DK165272B - Fremgangsmaade til fremstilling af koelelegemer - Google Patents

Description

- i -

DK 165272B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et kølelegeme til hal vi ederkomponenter ifølge indledningen til krav 1.

En fremgangsmåde af denne art er kendt fra DE-offentliggørelsesskrift 25 02 472. Grundpladen fremstilles med noter, hvis vægge i læng-5 deretningen er forsynet med udpressede vægribber. I disse noter presses køleribber med lodret rifling ind ligesom ved koldpresningssvejsning.

Som følge af de store kræfter, som skal anvendes ved koldpresningssvejsningen, er længden af de opståede kølelegemer stærkt begrænset. Desuden er en mindstetykkelse af køleribberne nødvendig, for at forhin-10 dre disses knækning ved koldpresningssvejsningen.

Det er dog ikke kun de opståede kræfter, som begrænser køl el egerne-længden. Som følge af den lodrette rifling af køleribberne er disses langs grundpladen målte længde begrænset af strengpresseværktøjets mål, då presseretningen er lig med riflingsretningen.

15 Fra JP-offentliggørelsesskrift 57 196 552 er det desuden principi elt kendt at presse køleribber ind i noterne i et grundlegeme.

DE-brugsmønster 84 29 523 angiver en fremgangsmåde, hvor køleribberne fra et andet kølelegeme presses ind i mel!emnoter i et kølelegeme med udformede køleribber.

20 Fra US-patentskrift 2 984 774 er det yderligere kendt at forsyne køleribber med sidevendte ribber med henblik på overfladeforøgelse.

På baggrund af denne kendte teknik har opfinderen sat sig det mål at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af et kølelegeme med hvilket der opnås et stort ribbeforhold og således at det bliver muligt 25 at fremstille et såkaldt højeffektkølelegerne af vilkårlig længde. Ved ribbeforhold forstås forholdet mellem ribbehøjden og den mindste ribbeafstand i nærheden af ribbespidserne.

Denne opgave løses ved hjælp af de kendetegnende træk i krav 1. Yderligere træk fremgår af de afhængige krav.

30 Ved forbindelsen af de i vilkårlig længde præfabrikerede enkeltdele opstår der ingen store pressetryk. Køleribberne kan endda anbringes i noterne med et slup og forskydes problemfrit i noternes retning.

Som følge af kombinationen mellem grundplade og ribber kan der fremstilles et antal kølelegemer af forskellig udformning med få værk-35 tøjer. Dette fører til en mindskelse af omkostningerne samt af værktø- - 2 -

DK 165272B

jerne og lagerbeholdningen.

Grundpladen kan være forsynet med sidevendte ribbevægge, som let kan fremstilles ved strengpresning. Mellem disse vægge og parallelt med dem forløber så de indsatte køleribber.

5 Ved en anden udformning, set i kølelegemets tværsnit, skifter sær skilt indsatte køleribber med andre køleribber, som er blevet tildannet i ét stykke sammen med grundpladen. En sådan kølelegemeform muliggør anvendelse både ved tvangsventilation og ved konvektionskøling. Medens der ved tvangskøling principielt tilstræbes en størst mulig overflade 10 ved en mindre ribbeafstand, er dette ved konvektionskøling næppe virksomt i det mindste ved længere kølelegemer på grund af den mindre lufthastighed - og derved luftmængde (produkt af hastighed og kanal tværsnit). Denne variable anvendelsesmulighed forstørres yderligere ved, at fx. de indsatte køleribber kan være forsynet med i og for sig kendte 15 tværribber, som ved en relativt bred strømningskanal fører til en væsentlig overfladeforøgelse. Det ses, at dette kølelegeme ikke blot er egnet til tvangsventilation, men også til konvektionskøling.

