kann - bei einer alternativen Fertigungsmethode - der Docht im Rohr vor dem Verschluss jedes der beiden Enden montiert werden, wobei anschliessend die Rohrenden dadurch verschlossen werden, dass das Rohrende jeweils in eine Kappe umgeformt wird. Mit jeder dieser Fertigungsmethoden kann sichergestellt werden, dass das Dochtmaterial in das Ende der Kappe in enger Verbindung mit dessen Innenoberfläche eingeführt wird und so eine gute Wärmeübertragung durch das gewölbte Ende des Wärmerohres ermöglicht.The two ends of the pipe are preferably closed one after the other, a wick being housed within the tube prior to the closure of the second end will. However - with an alternative production method - the wick in the tube mounted in front of the closure of each of the two ends be, where then the pipe ends are closed in that the pipe end in each case is formed into a cap. With each of these manufacturing methods can be ensured that the wicking material is in the end of the cap in close association with it Inner surface is introduced and so good heat transfer through the domed End of the heat pipe allows.

Zweckmässig wird das oder jedes Ende des Rohres dadurch verschlossen, dass unter Rotation des Rohres um seine Achse das Ende allmählich dadurch verformt wird, dass man passend profilierte Formwerkzeuge nacheinander in Berührung mit dem Rohr bringt, und zwar in der Achsrichtung des Rohres. Vorteilhafterweise kann das Rohrende teilweise geschlossen und nur eine in der Mitte gelegene Öffnung gelassen werden, die dann vor dem endgültigen Verschliessen des Rohres durch Entfernen von Material vertieft wird, so dass eine durchgehende Mittelöffnung mit kleinem Durchmesser verbleibt. Dieses Entfernen von Material von der Aussenseite der Kappe bzw. Auswölbung durch Vertiefen um die Peripherie der Mittelöffnung trägt dazu bei, während des abschliessenden Schliessens des Rohres zu einer Kappe Knickungen zu verhindern. Zweckmässig sollte in dem Fall, wo beide Rohrenden durch Wölben geschlossen werden, die Gesamtlänge des Rohres vor dem Umformvorgang etwa um ein Viertel des Aussendurchmessers des Rohres grösser sein als die benötigte endgültige Länge des Rohres.The or each end of the pipe is expediently closed by that as the tube rotates around its axis, the end gradually deforms as a result is that one suitably profiled molding tools in contact with the one after the other Brings tube, in the axial direction of the tube. Advantageously, this can Pipe end partially closed and only one opening left in the middle which then before the final sealing of the pipe by removing Material is deepened so that a continuous central opening with a small diameter remains. This removal of material from the outside of the cap or bulge by deepening around the periphery of the central opening helps during the final closing of the tube to prevent kinks in a cap. It should be useful in the case where both pipe ends are closed by arching, the total length of the pipe before the forming process by about a quarter of the outer diameter of the pipe larger than the required final length of the Pipe.

Vorzugsweise sollte das Rohr ein Wandstärke/Durchmesser-Verhältnis haben, das zwischen 0,01 und 0,1 liegt, mit einem bevorzugten Bereich zwischen 0,025 und 0,06. In einem besonderen Fall hat sich ein Wandstärke/Durchmesser-Verhältnis von 0,04 als besonders geeignet erwiesen, und zwar beim Formen eines Wärmerohres aus Kupferröhren.Preferably the pipe should have a wall thickness / diameter ratio which is between 0.01 and 0.1, with a preferred range between 0.025 and 0.06. In a special case there has been a wall thickness / diameter ratio of 0.04 proved to be particularly suitable when forming a heat pipe made of copper tubing.

Bei einem anderen Verfahren zur Bildung der verschlossenen Rohrenden wird die Rohrwand dadurch verformt, dass eine drehbare Kugel quer über das Rohrende in Richtung auf die Achse geführt wird, während sich das Rohr dreht. Wenn die Kugel einmal in eine Lage gebracht ist, in der ihr Mittelpunkt mit der Rohrachse fluchtet, wird sie zweckmässig, gegen das Rohr um einen Betrag versetzt, der einem kleinen Bruchteil des Rohrdurchmessers entspricht.Another method of forming the sealed pipe ends the pipe wall is deformed by placing a rotatable ball across the pipe end is guided in the direction of the axis while the tube rotates. When the bullet has once been brought into a position in which its center point is aligned with the pipe axis, if it is expedient, offset against the pipe by an amount that is a small one Corresponds to a fraction of the pipe diameter.

