EP4086560A1 - Kühlkörper zur herstellung eines ringkühlers - Google Patents

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EP4086560A1
EP4086560A1 EP22171365.4A EP22171365A EP4086560A1 EP 4086560 A1 EP4086560 A1 EP 4086560A1 EP 22171365 A EP22171365 A EP 22171365A EP 4086560 A1 EP4086560 A1 EP 4086560A1
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EP
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heat sink
sink according
cooling
projections
peripheral surface
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Stefan Wosch
Marcus Singer
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Diehl Metall Stiftung and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a heat sink for producing a cooler and a method for producing such a heat sink.
  • heat sinks for producing a ring cooler are generally known.
  • Such heat sinks have a tubular base body, on the outer peripheral surface of which are formed cooling projections in the form of axially running ribs.
  • cooling projections in the form of axially running ribs.
  • heat sinks are usually produced by means of extrusion.
  • annular heat sinks In particular, in order to achieve a high cooling capacity, it is necessary in the case of the known annular heat sinks to design the cooling ribs to have a relatively large area. As a result, annular heat sinks with a high cooling capacity are bulky and heavy or complex to manufacture.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a compact heat sink for producing a ring cooler is to be specified, which has a high cooling capacity.
  • a method for producing a heat sink that can be carried out as simply and inexpensively as possible is to be specified.
  • a cooling body for the production of a ring cooler is proposed, formed from a tubular base body, on the outer peripheral surface of which a multiplicity of outwardly tapering cooling projections are formed.
  • the configuration of the cooling projections proposed according to the invention enables the cooling body to be manufactured by means of forging, in particular hollow forging. It In particular, machining can be reduced.
  • the proposed heat sink can be manufactured easily and inexpensively.
  • cooling projections should be understood in general terms. These can be lamellae which run in the axial direction, in the circumferential direction or at an angle thereto.
  • the slats can be formed in sections, i. H. in particular, also be spaced apart from one another in the axial direction.
  • Cooling projections can be pyramidal, tapering to a point, conical, truncated, spherical, peg-like or hemispherical. A large number of adjacent cooling projections are expediently provided, between which cooling fluid can flow.
  • tubular base body should also be understood in general terms.
  • the tubular base body can have an essentially round or oval cross section. It is also conceivable that the tubular body has a polygonal, i. H. angular cross-section.
  • the tubular base body does not necessarily have to be closed. It may be that the tubular base body has at least one axial and/or radial slot and/or at least one opening.
  • the tubular body is cylindrical.
  • the tubular base body has an essentially annular cross-sectional area.
  • the outer circumferential surface has at least three segments with cooling projections in the circumferential direction, each of which is delimited by two surfaces.
  • the two surfaces may be axial planes intersecting along the cylinder axis.
  • the two axial planes can form a first angle ⁇ of at most 120°.
  • An axial center plane runs through an angle bisector of the two axial planes.
  • all of the cooling projections of each segment extend in a single direction of extent from the outer peripheral surface. i.e. the cooling protrusions of each segment can be located both in radial direction as well as in a direction oblique to the radial direction. Surprisingly, it has been shown that an excellent cooling performance can be achieved with cooling projections designed in this way.
  • the direction of extent expediently runs parallel to a radius lying in the axial center plane.
  • the direction of extent essentially corresponds to a radial-linear direction of movement of a tool segment of the hollow forging tool.
  • a section of a lateral surface of each cooling projection forms a second angle ⁇ of more than 0°, preferably more than 0.3°, with the direction of extension.
  • the proposed design of the cooling projections enables trouble-free demoulding.
  • the second angle ⁇ has a positive sign if the point of intersection between the direction of extension and the section of the lateral surface is outside the outer circumference.
  • the first cooling projections are rotationally symmetrical in the area of the bisecting lines and the second cooling projections are non-rotationally symmetrical in the vicinity of the axial planes.
  • the cooling projections can form rows extending in the axial direction.
