<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mikro-Wärmetauschers be- stehend aus einem im wesentlichen flächigen Hohlkörper mit Ein- und Auslassöffnungen so- wie aussen an diese anschliessende Anschlussstutzen, wobei ein die Innenkontur des Hohlkör- pers samt Anschlussstutzen definierender verlorener Kern mit einer nach dem Herauslösen des Kerns stabilen, dichten Beschichtung versehen wird. Weiters betrifft die Erfindung auch einen dementsprechend hergestellten Mikro-Wärmetauscher bestehend aus einem im we- sentlichen flächigen Hohlkörper mit Ein- und Auslassöffnungen sowie aussen an diese einstü- ckig anschliessenden Anschlussstutzen.
Aus WO 02/17377 Al sind beispielsweise Verfahren und Anordnungen der genannten
Art bekannt, wobei ein den inneren Hohlraum darstellender, elektrisch schlecht leitender
Formkörper hergestellt, elektrochemisch mit Wandmaterial beschichtet und sodann der
Formkörper zerstörend aus dem Hohlraum entfernt wird. Ähnliche Verfahren und Hohlkörper sind weiters beispielsweise auch aus US 3, 308, 879 A oder EP 0 728 229 Al bekannt.
Während die Ein- und Auslassöffnungen bekannter derartiger Mikro-Wärmetauscher zum Anschliessen von Zu- und Abführleitungen für das Wärmeübertragungsmedium früher meist erst nach Herstellung des Hohlkörpers in aufwändigen weiteren Herstellungsschritten mit stabilen und dichten Anschlüssen versehen werden mussten, sind speziell in der an erster Stelle angesprochenen Druckschrift Verfahren und Anordnungen beschrieben, bei denen die Anschlussstutzen durch mit dem Hohlkörper selbst einstückige Beschichtung mitgeformt werden.
Nachteilig ist bei allen bisher bekannten Mikro-Wärmetauschern der genannten Art, dass auch im Falle der gleichzeitig mit dem Hohlkörper selbst hergestellten Anschlussstutzen das tatsächliche Anschliessen von Leitungen für das Wärmeübertragungsmedium umständlich bleibt oder aber weitere Bearbeitungsschritte erfordert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren und Anordnungen der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die erwähnten Nachteile vermieden werden und dass
<Desc/Clms Page number 2>
insbesonders der stabile und dichte Anschluss der Zu- und Abführleitungen für das Wärme- überstragungsmedium vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren der ein- gangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Anschlussstutzen unmittelbar bei der Beschichtung des Kerns einstückig mit durch die Aussenkontur des Kerns in diesem Bereich definierten
Funktionsflächen für Leitungsanschlüsse für das Wärmeübertragungsmedium versehen werden. Der erfindungsgemässe Mikro-Wärmetauscher selbst ist entsprechend dadurch gekenn- zeichnet, dass die Anschlussstutzen im Bereich von deren äusseren Enden definierte Funktionsflächen für Leitungsanschlüsse für das Wärmeübertragungsmedium aufweisen, die ebenfalls einstückig mit dem Hohlkörper ausgebildet sind.
Während die im wesentlichen als gerade Rohrstücke ausgebildeten Anschlussstutzen nach dem eingangs erwähnten Stande der Technik unmittelbar nur zum Überschieben elastischer Schläuche, die dann mittels Schlauchklemmen oder ähnlicher Elemente befestigt und abgedichtet werden, geeignet sind und für andere Anschlussarten beispielsweise durch Aufschneiden von Gewinden oder ähnliche Bearbeitungsschritte zusätzlich bearbeitet werden müssen, werden nun gemäss der Erfindung bei der Herstellung des Hohlkörpers samt Anschlussstutzen auch unmittelbar die benötigten Funktionsflächen für die Leitungsanschlüsse durch die Beschichtung mitgeformt, was naturgemäss eine sehr einfache Herstellung dieser Funktionsflächen ohne weitere Bearbeitungsschritte ermöglicht.
Es muss lediglich bei der Herstellung des verlorenen Kerns die Negativform für diese Funktionsflächen an den entsprechenden Bereichen der Kernform der Anschlussstutzen vorgesehen werden, wobei auch komplizierteste Formgebungen, wie Hinterschneidungen, Gewinde, oder ähnliches kein Problem sind und bei der galvanischen bzw. chemischen Beschichtung sehr form-und massgetreu abgeformt werden.