Es wird nach der Erfindung weiter ein Wärmerohr vorgeschlagen, das ein geschlossenes Metallrohr, einen Docht aus wärmeleitendem Material, der sich der Länge nach erstreckt und in Verbindung mit der zylindrischen Wand steht, und eine verdampfbare Flüssigkeit innerhalb des Rohres umfasst, das sich dadurch auszeichnet, dass ein Ende des Rohres einstückig zu einer abgedichteten Stirnwand geformt ist. Vorzugsweise ist das oder jedes Ende gewölbt und wenigstens eines der Enden kann durch einen Stift verschlossen sein, der in eine Öffnung eingeführt ist, die sich mitten durch die Kappe erstreckt. Zweckmässigerweise können Stift und Öffnung verjüngt sein, um eine gut luftdichte Abdichtung zu erreichen.It is proposed according to the invention, a heat pipe that a closed metal tube, a wick made of thermally conductive material, which is extends lengthwise and is in communication with the cylindrical wall, and comprises a vaporizable liquid within the tube, which is characterized by that one end of the tube is integrally formed into a sealed end wall. Preferably the or each end is arched and at least one the ends can be closed by a pin inserted into an opening which extends through the middle of the cap. Conveniently can pen and opening be tapered to achieve a good airtight seal.

Wo die Wärmezufuhr durch eines der beiden Enden des Wärmerohres nötig ist, sollte sich das Dochtmaterial bis zur Berührung mit der Innenfläche der Kappe am entsprechenden Ende des Wärmerohres erstrecken.Where the heat supply is necessary through one of the two ends of the heat pipe the wicking material should be up to contact with the inner surface of the cap extend at the corresponding end of the heat pipe.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung, wobei auf Vorzüge des Erfindungsgegenstandes, die sich für den Fachmann aufgrund des Standes der Technik ergeben, nicht besonders hingewiesen wurde, diese jedoch ebenfalls der Erfindung zuzurechnen sind.Further features, details and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments based on the Drawing, with reference to advantages of the subject matter of the invention, which are suitable for the person skilled in the art resulting from the state of the art, no particular reference was made to this however, are also included in the invention.

Es zeigen: Figur 1 schematisch im Längsschnitt ein Wärmerohr gemäss der Erfindung; Figur 2 einen Schnitt ähnlich dem der Figur 1 durch eine andere Ausführungsform eines Wärmerohres und Figur 5 eine Schnittansicht, die schematisch zeigt, wie die Stirnwand des Wärmerohres nach Figur 2 geformt wird.They show: FIG. 1 schematically in longitudinal section a heat pipe according to FIG the invention; FIG. 2 shows a section similar to that of FIG. 1 through another embodiment a heat pipe and Figure 5 is a sectional view schematically shows how the end wall of the heat pipe according to Figure 2 is formed.