  • the cooling projections in one row are expediently designed to be identical. It has proven to be particularly advantageous if the cooling projections of rows that follow one another in the circumferential direction are offset from one another in at least one of the segments. This results in a particularly high cooling capacity.
  • the outer peripheral surface has two pairs of segments which are mirror-symmetrical with respect to a plane of symmetry running through the cylinder axis or are rotationally symmetrical with respect to the cylinder axis.
  • the proposed pairs of segments correspond to a hollow forging tool, which is formed in a corresponding manner from two pairs of tool segments.
  • the tool segments complement each other to form a ring, the inside of which forms a matrix for producing the cooling projections in particular.
  • a semi-finished product to be formed for example a pipe section, is arranged in the ring.
  • a forming force is introduced axially by means of an active part which can be moved into the ring and which can be conical at least in sections.
  • At least one web extending in the axial direction can be integrally formed on the outer peripheral surface of the heat sink. Furthermore, it is possible for lamellar projections to be formed on an inner peripheral surface opposite the outer peripheral surface. The lamellar projections can extend in the axial direction or be designed in the manner of a helix.
  • a method for the production of the heat sink according to the invention in which a base body is formed by means of hollow forging.
  • the base body or a semi-finished product is introduced into a mold space.
  • the mold space is formed by segments of a hollow forging tool.
  • an active part is moved into the mold space so that the material of the semi-finished product is pressed into a die formed by the tool segments.
  • a plurality of cooling projections 2 extend from an outer peripheral surface U1 of a tubular base body 1.
  • the cooling projections 2 are formed in the manner of columns or pegs.
  • a web 3 extending in the axial direction is integrally formed on the outer peripheral surface U1.
  • a circumferential flange 4 extends from the outer circumferential surface (U1), which can be provided with a circumferential groove 5 on its further circumferential surface.
  • the base body 1 is essentially cylindrical here.
  • the heat sink is made from at least one metal, for example aluminum, copper, brass or another metal that can be shaped, in particular, by means of hollow forging. It is considered advantageous to use at least one metal which is characterized by high thermal conductivity.
  • the further heat sink shown makes it clear that the outer peripheral surface U1 provided with the cooling projections 2 is divided into several segments.
  • the outer peripheral surface U1 provided with the cooling projections 2 is divided here into four segments S1, S2, S3, S4.
  • Each of the segments S1, S2, S3 and S4 is delimited by two axial planes A1, A2, A3 and A4 which intersect along a cylinder axis Z at a first angle ⁇ of 90° here.
  • the additional heat sink is mirror-symmetrical with respect to a plane of symmetry corresponding to the axial planes A1 and A3.
  • the reference symbols W1, W2, W3 and W4 designate axial center planes which also intersect in the cylinder axis Z.
  • the axial center planes W1, W2, W3 and W4 form an angle bisector with respect to the first angle ⁇ .
  • each segment S1, S2, S3 and S4 each extend in a single extension direction E1, E2, E3 and E4 from the outer peripheral surface U1.
  • the extension directions E1, E2, E3 and E4 each run parallel to a radius lying in the corresponding axial center plane W1, W2, W3 and W4.
  • Each of the cooling projections 2 is encased by a lateral surface 6 .
  • a top surface, which delimits the lateral surface 6, is denoted by the reference symbol 7.
  • the top surface 7 runs z. B. in an angular range of 90 ° to 45 ° relative to the respective direction of extent E1, E2, E3 or E4.
  • the lateral surface 6 is delimited by two lines L1 and L2 in an axial section perpendicularly intersecting the cylinder axis Z.
  • a first line L1 faces an adjacent axial plane A1, A2, A3 or A4.
  • the second line L2 faces away from the adjacent axial plane A1, A2, A3 or A4.
  • Each first line L1 of a cooling projection 2 forms a second angle ⁇ with the respective extension direction E1, E2, E3 or E4.