Hver hovednot er på begge sider er flankeret af mellemnoter, hvor· hovednoten fortrinsvis har et firkantet tværsnit og mellemnoten et i 20 det væsentlige trekantformet tværsnit. Ligeledes er dybden af hovednoten større end dybden af mellemnoten, idet sidstnævnte tjener som hjælpeindretning til formningen af grundpladen. Hoved- og mellemnot frembringer mellem sig en ribbe på grundpladen, som ved anvendelsen af et deformerende værktøj i mellemnoten kan skubbes ind i hovednotens lys-25 målstværsnit. Inden denne plastiske deformering af hver ribbe i grundpladen er der i hovednoten i soklen indsat en særskilt fremstillet køleribbe, som på siden er forsynet med retentioner, fx. parallelnoter med savtandprofil, i hvilke en del af den deformerede grundpiadematrix griber ind under fastholdelse. Der opstår således en meget fast og al-30 ligevel problemfrit fremstillelig forskudsforbindelse mellem dels grundpladen og dels køleribben.

Som regel vil varmefordelingen i grundpladen selv være tilstrækkelig ved et rent aluminium-køl el egerne med passende grundpiadetykkelse.

Da ribbeoverfladen imidlertid ved samme kølelegemehøjde reduceres med 35 voksende grundpiadetykkelse, kan det blive nødvendigt at forbedre var- - 3 -

DK 165272B

mefordelingen i grundpladen selv. Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at grundpladen er forsynet med mindst ét bånd, en tråd eller lignende ind- eller pålæg af materiale med stor varmeledningsevne, fortrinsvis med et kobberbånd eller en kobbertråd. Fordelen ved den særskilte frem-5 stilling af grundpladen viser sig også her, da denne kan fremstilles problemfrit ved en valsningsstrengpresning af et aluminiumslegeme og et kobberpålæg eller kobberindlæg, nemlig under metallisk forbindelse mellem de to profil komponenter. De beskrevne udformninger af kølelegemerne ifølge opfindelsen tillader et ribbeforhold på mere end 9:1, endda mere 10 end 12:1, hvilket ikke kan opnås ved kølelegemer fremstillet i ét stykke.

I denne sammenhæng skal der for fuldstændighedens skyld henvises til DE-offentliggørelsesskrift 30.24.748, med hvilket det til et kølel egerne i ét stykke foreslås at færdiggøre dettes køleribber med et 15 lavt ribbeforhold ved hjælp af parentesformede profil indsatse.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af kølelegemer af den indledningsvis nævnte art, hvor grundpladen med hovednoter strengpresses, i hovednoterne indsættes særskilt fremstillede køleribber, og disse forbindes med grundpladen ved hjælp af en presning. Til 20 dette formål fremstilles der sammen med hovednoterne fortrinsvis ribber, som flankerer disse og adskilles af mellemnoter, og ribberne deformeres plastisk efter monteringen af hver køleribbe.

En deformering af hver ribbe kan ske ved en enkel anvendelse af mejsler, hvilket imidlertid forårsager forholdsvis store bearbejdnings-25 Omkostninger. Til denne deformeringsproces foreslås derfor et værktøj, som er kendetegnet ved trykskiver, som holdes i afstand af afstandsindlæg, med radialt tilspidsende trykkanter, hvorhos den frie radiale længde af trykskiverne er større end den frie højde af køleribberne og middelafstanden mellem trykskiverne indbyrdes svarer til afstanden mel-30 lem et par frie mellemribber på grundpladen. Som følge af dette værktøj kan deformationsprocessen automatiseres, og derudover kan rullelegemet ifølge opfindelsen indstilles til det til enhver tid ønskede raster for mel!emribberne.

Det ses, at fremstillingen af kølelegemer med stort ribbeforhold 35 nu bliver mulig på enkel måde uden risiko for et værktøjsbrud.

- 4 -

DK 165272B

Yderligere fordele, ejendommeligheder og enkeltheder ved opfindelsen fremgår af den følgende beskrivelse af foretrukne udførelseseksempler samt ved hjælp af tegningen. På tegningen viser: 5 fig. .1 en perspektivisk gengivelse af en del af et kølelegeme, fig. 2 et deludsnit gennem et kølelegeme, fig. 3 en forstørret detalje på fig. 2, fig. 4 en skitse til en fremsti11 ingsfremgangsmåde til kølelegeme ifølge fig. 1, 2 i skematiseret tværsnit, 10 fig. 5 et forstørret udsnit af fig. 4, fig. 6 et tværsnit gennem et andet kølelegeme, fig. 7 et forstørret udsnit af fig. 6 ved dennes felt VII, fig. 8 et tværsnit gennem en yderligere udformning af kølelege met,.