In Figur 1 ist schematisch im Längsschnitt ein Wärmerohr dargestellt, das ein Kupferrohr 1 sowie einstückig gebildete gewölbte Enden 2 umfasst. Durch jedes der gewölbten Enden 2 geht eine sich verjüngende Öffnung 4, in die luftdicht ein sich verjüngender Stift 3 eingeführt wird. Innerhalb des Rohres 1 ist ein Docht 5 vorgesehen, der in Kontakt mit dem Rohr in dessen Längsrichtung verläuft. Er ist so dargestellt, dass er sich in Kontakt mit den Innenflächen der gewölbten Enden 2 befindet, obwohl dort, wo die Wärmeübertragung durch die Enden des Wärmerohres nicht nötig ist, das Dochtmaterial nur Kontakt mit der zylindrischen Umfangsfläche des Rohres benötigt, Innerhalb des abgedichteten Wärmerohres ist auch eine gewisse Menge von verdampfbarer Flüssigkeit vorhanden, die die notwendige Wärmeübertragung besorgt. Der Docht selbst besteht aus einem Geflecht von wärmeleitendem Material. Das spezifische Material kann, je nach der Flüssigkeit, die innerhalb des Rohres verwendet wird, variieren. Während bei einer Ausführungsform rostfreier Stahl verwendet werden kann, umfasst z.B. das Dochtmaterial bei einem Kupferrohr ein feines Phosphorbandgefleclit, wobei die verdampfbare Flüssigkeit Wasser ist.In Figure 1, a heat pipe is shown schematically in longitudinal section, which comprises a copper tube 1 and curved ends 2 formed in one piece. By each of the curved ends 2 has a tapered opening 4 into which it is airtight a tapered pin 3 is inserted. Inside the tube 1 is a wick 5 is provided, which extends in contact with the pipe in the longitudinal direction thereof. He is shown so that it is in contact with the inner surfaces of the domed ends 2 is located, although where there is heat transfer through the ends of the heat pipe is not necessary, the wick material only makes contact with the cylindrical peripheral surface of the pipe needed, Inside the sealed heat pipe there is also a certain amount Amount of vaporizable liquid present that provides the necessary heat transfer concerned. The wick itself consists of a braid of thermally conductive material. The specific material can, depending on the liquid that is inside the tube used vary. While stainless steel is used in one embodiment includes, for example, the wick material in a copper pipe fine Phosphor ribbon wattle, the vaporizable liquid being water.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel eines Wärmerohres wurde dieses aus Kupferröhren mit einem Viertelzoll-Durchmesser hergestellt, die ein Wandstärke/Durchmesser-Verhältnis von etwa 9,04 besassen. Das Rohr wurde auf eine Länge zugeschnitten, die um ein Viertel des äusseren Rohrdurchmessers grösser war als die benötigte Endlänge des Wärmerohres.In a special embodiment of a heat pipe this was Made from quarter inch diameter copper tubing that has a wall thickness / diameter ratio owned by about 9.04. The pipe was cut to a length that was around one Quarter of the outer pipe diameter was larger than the required end length of the Heat pipe.

Das Rohr wurde dann in einem Spannfutter auf einer Drehbank montiert, auf der es mit einer Geschwindigkeit von annähernd 1700 Umdrehungen pro Minute rotierte. Zu Beginn der Formung des Rohrendes wurde zuerst ein Formwerkzeug, das eine abgerundete Stirnfläche mit dem gleichen Krümmungsradius wie der Aussenradius des Rohres aufwies, achsial mit dem rotierenden Röhrenende in Berührung gebracht, bis das Kupferrohr so weit gestaucht worden war, dass 70 tX des Rohrendes geschlossen waren. Dann wurde ein konisches Formwerkzeug mit einem Innenwinkel von 100° in Kontakt mit der rotierenden Röhre gebracht bis sie zu 85% geschlossen war.The pipe was then mounted in a chuck on a lathe, on which it rotated at a speed of approximately 1700 revolutions per minute. To start shaping the end of the pipe, a shaping tool was first used, which was a rounded one Had the end face with the same radius of curvature as the outer radius of the pipe, brought axially into contact with the rotating tube end until the copper tube had been compressed so far that 70 tX of the pipe end were closed. Then became a conical forming tool with an interior angle of 100 ° in contact with the rotating one Brought the tube until it was 85% closed.

In diesem Stadium wurde ein BSI-Zentrierbohrer in das offene Rohrende bis zur Tiefe des Führungszapfens plus 0,020 " (= 0,512 mm) eingeführt, was bewirkte, dass die in der Kappe verbliebene Mittelöffnung leicht vergrössert wurde und eine leichte Ansenkung um den äusseren Umfangsrand der Öffnung entstand. Diese Entfernung von Material bewirkte, dass die Neigung zum Verbiegen während der abschliessenden Verschliessarbeiten verringert wurde.At this stage a BSI center drill was inserted into the open end of the pipe inserted to the depth of the guide pin plus 0.020 "(= 0.512 mm), which resulted in that those in the cap remaining central opening slightly enlarged and a slight countersink was created around the outer peripheral edge of the opening. This removal of material caused the tendency to flex during the final sealing work was reduced.