  • the second angle ⁇ is more than 0°, in particular more than 0.3°.
  • the second line L2 intersects viewed outwards from the outer peripheral surface U1 with the respective extension direction E1, E2, E3 or E4.
  • cooling projections 2 have a different geometry with regard to the design of their lateral surface 6: cooling projections 2, which are located adjacent to the respective axial planes A1, A2, are designed asymmetrically, whereas cooling projections 2, which are located in the area of the axial center plane W1 located are substantially symmetrical or uniform in shape.
  • FIG. 4 shows an example of a first perspective view of cooling projections 2 in the area of the axial center plane W1
  • FIG. 12 shows, by way of example, in a second perspective view, cooling projections 2 in the vicinity of the axial plane A1.
  • first cooling projections 2a are formed in the region of the axial center plane W1 shown here, essentially with respect to the direction of extension E1 (not shown here).
  • figure 5 shows the configuration of second cooling projections 2b in the vicinity of the axial plane A1 shown here.
  • the second cooling projections 2b are non-rotationally symmetrical with respect to the extension direction (not shown here).
  • the cooling projections 2, 2a, 2b may form first rows R1 and second rows R2 extending in the axial direction.
  • the cooling projections 2, 2a, 2b of a row R1, R2 are expediently designed identically.
  • First R1 and second rows R2 immediately following one another in the circumferential direction can be offset from one another in at least one of the segments S1, S2, S3 or S4.
  • the cooling projections 2, 2a, 2b can also be configured differently.
  • they can be configured in a prismatic, pyramidal, hemispherical, convex, lamellar, etc. manner.
  • further radially inwardly projecting lamellar cooling projections which extend axially or are designed in the manner of a helix (not shown here).
  • the heat sink according to the invention can be produced easily and inexpensively from one piece, in particular by means of hollow forging.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view through tool segments WS1, WS2, WS3, WS4 of a hollow forging tool, which form a matrix for the cooling projections 2, 2a, 2b in the closed state shown here.
  • Each of the tool segments WS1, WS2, WS3 and WS4 corresponds to one of the 2 shown segments S1, S2, S3 and S4.
  • a semi-finished product formed, for example, from a tube section is introduced into a mold space formed by the tool segments WS1, WS2, WS3 and WS4.
  • the mold space is then closed by axially movable active parts or stamps, some of which are not shown here.
  • One of the stamps can be conical, at least in sections.
  • Lamellae can be formed on an inner peripheral surface of the base body 1 by providing slot-like recesses in the punch.
  • the stamp can also be moved in a rotating manner with respect to the semi-finished product, as a result of which lamellar projections can be produced in the manner of a helix.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper zur Herstellung eines Ringkühlers, gebildet aus einem rohrartigen Grundkörper (1), an dessen äußerer Umfangsfläche (U1) eine Vielzahl sich nach außen verjüngender Kühlvorsprünge (2, 2a, 2b) angeformt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper zur Herstellung eines Kühlers sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlkörpers.
  • Nach dem Stand der Technik sind Kühlkörper zur Herstellung eines Ringkühlers allgemein bekannt. Derartige Kühlkörper weisen einen rohrartigen Grundköper auf, an dessen äußerer Umfangsfläche Kühlvorsprünge in Form von axial verlaufenden Rippen angeformt sind. Solche Kühlkörper werden nach dem Stand der Technik üblicherweise mittels Extrusion hergestellt.
  • Insbesondere zur Erzielung einer hohen Kühlleistung ist es erforderlich, bei den bekannten Ringkühlkörpern die Kühlrippen relativ großflächig auszubilden. Infolgedessen sind Ringkühlkörper mit einer hohen Kühlleistung voluminös und schwer oder aufwändig in der Herstellung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein kompakter Kühlkörper zur Herstellung eines Ringkühlers angegeben werden, welcher eine hohe Kühlleistung aufweist. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll ein möglichst einfach und kostengünstig durchführbares Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers angegeben werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 17 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
  • Nach Maßgabe der Erfindung wird ein Kühlkörper zur Herstellung eines Ringkühlers vorgeschlagen, gebildet aus einem rohrartigen Grundkörper, an dessen äußerer Umfangsfläche eine Vielzahl sich nach außen verjüngender Kühlvorsprünge angeformt sind.