Nach dem Herauslösen des verlorenen Kerns ist der Mikro-Wärmetauscher bestehend aus dem Hohlkörper selbst und den bereits bis auf die anzuschliessenden Leitungen selbst fertigen Anschlussstutzen unmittelbar gebrauchsfertig und zwar ohne jede weitere Bearbeitung, die-wie etwa
<Desc/Clms Page number 3>
eine spanabhebende Bearbeitung - auch noch die Gefahr in sich bergen würde, dass unter
Umständen Späne im Hohlkörper verbleiben, die nachträglich Funktionsstörungen hervorru- fen können.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Funk- tionsflächen unmittelbar durch die definierte Aussenkontur des Kerns als mass- und formhalti- ge Innenkontur im Bereich des äusseren Endes der Anschlussstutzen ausgebildet werden bzw. gebildet sind. Damit ist auf einfache Weise höchste Mass- und Formhaltigkeit der Funktions- flächen garantiert, was beispielsweise dann wichtig ist, wenn diese Funktionsflächen mit auf- zuschraubenden oder einzusteckenden Dichtflächen oder Haltebereichen anderer für die Lei- tungsverbindung erforderlicher Elemente unmittelbar metallisch zusammenwirken.
Im letztgenannten Zusammenhang ist eine weitere Ausgestaltung des erfindungsge- mässen Mikro-Wärmetauschers sehr vorteilhaft, gemäss welcher die Funktionsflächen eine innere hinterschnittene Erweiterung der Durchflussbohrung der Anschlussstutzen bilden, die zumindest einen Dichtring und einen spannzangenartigen Befestigungsring für eine einsteckbare Anschlussleitung aufnimmt. Damit können auf sehr einfache Weise Schlauch- oder Leitungsanschlüsse einstückig mit dem Hohlkörper realisiert werden, wie sie seit langem - bei- spielsweise aus der US 2, 478, 127 seit 1949 - bekannt und in vielfältigsten konkreten Ausgestaltungen beispielsweise auch im Gartenbereich für Bewässerungsschläuche in Verwendung sind.
Davon abgesehen können die Funktionsflächen aber in anderer Ausgestaltung der Erfindung auch von umlaufenden, im Querschnitt zahnartigen, einstückigen Halteringen an den schlauchtüllenartig ausgebildeten Anschlussstutzen gebildet sein, wobei in diesem Fall der verlorene Kern mit seiner Aussenfläche nicht unmittelbar die schlussendlich mit dem Anschlussschlauch zusammenwirkende Oberfläche definiert sondern nur als Basisform für die darauf aufgebaute Beschichtung dient, deren äussere Oberfläche dann mit dem
<Desc/Clms Page number 4>
Anschlussschlauch in Kontakt kommt, wofür aber die damit nicht so genau zu garantierende Form- und Masshaltigkeit dieser äusseren Oberfläche völlig ausreicht.
Gemäss einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- sehen, dass der Kern im Bereich der Anschlussstutzen mit Zusatzteilen, vorzugsweise aus anderen Werkstoffen, wie Glas oder Kunststoff, versehen wird, welche die Funktionsflächen für die Leitungsanschlüsse bilden und nach dem Herauslösen des Kerns aus dem durch die
Beschichtung gebildeten Hohlkörper in diesem festeingebaut verbleiben. Damit sind die An- schlussstutzen des gebildeten Mikro-Wärmetauschers im Bereich ihrer äusseren Enden mit diesen Zusatzteilen versehen, die unverlierbar in oder an den Anschlussstutzen gehalten sind.
Es können damit beispielsweise Glaseinsätze an den Anschlussstutzen auf einfache Weise angebracht werden, wie sie im Laborbereich für verschiedene Anschlüsse üblich bzw. erfor- derlich sind.
Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der in der Zeichnung schematisch dar- gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei ein exemplarisches Bei- spiel für einen Mikro-Wärmetauscher nach dem bisherigen Stande der Technik und Fig. 2-11 zeigen vergrösserte Teilschnitte in dem im Fig. 1 mit II bezeichneten Bereich von erfindungsgemäss ausgebildeten Mikro-Wärmetauschern - teilweise in unterschiedlichen Schritten des Herstellungsverfahrens.
Der in Fig. 1 dargestellte Mikro-Wärmetauscher nach dem Stande der Technik besteht aus einem im wesentlichen flächigen Hohlkörper 1 mit Ein- und Auslassöffnungen 2,3, sowie aussen an diese einstückig anschliessenden Anschlussstutzen 4, die rohrartig hohl ausgebildet sind und damit über nur symbolisch angedeutete Leitungen 5 die Zu- und Ableitung von Wärmeübertragungsmedium (z. B. flüssigem Kühlmedium) zum bzw. vom Innenraum des Hohlkörpers 1 erlauben.