Als nächstes wurde ein konisches Werkzeug mit einem Innenwinkel von 1200 gegen das Rohrende angesetzt, bis ein Verschluss zu 90% erreicht war Zum Schluss wurde das Formwerkzeug mit vollem Radius und abgerundeter Stirnfläche wieder angesetzt, bis nur noch eine Öffnung von 0,35 " (= 8,96 mm) Durchmesser in der Mitte der Kappe blieb. Diese kleine Öffnung wurde dann so sich verjüngend nachgebohrt, dass sie einen kleinen, sich verjüngenden Stift aufnehmen konnte. Eine Rolle von aus feinem Phosphorbandgeflecht bestehendem Dochtmaterial wurde dann in das Rohr eingeführt, wo es bestrebt war, sich unter Reibung abzurollen und sich so der Innenfläche des Rohres anzulegen. Das offene Ende des Rohres wurde dann im gleichen Verfahren gewölbt, das für das erste Rohrende angewendet worden war.Next up was a conical tool with an interior angle of 1200 applied towards the end of the pipe until 90% closure was achieved. Finally the molding tool was reattached with a full radius and rounded end face, until only an opening of 0.35 "(= 8.96 mm) diameter in the middle of the cap stayed. This small opening was then drilled in such a way that it was tapered could accommodate a small, tapered pen. A role from fine Phosphor ribbon braid made of existing wick material was then inserted into the tube, where it tended to roll off under friction and thus the inner surface of the To create a pipe. The open end of the tube was then arched using the same procedure, that had been used for the first end of the pipe.

Eine anschliessende Reinigung, die erforderlich werden kann, wurde dann durch Spülen der geschlossenen Röhre von Ende zu Ende ausgeführt. Ein Rohrende wurde dann durch einen sich verjüngenden Stift verschlossen. Nun wurde die verdampfbare Flüssigkeit, in diesem Falle Wasser, durch die sich verjüngende Öffnung, die noch offen war, zugeführt. Das Röhreninnere wurde bis zu dem benötigten Unterdruck evakuiert und die verbleibende, sich verjüngende Öffnung wurde dann durch Einführung eines weiteren, sich verjüngenden Stiftes verschlossen.A subsequent cleaning that may be required has been made then done by flushing the closed tube end to end. One end of the pipe was then closed by a tapered pin. Now the vaporizable one Liquid, in this case water, through the tapered opening that was still open, fed. The inside of the tube was evacuated to the required negative pressure and the remaining, tapered opening was then introduced by introducing another, tapered pin closed.

Wie einzusehen ist, wird bei dieser bevorzugten Anordnung der Wärmerohrbehälter oder -körper aus einem einzigen Stück Kupferrohr geformt, wobei keine Verschmutzung des inneren Bereiches des Wärmerohres durch Schmelzfluss, Oxidation oder eine andere Verunreinigung eintritt. Das Verfahren eignet sich gut für technische Massenproduktion, ohne dass besonders ausgebildete Facharbeiter ~ notwendig wären. Es ist möglich, den Docht so in die Kupferhülle bzw. das Rohr einzuführen, dass er die Innenfläche einer oder beiden Kappen berührt mit dem Ergebnis, dass die Wärmeübertragung durch das jeweils interessierende Ende des Wärmerohres erfolgen kann.As can be seen, in this preferred arrangement, the heat pipe container or body molded from a single piece of copper tubing with no pollution of the inner area of the heat pipe by melt flow, oxidation or another Contamination occurs. The process is well suited for technical mass production, without the need for specially trained skilled workers. It is possible, insert the wick into the copper sheath or tube in such a way that it touches the inner surface one or both caps touches with the result that heat transfer through the end of the heat pipe of interest can take place.

Die gewölbte Kappenform der Umhüllung hilft dabei sehr, den vorhandenen Druckdifferenzen zu widerstehen, während das Fehlen von Verbindungsgliedern die Möglichkeit von Ausfällen wegen dieser Verbindungsglieder vermindert.The domed cap shape of the wrapper helps a lot with the existing To withstand pressure differentials while the absence of connecting links the The possibility of failure due to these links is reduced.