15 fig. 9-11 tværsnit gennem forskellige udformninger af en del af et kølelegeme.

Et i tværsnit kamlignende kølelegeme 10 af letmetal til hal vi ederkomponenter, som af hensyn til overskueligheden ikke er vist yderligere 20 på tegningen, har ifølge fig. 1 en grundplade 11 med tykkelsen i på fx.

15 mm med fra dennes overflade 12 opragende køleribber 20. Disses frie længde, nemlig afstanden h mellem afrundede frie ribbekanter 21 til overfladen 12 på grundpladen 11, andrager i det udvalgte udførelseseksempel omtrent 56 mm, med en indbyrdes middel afstand e på omtrent 7 25 mm.

Især fig. 2 anskueliggør, at grundpladen 11 fremstilles adskilt fra køleribberne 20, nemlig - som også senere - ved strengpresning af letmetal profil er. I grundpladen 11 er der udformet fra dennes overflade 12 udgående hovednoter 14 med en dybde a på omtrent 5 mm og med en 30 bredde b på omtrent den halve dybde a.

I de mellem to nabohovednoter 14 resterende overfladestrimler i grundpladen 11 er der anbragt en såkaldt mellemnot 15 med trekantformet tværsnit, hvis dybde f er mindre end dybden af hovednoten 14.

I den smalle køleribbe 20 er der på dens fra den frie ribbekant 21 35 fjerne tværsnitsende tildannet en sokkel 22, hvis bredde m svarer til - 5 -

DK 165272B

bredden b i hovednoten 14 og er større end bredden n af den egentlige køleribbe 20. Højden q af soklen 22 er lig med eller noget større end dybden a af den pågældende hovednot 14. I sidefladerne 23 i soklen 22 ses sokkel noter 24 til dannelsen af til siden udragende tænder 25.

5 Efter strengpresningen af grundpladen 11 af en AlMgSi-1 egering monteres i dennes hovednoter 14 køleribber 20 med deres sokler 22 og fastgøres deri ved en plastisk deformering af notvæggene 16. Ved denne formningsproces føres der fra notvæggen 16 materialevulster 17 mod notaksen A, der griber ind i sokkelnoterne 24 i den indsatte køleribbe 10 20, således som dette fortrinsvis fremgår af fig. 5. Efter denne ind-klemning hærdes det således opståede kølelegeme 10.

Klemningsprocessen bliver lettet af mellemnoterne 15, i hvilke der anvendes mejsel spidser 28 eller tilspidsede trykkanter 29 på skiver 30 i et rullelegeme 31. Ifølge fig. 4 udgøres det om en ikke tegnet akse 15 roterbare rullelegeme 31 af skiverne 30, distanceindlæg 32, som holder disse i afstand t, og endeplader 33, som med sine skrå omkredskanter 34 føres ved grundpladen 11.

Da den maksimale bredde u af den efterhånden udvidede mejsel spids 28 eller trykkant 29 er større end bredden s af mellemnoten 15 - eller 20 spidsvinklen w i klemningsværktøjet 28, 29 er større end den for nottværsnittet - deformeres de mellem hoved- og mellemnoter 14 henholdsvis 15 stående ribber 19 (fig. 5) på ønsket måde.

Ved udførelseseksemplet på fig. 6, 7 er der på grundpladen lla på begge sider af kølelégemeaksen M tildannet en ribbevæg 36, som begræn-25 ser grundpladen lla til siden, med mod kølelegemeaksen M vendende næser 37. Sidstnævnte bliver bestemt af en afstand d på omtrent 5 mm. Her anvendes i hovednoterne 14 soklen 22 på køleribberne 20a, som spidser til mod deres ribbekanter 21 og tværribber 38, som fastlægger afstanden d. Tværribberne 38 på den ene side af køleribben 20a er højdeforskudt i 30 forhold til dem på den anden køleribbeside med en halv afstand d (altså d/2). Næserne 37 og tværribberne 38 på en fælles ret linie H peger i en enkelt retning. Således opnås der ved en relativt bred strømningskanal en væsentlig overfladeforstørrelse ved hjælp af næserne 37 og tværribberne 38, hvorfor især dette udførelseseksempel både anvendes ved ven-35 tilation under tvang og ved konvektion.