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung der Kühlvorsprünge ermöglicht eine Herstellung des Kühlkörpers mittels Schmieden, insbesondere Hohlschmieden. Es kann insbesondere eine spanabhebende Bearbeitung vermindert werden. Der vorgeschlagene Kühlkörper kann einfach und kostengünstig hergestellt werden.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Begriff "Kühlvorsprünge" allgemein zu verstehen. Es kann sich dabei um Lamellen handeln, welche in axialer Richtung, in Umfangsrichtung oder schräg dazu verlaufen. Die Lamellen können abschnittsweise ausgebildet sein, d. h. insbesondere auch in axialer Richtung voneinander beabstandet sein. Kühlvorsprünge können pyramidal, spitz zulaufend, kegelig, kegelstumpfartig, ballig, zapfenartig oder halbkugelartig ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise ist eine Vielzahl benachbarter Kühlvorsprünge vorgesehen, zwischen denen Kühlfluid strömen kann.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist auch der Begriff "rohrartiger Grundkörper" allgemein zu verstehen. Der rohrartige Grundkörper kann einen im Wesentlichen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der rohrartige Grundkörper einen polygonalen, d. h. eckigen, Querschnitt aufweist. Der rohrartige Grundkörper muss nicht unbedingt geschlossen ausgebildet sein. Es kann sein, dass der rohrartige Grundkörper zumindest einen axialen und/oder radialen Schlitz und/oder zumindest einen Durchbruch aufweist.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der rohrartige Grundkörper zylindrisch ausgebildet. In diesem Fall weist der rohrartige Grundkörper eine im Wesentlichen kreisringförmige Querschnittsfläche auf.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die äußere Umfangsfläche in Umfangsrichtung zumindest drei Segmente mit Kühlvorsprüngen auf, welche jeweils durch zwei Flächen begrenzt sind. Die beiden Flächen können sich entlang der Zylinderachse schneidende Axialebenen sein. Die beiden Axialebenen können einen ersten Winkel α von höchstens 120° bilden. Durch eine Winkelhalbierende der beiden Axialebenen verläuft eine Axial-Mittelebene. Die vorgeschlagene segmentartige Ausgestaltung der Umfangsfläche ermöglicht die Herstellung des Kühlkörpers mit einem Hohlschmiedewerkzeug, welches in Umfangsrichtung z. B. aus drei Segmenten gebildet ist.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung erstrecken sich sämtliche Kühlvorsprünge eines jeden Segments in einer einzigen Erstreckungsrichtung von der äußeren Umfangsfläche. D. h. die Kühlvorsprünge eines jeden Segments können sich sowohl in radialer Richtung als auch in einer Richtung schräg zur radialen Richtung erstrecken. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass mit derartig ausgestalteten Kühlvorsprüngen eine hervorragende Kühlleistung erreicht werden kann.