Im ganzen schafft deshalb die Anfertigung von Wärmerohren unter Verwendung eines gewölbten, einstückig geformten Endverschlusses einen mechanisch einfacheren, stärkeren und saubereren Verschluss, als dies mit den bekannten Methoden möglich ist, bei denen Kippen verwendet werden, die eigens an dem zylindrischen Rohr angebracht werden. Doch kann es in einigen Fällen auch wünschenswert sein, an einem Ende des Wärmerohres eine Kappe zu verwenden. Unter diesem Umständen würde die Kappe zuerst an dem Rohr angebracht werden, wobei ein Rohrende für solche Reinigungsvorgänge völlig offen gelassen wird, die vor der Einführung von Dochtmaterial und vor dem Verschluss des verbleibenden Rohrendes durch das einstückige Wölbungsverfahren, wie es oben beschrieben ist, nötig sind.On the whole, therefore, creates the manufacture of heat pipes using a domed, one-piece molded end cap one mechanically simpler, stronger and cleaner closure than with the known methods is possible in which tilts are used, which are specially attached to the cylindrical Pipe to be attached. However, in some cases it may also be desirable Use a cap on one end of the heat pipe. Under the circumstances it would the cap must first be attached to the tube, one end of the tube being used for such cleaning operations is left completely open before the introduction of wicking material and before the Closure of the remaining pipe end by the one-piece arching process, as described above, are necessary.

Bei der Ausführungsform der Figur 2 ist ein Wärmerohr dargestellt, das anstelle einer nach auswärts gewölbten Stirnwand ein zylindrisches Rohr 11 mit einer Dochteinlage 15 vorsieht.In the embodiment of Figure 2, a heat pipe is shown, instead of an outwardly curved end wall with a cylindrical tube 11 a wick insert 15 provides.

Die Stirnwände 12 des Rohres sind durch einen Belag aus einem harten oder einen hohen Schmelzpunkt aufweisenden Lot (17) abgedichtet. Eine Stirnwand des Wärmerohres ist durch einen sich verjüngenden Stift 13 verschlossen, der im Inneren einer Bohrung 14 der Stirnwand 12 sitzt.The end walls 12 of the pipe are covered with a hard one or a high melting point solder (17) is sealed. A front wall the heat pipe is closed by a tapered pin 13, which is in Inside a bore 14 of the end wall 12 is seated.

Figur 3 erläutert das Verfahren, mit dem dieses Wärmerohr hergestellt wird. Zunächst wird ein Rohr 11 innen mit einem Docht 15 versehen, der sich nicht über die volle Länge des Rohres erstreckt, sondern in eine Entfernung etwa gleich dem Rohrradius von jedem Ende aus endigt. Das mit Docht versehene Rohr wird dann gereinigt und in einem unterteilten Klemmfutter bzw -bund 21 montiert, der eine Stirnfläche 23 hat, die sich senkrecht zu der Rohrachse 20 erstreckt. Das Klemmfutter 21 ist so angeordnet, dass ein Stück des Rohrendes, das etwa so lang ist wie der Rohrradius, über das Klemmfutter hinausragt. Das Klemmfutter wird dann in einer Drehbank in Drehung versetzt, in einem besonderen Beispiel mit 700 Umdrehungen pro Minute, während eine frei drehbare Bördelkugel (Castor-Kugel), deren Durchmesser grösser ist als der des Rohres, in leichte Berührung mit der Stirnfläche 23 des Klemmfutters 21 gebracht wird. Die Kugel wird dann senkrecht zu der Achse 20 des Rohres gegen dieses vorwärtsbewegt, bis der Mittelpunkt der Kugel 22 auf der Achse 20 liegt. Diese Bewegung der Kugel gegen die Achse des rotierenden Rohres 11 verformt die vorstehende Rohrwand in eine Stirnwand, die ein Ende des Rohres abschliesst. Die Kugel wird dann achsial ein kleines Stück gegen das Rohr vorgeschoben, um das Zentrum der Stirnwand nachzubearbeiten und dort eine im ganzen ebene Aussenfläche zu schaffen, wobei bei der achsialen- Bewegung Rücksicht auf die Verformbarkeit des Metalles, aus dem das Rohr besteht zu nehmen ist. Ein Lot mit hohem Schmelzpunkt wird dann über die Aussenfläche der Stirnwand gegossen, um diese abzudichten.Figure 3 illustrates the process by which this heat pipe is made will. First, a tube 11 is provided inside with a wick 15, which is not extends the full length of the tube, but at a distance about the same to the Tube radius ends from each end. The wicked one The pipe is then cleaned and mounted in a subdivided clamping chuck or collar 21, which has an end face 23 which extends perpendicular to the pipe axis 20. That Clamping chuck 21 is arranged so that a piece of the pipe end that is about as long is like the pipe radius that protrudes beyond the clamping chuck. The clamping chuck will then set in rotation in a lathe, in a particular example with 700 revolutions per minute, while a freely rotating flared ball (Castor ball) whose diameter is larger than that of the pipe, in light contact with the end face 23 of the Chuck 21 is brought. The ball is then perpendicular to the axis 20 of the Tube is moved forward against this until the center of the ball 22 on the axis 20 lies. This movement of the ball against the axis of the rotating tube 11 is deformed the protruding pipe wall into an end wall that closes off one end of the pipe. The ball is then pushed axially a small distance against the tube in order to prevent the To rework the center of the front wall and there a generally flat outer surface to create, taking into account the deformability of the axial movement of the metal from which the pipe is to be taken. A solder with a high melting point is then poured over the outer surface of the end wall to seal it.