- 6 -

DK 165272B

På grundpladen llb på fig. 8 er der ved strengpresningen tildannet flere køleribber 40 parallelt med hinanden i afstanden g ved siden af hver sin mellemnot 15. To mellemnoter 15 flankerer en fælles hovednot 14. Dette kølelegeme 10b byder på et enkelt ribbeforhold og kan anven-5 des som en lang udformning til konvektionskøling. Ønskes en kort udformning eller er der mulighed for tvangsventilation, bliver der i hovednoterne 14 indklemt særlige køleribber 20a.

Da ribbeoverfladen ved samme kølelegemehøjde (i + h) reduceres med voksende tykkelse i for grundpladen 11, er der i grundpladen llc på 10 fig. 9 indført et bånd 43 af kobber. Grundpladen llc på fig. 10 hhv. 11 har rundtråd eller fladtråd 44 af kobber, som indlejres ved strengpresningen i metallisk forbindelse i letmetalmatricen.

15 *

Claims (12)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et kølelegeme (10) til halvled-erkomponenter, især ved strengpresning af letmetal, med køleribber (20) med et stavagtigt tværsnit, der i indbyrdes afstand rækker ud fra en grundplade (11), hvor grundpladen (11) strengpresses med hovednoter 5 (14), i hvilke særskilt fremstillede køleribber indsættes, kende tegnet ved, at hovednoterne (14) fremstilles med ribber (19), som flankerer disse og adskiller dem fra mellemnoter (15), og at disse ribber (19) deformeres plastisk efter indsættelse af køleribberne (20) således, at køleribberne (20) presses ned i hovednoterne (14).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ribberne (19) i det mindste delvis presses ind i udsparinger (24) i køleribberne (20).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at materialevulster (17) tildannes ud fra en notvæg (16) i hovednoten 15 (14) og griber ind i udsparinger (24) i køleribberne (20).

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at mellemnoterne (15) fremstilles med i det væsentlige trekantformet tværsnit.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-4, kendeteg-20 net ved, at hovednoterne (14) fremstilles med større dybde (a) end dybden (f) af mellemnoten (15).

6. Fremgangsmåde ifølge mindst ét af kravene 1-5, kendetegnet ved, at køleribberne (20 hhv. 40) skiftevis dels fremstilles i ét stykke med grundpladen (11) og dels er presset ind i ét stykke i 25 grundpladen (11) som et særskilt fremstillet profil.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at der mellem hvert par tildannede køleribber (40) i grundpladen (11) forløber en hovednot (14).

8. Fremgangsmåde ifølge mindst ét af kravene 1-8, kendeteg-30 net ved, at de særskilt fremstillede køleribber (20) forsynes med tværribber (38), som forløber i strømningsretningen.

9. Fremgangsmåde ifølge mindst ét af kravene 1-8, kendetegnet ved, at grundpladen (llc) forsynes med mindst ét bånd (43), tråd - 8 - DK 165272B (44) eller lignende ind- eller udlæg af materiale med høj varmeled-ningsevne.

10. Fremgangsmåde ifølge mindst ét af kravene 1-9, kendetegnet ved, at ribberne (19) deformeres med et i mellemnoterne (15) 5 rullende værktøj.

11. Fremgangsmåde ifølge mindst ét af kravene 1-10, kendetegnet ved, at kølelegemet (10) efter deformeri ngen varmehærdes.

12. Værktøj til udøvelse af fremgangsmåde ifølge ifølge krav 10, kendetegnet ved, at trykskiver (30), som holdes i afstand af 10 afstandsindlæg (32), med radialt tilspidsende trykkanter (29), hvis maximale bredde (u) er større end bredden (s) af mellemnoterne (15), hvor den frie radiale længde af trykskiven er større end den frie højde (h) af køleribben (20). 15