  • Die Erstreckungsrichtung verläuft zweckmäßigerweise parallel zu einem in der Axial-Mittelebene liegenden Radius. Die Erstreckungsrichtung entspricht im Wesentlichen einer radial-linearen Bewegungsrichtung eines Werkzeugsegments des Hohlschmiedewerkzeugs.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung bildet ein Abschnitt einer Mantelfläche eines jeden Kühlvorsprungs mit der Erstreckungsrichtung einen zweiten Winkel β von mehr als 0°, vorzugsweise mehr als 0,3°. Die vorgeschlagene Ausgestaltung der Kühlvorsprünge ermöglicht ein störungsfreies Entformen. Der zweiten Winkel β weist ein positives Vorzeichen auf, sofern sich der Schnittpunkt zwischen der Erstreckungsrichtung und dem Abschnitt der Mantelfläche außerhalb des äußeren Umfangs befindet.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind erste Kühlvorsprünge im Bereich der Winkelhalbierenden rotationssymmetrisch und zweite Kühlvorsprünge in der Nähe der Axialebenen nicht-rotationssymmetrisch gestaltet. Die Kühlvorsprünge können in Axialrichtung sich erstreckende Reihen bilden. Zweckmäßigerweise sind die Kühlvorsprünge einer Reihe identisch gestaltet. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die Kühlvorsprünge von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Reihen in zumindest einem der Segmente versetzt zueinander angeordnet sind. Das bewirkt eine besonders hohe Kühlleistung.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die äußere Umfangsfläche zwei Segment-Paare auf, welche bezüglich einer durch die Zylinderachse verlaufenden Symmetrieebene spiegelsymmetrisch oder bezüglich der Zylinderachse rotationssymmetrisch sind. Die vorgeschlagenen Segment-Paare korrespondieren zu einem Hohlschmiedewerkzeug, welches in entsprechender Weise aus zwei Paaren von Werkzeugsegmenten gebildet ist. Die Werkzeugsegmente ergänzen sich bei geschlossenem Werkzeug zu einem Ring, dessen Innenseite eine Matrize zur Herstellung insbesondere der Kühlvorsprünge bildet. Im Ring wird ein umzuformendes Halbzeug, beispielsweise ein Rohrabschnitt, angeordnet. Eine Umformkraft wird axial mittels eines in den Ring einfahrbaren Aktivteils eingebracht, welches zumindest abschnittsweise konisch sein kann.
  • An der äußeren Umfangsfläche des Kühlkörpers kann zumindest ein sich in axialer Richtung erstreckender Steg angeformt sein. Ferner ist es möglich, dass an einer der äußeren Umfangsfläche gegenüberliegenden inneren Umfangsfläche lamellenartige Vorsprünge angeformt sind. Die lamellenartigen Vorsprünge können sich in Axialrichtung erstrecken oder nach Art einer Wendel ausgebildet sein.
  • Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kühlkörpers ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Grundkörper mittels Hohlschmieden umgeformt wird. Zu diesem Zweck wird der Grundkörper bzw. ein Halbzeug in einen Formraum eingebracht. Der Formraum wird durch Segmente eines Hohlschmiedewerkzeuges gebildet. Zum Umformen des Halbzeugs wird ein Aktivteil in den Formraum bewegt, sodass das Material des Halbzeugs in eine durch die Werkzeugsegmente gebildete Matrize gedrückt wird.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers,
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht durch einen weiteren Kühlkörper,
    Fig. 3
    eine vergrößerte Teilansicht gemäß Fig. 2,
    Fig. 4
    eine erste perspektivische Teilansicht gemäß Fig. 2,
    Fig. 5
    eine zweite perspektivische Teilansicht gemäß Fig. 2, und
    Fig. 6
    eine Schnittansicht durch Werkzeugsegmente eines Hohlschmiedewerkzeugs.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Kühlkörper erstrecken sich von einer äußeren Umfangsfläche U1 eines rohrartigen Grundkörpers 1 eine Vielzahl von Kühlvorsprüngen 2. Die Kühlvorsprünge 2 sind säulen- bzw. zapfenartig ausgebildet. Ferner ist an der äußeren Umfangsfläche U1 ein in axialer Richtung sich erstreckender Steg 3 angeformt. Im Bereich der einen Stirnseite (hier nicht sichtbar) erstreckt sich von der äußeren Umfangsfläche (U1) ein umlaufender Flansch 4, welcher an seiner weiteren Umfangsfläche mit einer umlaufenden Nut 5 versehen sein kann.