Eine Öffnung 14 für einen sich verjüngenden Stift 13 wird hierauf in das verschlossene Rohrende gebohrt.An opening 14 for a tapered pin 13 is thereupon drilled into the sealed pipe end.

Das andere Rohrende wird dann in ähnlicher Weise gebildet mit der Ausnahme, dass keine Öffnung 14 für die Aufnahme eines sich verjüngenden Stiftes vorgesehen ist. Das Rohr wird dann evakuiert und mit der erforderlichen Menge von verdampfbarer Flüssigkeit gefüllt, bevor es durch Einführung des sich ver jüngenden Stiftes 13 in die Öffnung 14 dicht verschlossen wird.The other end of the pipe is then formed in a similar manner to the Except that there is no opening 14 for receiving a tapered pin is provided. The tube is then evacuated and filled with the required amount of vaporizable liquid filled before it is rejuvenated by introducing the ver Pin 13 is sealed in the opening 14.

Dieses Verfahren, ein Wärmerohr zu fertigen, ist deswegen besonders vorteilhaft, weil nur eine einzige Reinigung vor dem Verschliessen beider Rohrenden notwendig ist, da ja der Fertigungsvorgang selbst äusserst sauber ist dank dem Umstand, dass kein Schmiermittel während der Bewegung der Kugel 22 über das Ende des Rohres 11 nötig ist. Auch die Frage der Verschmutzung des Inneren durch das Lot stellt sich nicht, da dieses ja einfach über die Aussenflächen der geschlossenen Stirnwände des Rohres gegossen wird.This is why this method of manufacturing a heat pipe is special advantageous because only a single cleaning before sealing both pipe ends is necessary because the manufacturing process itself is extremely clean thanks to the fact that no lubricant occurs during the movement of the ball 22 over the end of the tube 11 is necessary. The question of the soiling of the interior by the solder also arises not because this is simply done via the outer surfaces of the closed end walls of the pipe is poured.

Die Kugel 22 hat meist einen Durchmesser, der mindestens eieinhalbmal so gross ist wie der des Rohres. In einem Fall betrug die End-Achsialverschiebung der Kugel 0,025 " (= 0,64 mm), was ausreicht, um ein Ausbuchten der Mitte der Stirnwand bei der endgültigen Formung zu verhindern.The ball 22 usually has a diameter that is at least one and a half times is as big as that of the pipe. In one case the final axial displacement was of the ball 0.025 "(= 0.64 mm), which is sufficient to bulge the center of the end wall to prevent in the final shaping.

Claims

Patent (protection) claims:

1. Heat pipe, which is a closed metal tube, a wick made of heat conductive Material that extends lengthwise and in contact with the cylindrical raw sand, and comprises a vaporizable liquid inside the tube, characterized in that that a pipe end (1 or 11) to a sealed end wall (2 or 12) in one piece is molded.

2. Heat pipe according to claim 1, characterized in that the Sitrnwand (2) is arched.

3. Heat pipe according to claim 2, characterized in that both Pipe ends are curved.

4. Heat pipe according to ~ claim 2 or 3, characterized in that at least one of the ends is closed by inserting a pin (3), which is received by an opening extending centrally through the cap.

5. Heat pipe according to claim 4, characterized in that the Taper the pin (3) and the opening (4).

6. Heat pipe according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the wick material (5) is at least one end of the heat pipe up to Contact with the inner surface of the cap extends to heat transfer through this end of the heat pipe to facilitate.

7. Heat pipe according to Claim 1, characterized in that the pipe end in one piece comprises an end wall (12), which by poured solder with a high melting point is sealed.

8. Heat pipe according to claim 7, characterized in that the two Ends of the heat pipe are provided with a sealed end wall.

9. Heat pipe according to claim 7 or 8, characterized in that at least one end wall of the tube has an opening (14) through a tapered pin is sealingly closed.

10. A method for producing a heat pipe, in particular according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that at least one of the ends of a pipe (1 or 11), which also forms the heat pipe, thereby locked is that the pipe wall adjacent to the end gradually against the axis (20) of the Tube is deformed to form an end wall (2 or 12), which then is sealed.

11. The method according to claim 10, characterized in that the pipe wall gradually formed into a cap with a central opening (4) passing through it with the opening being closed to seal the end wall of the pipe.

12. The method according to claim 10 and 11, characterized in that the central opening (4) is closed by inserting a tapered pin (3) will.

13. The method according to claim 10 to 12, characterized in that the opening (4) is drilled to a point before the introduction of the pin (3).

14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that that both ends (2) of the tube are closed one after the other, with a wick (5) is introduced into the tube (1) before closing the # second end.

15. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that that a wick (5) before closing the two ends inside the tube (1) is mounted, and that the ends (2) of the tube are closed one after the other that each of the pipe ends is formed into a cap with an opening, which is then closed.

16. The method according to any one of claims 10 to 15, characterized in that that at least one end of the tube is closed by its gradual deformation is made by profiled forming tools one after the other as the tube rotates about its axis be brought into contact with the tube (1) in the axial direction of the tube.

17. The method according to claim 16, characterized in that the pipe end is partially closed, leaving a central opening, which is then in front of the final sealing of the pipe is deepened by removing material, to leave a central opening (4) with a small diameter.

18. The method according to any one of claims 10 to 17, characterized in that that when both pipe ends are closed by arching the total length of the pipe before the molding process by about a quarter of the outside diameter of the pipe is chosen to be greater than the desired final pipe length.

19. The method according to any one of claims 10 to 18, characterized in, that the ratio of wall thickness to diameter of the pipe approximately-between 0.01 and is 0.1.

20. The method according to claim 19, characterized in that the ratio from wall thickness to diameter is approximately between 0.025 and 0.6.

21. The method according to any one of claims 10 to 20, characterized in that that after both pipe ends by arching while leaving performing means openings are partially closed, a cleaning liquid through the openings is introduced in order to rinse out the inside of the pipe that after the closure of a one of the openings is introduced into the tube through the other opening and that the other opening is closed while the inside of the pipe is under is maintained under reduced pressure.

22. The method according to claim 10, characterized in that the molded Pipe end wall is formed in that a rotating ball (22) is guided across the pipe end (11) in the direction of the pipe axis (20), while the tube rotates.

23. The method according to claim 22, characterized in that a Ball (22) with a larger diameter than the tube (11) is used.

24. The method according to any one of claims 22 to 23, characterized in that that the ball (22) is brought into contact only with part of the end of the pipe wall which is about as long as the radius of the pipe.

25. The method according to any one of claims 22 to 24, characterized in that that the ball (22) when it has been brought into a position in which its center point is aligned with the axis (20) of the tube, toward the tube by an amount which corresponds to a small fraction of the pipe diameter.

26. The method according to any one of claims 22 to 25, characterized in that that the shaped end wall (12) of the pipe (11) is sealed by a solder is poured over it with a high melting point.

27. The method according to any one of claims 22 to 26, characterized in that that an opening in the middle of the sealed end wall (12) for receiving a tapered pin (13) is drilled.

28. The method according to any one of claims 22 to 27, characterized in, that the end walls (12) of the tube (11) are formed one after the other.

29. The method according to claim 28, characterized in that only one End wall (12) of the closed tube (at 14) for receiving a tapered Pin (13) is drilled.

L e r s e i t e