  • Der Grundkörper 1 ist hier im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der Kühlkörper ist zumindest aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Messing oder einem anderen Metall, welches sich insbesondere mittels Hohlschmieden umformen lässt, hergestellt. Es wird als vorteilhaft angesehen, zumindest ein Metall zu verwenden, welches sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnet.
  • Bei dem in Fig. 2 gezeigten weiteren Kühlkörper wird deutlich, dass die mit den Kühlvorsprüngen 2 versehene äußere Umfangsfläche U1 in mehrere Segmente gegliedert ist. Die mit den Kühlvorsprüngen 2 versehene äußere Umfangsfläche U1 ist hier in vier Segmente S1, S2, S3, S4 gegliedert. Jedes der Segmente S1, S2, S3 und S4 ist jeweils durch zwei sich entlang einer Zylinderachse Z unter einem ersten Winkel α von hier 90° schneidenden Axialebenen A1, A2, A3 und A4 begrenzt. Der weitere Kühlkörper ist spiegelsymmetrisch bezüglich einer den Axialebenen A1 bzw. A3 entsprechenden Symmetrieebene. Mit dem Bezugszeichen W1, W2, W3 und W4 sind Axial-Mittelebenen bezeichnet, welche sich ebenfalls in der Zylinderachse Z schneiden. Die Axial-Mittelebenen W1, W2, W3 und W4 bilden bezüglich des ersten Winkels α eine Winkelhalbierende.
  • Die Kühlvorsprünge 2 eines jeden Segments S1, S2, S3 und S4 erstrecken sich jeweils in einer einzigen Erstreckungsrichtung E1, E2, E3 und E4 von der äußeren Umfangsfläche U1. Die Erstreckungsrichtungen E1, E2, E3 und E4 verlaufen hier jeweils parallel zu einem in der korrespondierenden Axial-Mittelebene W1, W2, W3 und W4 liegenden Radius.
  • Jeder der Kühlvorsprünge 2 wird von einer Mantelfläche 6 umhüllt. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine Top-Fläche bezeichnet, welche die Mantelfläche 6 begrenzt. Die Top-Fläche 7 verläuft z. B. in einem Winkelbereich von 90° bis 45° gegenüber der jeweiligen Erstreckungsrichtung E1, E2, E3 oder E4.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Mantelfläche 6 in einem die Zylinderachse Z senkrecht schneidenden Axialschnitt durch zwei Linien L1 und L2 begrenzt. Dabei ist eine erste Linie L1 einer benachbarten Axialebene A1, A2, A3 oder A4 zugewandt. Die zweite Linie L2 ist der benachbarten Axialebene A1, A2, A3 oder A4 abgewandt.
  • Jede erste Linie L1 eines Kühlvorsprungs 2 bildet mit der jeweiligen Erstreckungsrichtung E1, E2, E3 oder E4 einen zweiten Winkel β. Der zweite Winkel β beträgt mehr als 0°, insbesondere mehr als 0,3°. Die zweite Linie L2 schneidet sich von der äußeren Umfangsfläche U1 nach außen hin gesehen mit der jeweiligen Erstreckungsrichtung E1, E2, E3 oder E4 nicht.
  • Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, weisen die Kühlvorsprünge 2 hinsichtlich der Gestaltung ihrer Mantelfläche 6 eine unterschiedliche Geometrie auf: Kühlvorsprünge 2, welche sich benachbart der jeweiligen Axialebenen A1, A2 befinden, sind asymmetrisch gestaltet, wohingegen Kühlvorsprünge 2, welche sich im Bereich der Axial-Mittelebene W1 befinden, im Wesentlichen symmetrisch oder gleichförmig gestaltet sind.
  • Fig. 4 zeigt beispielhaft eine erste perspektivische Ansicht von Kühlvorsprüngen 2 im Bereich der Axial-Mittelebene W1, Fig. 5 zeigt beispielhaft in einer zweiten perspektivischen Ansicht Kühlvorsprünge 2 in der Nähe der Axialebene A1.
  • Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind im hier gezeigten Ausführungsbeispiel erste Kühlvorsprünge 2a im Bereich der hier gezeigten Axial-Mittelebene W1 im Wesentlichen bezüglich der (hier nicht gezeigten) Erstreckungsrichtung E1 rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Fig. 5 zeigt die Ausgestaltung zweiter Kühlvorsprünge 2b in der Nähe der hier gezeigten Axialebene A1. Die zweiten Kühlvorsprünge 2b sind bezüglich der (hier nicht gezeigten) Erstreckungsrichtung nicht-rotationssymmetrisch.
  • Die Kühlvorsprünge 2, 2a, 2b können in Axialrichtung sich erstreckende erste R1 und zweite Reihen R2 bilden. Die Kühlvorsprünge 2, 2a, 2b einer Reihe R1, R2 sind zweckmäßigerweise identisch gestaltet. In Umfangsrichtung unmittelbar aufeinanderfolgende erste R1 und zweite Reihen R2 können zumindest in einem der Segmente S1, S2, S3 oder S4 versetzt zueinander angeordnet sein.
  • Obwohl es in den Figuren nicht gezeigt ist, können die Kühlvorsprünge 2, 2a, 2b auch andersartig ausgestaltet sein. Sie können insbesondere prismatisch, pyramidenförmig, halbkugelförmig, ballig, lamellenartig usw. ausgestaltet sein. Ferner kann es auch sein, dass an einer der äußeren Umfangsfläche U1 gegenüberliegenden inneren Umfangsfläche U2 des Grundkörpers 1 radial nach innen vorspringende lamellenartige weitere Kühlvorsprünge vorgesehen sind, welche sich axial erstrecken oder auch nach Art einer Wendel (hier nicht gezeigt) ausgebildet sind.
  • Der erfindungsgemäße Kühlkörper lässt sich insbesondere mittels Hohlschmieden einfach und kostengünstig aus einem Stück herstellen.
  • Fig. 6 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch Werkzeugsegmente WS1, WS2, WS3, WS4 eines Hohlschmiedewerkzeugs, welche im hier gezeigten geschlossenen Zustand eine Matrize für die Kühlvorsprünge 2, 2a, 2b bilden. Jedes der Werkzeugsegmente WS1, WS2, WS3 und WS4 korrespondiert zu einem der beispielsweise in Fig. 2 gezeigten Segmente S1, S2, S3 und S4.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kühlkörpers wird ein beispielsweise aus einem Rohrabschnitt gebildetes Halbzeug in einen durch die Werkzeugsegmente WS1, WS2, WS3 und WS4 gebildeten Formraum eingebracht. Sodann wird der Formraum durch hier teilweise nicht gezeigte axial bewegbare Aktivteile bzw. Stempel geschlossen. Einer der Stempel kann zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet sein. Zum Umformen des Halbzeugs wird ein derartiger Stempel in das Halbzeug gedrückt, so dass dessen Material in die durch die Werkzeugsegmente WS1, WS2, WS3 und WS4 gebildete Matrize fließt. Lamellen an einer inneren Umfangsfläche des Grundkörpers 1 können gebildet werden, indem in dem Stempel schlitzartige Ausnehmungen vorgesehen sind. Der Stempel kann auch rotierend bezüglich des Halbzeugs bewegt werden, wodurch lamellenartige Vorsprünge nach Art einer Wendel hergestellt werden können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Grundkörper
    2, 2a, 2b
    Kühlvorsprung
    3
    Steg
    4
    Flansch
    5
    Nut
    6
    Mantelfläche
    7
    Top-Fläche
    S1, S2, S3, S4
    Segment
    E1, E2, E3, E4
    Erstreckungsrichtung
    A1, A2, A3, A4
    Axialebene
    W1, W2, W3, W4
    Axial-Mittelebene
    L1
    erste Linie
    L2
    zweite Linie
    Z
    Zylinderachse
    α
    erster Winkel
    β
    zweiter Winkel
    WS1, WS2, WS3, WS4
    Werkzeugsegment
    R1
    erste Reihe
    R2
    zweite Reihe
    U1
    äußere Umfangsfläche
    U2
    innere Umfangsfläche

Claims (17)

  1. Kühlkörper zur Herstellung eines Ringkühlers, gebildet aus einem rohrartigen Grundkörper (1), an dessen äußerer Umfangsfläche (U1) eine Vielzahl sich nach außen verjüngender Kühlvorsprünge (2, 2a, 2b) angeformt sind.
  2. Kühlkörper nach Anspruch 1,
    wobei der Grundköper (1) zylindrisch ausgebildet ist.
  3. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die mit den Kühlvorsprüngen (2, 2a, 2b) versehene äußere Umfangsfläche (U1) in Umfangsrichtung zumindest drei Segmente (S1, S2, S3, S4) aufweist, welche jeweils durch zwei Flächen begrenzt sind.
  4. Kühlkörper nach Anspruch 3,
    wobei die beiden Flächen zwei sich entlang der Zylinderachse (Z) schneidende Axialebenen (A1, A2, A3, A4) sind.
  5. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die beiden Axialebenen (A1, A2, A3, A4) einen ersten Winkel α von höchsten 120° bilden und durch eine Winkelhalbierende der beiden Axialebenen (A1, A2, A3, A4) eine Axial-Mittelebene (W1, W2, W3, W4) verläuft.
  6. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei sämtliche Kühlvorsprünge (2) eines jeden Segments (S1, S2, S3, S4) sich in einer einzigen Erstreckungsrichtung (E1, E2, E3, E4) von der äußeren Umfangsfläche (U1) erstrecken.
  7. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Erstreckungsrichtung (E1, E2, E3, E4) parallel zu einem in der Axial-Mittelebene (W1, W2, W3, W4) liegenden Radius ist.
  8. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei ein Abschnitt einer Mantelfläche (6) eines jeden Kühlvorsprungs (2) mit der Erstreckungsrichtung (E1, E2, E3, E4) einen zweiten Winkel β von mehr als 0°, vorzugsweise mehr als 0,3°, bildet.
  9. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei erste Kühlvorsprünge (2a) im Bereich der Winkelhalbierenden rotationssymmetrisch und zweite Kühlvorsprünge (2b) in der Nähe der Axialebenen (A1, A2, A3, A4) nicht-rotationssymmetrisch gestaltet sind.
  10. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Kühlvorsprünge (2, 2a, 2b) in Axialrichtung sich erstreckende Reihen (R1, R2) bilden.
  11. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Kühlvorsprünge (2, 2a, 2b) einer Reihe (R1, R2) identisch gestaltet sind.
  12. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Kühlvorsprünge (2, 2a, 2b) von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Reihen (R1, R2) in zumindest einem der Segmente (S1, S2, S3, S4) versetzt zueinander angeordnet sind.
  13. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die äußere Umfangsfläche (U1) zwei Segment-Paare aufweist, welche bezüglich einer durch die Zylinderachse (Z) verlaufenden Symmetrieebene spiegelsymmetrisch oder bezüglich der Zylinderachse (Z) rotationssymmetrisch sind.
  14. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei an der äußeren Umfangsfläche (U1) zumindest ein sich in axialer Richtung erstreckender Steg (3) angeformt ist.
  15. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei an einer der der äußeren Umfangsfläche gegenüberliegenden inneren Umfangsfläche (U2) lamellenartige Vorsprünge angeformt sind.
  16. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die lamellenartigen Vorsprünge sich in Axialrichtung erstecken oder nach Art einer Wendel ausgebildet sind.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche durch Umformen eines Grundkörpers (1) mittels Hohlschmieden.
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