Der gesamte Mikro-Wärmetauscher, wie er etwa zur Kühlung von Computer CPU's oder von Elementen der Leistungselektronik verwendet wird, hat typischerweise eine Länge und Breite im Bereich weniger Zentimeter und wird mit der den
<Desc/Clms Page number 5>
Anschlussstutzen 4 gegenüberliegenden Unterseite zumeist direkt auf den zu temperierenden
Bauteil flächig aufgesetzt um einen möglichst guten Wärmeübergang bieten zu können.
Abgesehen von beispielsweise aus dem Vollen durch Ausfräsen eines inneren Hohl- raumes und dichter Befestigung einer Abdeckung hergestellten Mikro-Wärmetauschern sind auch beispielsweise aus den eingangs angesprochenen Schriften derartige Wärmetauscher bekannt geworden, bei denen ein die Innenkontur des Hohlkörpers 1 samt Anschlussstutzen
4 definierender verlorener Kern mit einer nach dem Herauslösen des Kern stabilen dichten
Beschichtung, beispielsweise aus chemisch und/oder elektrolytisch aufgebrachtem Kupfer, versehen wird.
Während bei den bisher bekannten derartigen Verfahren und danach hergestellten Mikro-Wärmetauschern allenfalls gemäss Fig. 1 rohrartige Anschlussstutzen 4 mitgeformt wurden, bei denen das tatsächliche Anschliessen der Leitungen 5 für das Wärmeübertragungsmedium umständlich bleibt oder aber weitere Bearbeitungsschritte erfordert, ist nun gemäss der vorliegenden Erfindung - wie beispielsweise in den Fig. 2-11 dokumentiert - vorgesehen, dass die Anschlussstutzen 4 unmittelbar bei der Beschichtung des Kerns einstückig mit durch die Aussenkontur des Kerns in diesem Bereich definierten Funktionsflächen für Leitungsanschlüsse für das Wärmeübertragungsmedium versehen werden.
Im einzelnen ist dabei zu den Fig. 2-11 folgendes zu erwähnen :
Gemäss Fig. 2 ist der Kern 6 im Bereich des äusseren Endes 7 des Anschlussstutzens 4 mit umlaufenden, im Querschnitt zahnartigen Vorsprüngen 8 versehen, was nach dem Aufbringen der Beschichtung 9 im Querschnitt zahnartige einstückige Halteringe 10 an den sonst schlauchtüllenartig ausgebildeten Anschlussstutzen 4 ergibt. Diese Halteringe 10 bilden Funktionsflächen 11 für die nicht weiter dargestellten Anschlüsse der Leitungen (5 in Fig. l) die auf diese Weise unmittelbar bei der Beschichtung des Kerns einstückig mit dem Hohlkörper 1 und den Anschlussstutzen 4 hergestellt werden und somit keine weitere Bearbeitung mehr erfordern.
<Desc/Clms Page number 6>
Auf den in Fig. 3 nach der Herauslösung des Kerns dargestellten Anschlussstutzen 4 kann beispielsweise ein geeigneter elastischer Schlauch einfach aufgesteckt werden ; be- darfsweise kann dann auch noch eine Sicherungsklammer oder ähnliches zum festen Halten
Verwendung finden.
Gemäss den Fig. 4-6 werden die Funktionsflächen 11 unmittelbar durch die definierte
Aussenkontur des Kerns 6 als mass- und formhaltige Innenkontur im Bereich des äusseren En- des 7 der Anschlussstutzen 4 ausgebildet. Die Funktionsflächen 11 bilden hier eine innere hinterschnittene Erweiterung 12 der Durchflussbohrung der Anschlussstutzen 4, die gemäss
Fig. 5 und 6 zumindest einen Dichtring 13 und einen spannzangenartigen Befestigungsring
14 für eine hier nicht weiter dargestellte einsteckbare Anschlussleitung aufnimmt.
Mit 15 sind über den Innenumfang des Befestigungsringes 14 verteilte Halteelemente bezeichnet, die sicherstellen, dass bei einem versuchten Herausziehen der Anschlussleitung diese zusammen mit dem Befestigungsring 14 (in der Darstellung nach Fig. 5) nach oben bewegt wird, womit der Aussenkonus am Befestigungsring 14 von der oberen Funktionsfläche 11 des Anschlussstutzens 4 zusammengedrückt wird und die Leitung festhält.
Während in Fig. 4 der Anschlussstutzen 4 noch mit Kern 6 dargestellt ist, ist gemäss Fig. 5 der Kern entfernt und der Einbau der mit den Funktionsflächen 11 zusammenwirkenden Teile 13 und 14 abgeschlossen. Aus Fig. 6 ist zu ersehen, dass der Anschluss 4 an den Ein- bzw. Auslassöffnungen 2, 3 des Hohlkörpers 1 bedarfsweise sehr leicht auch abgewinkelt ausgeführt werden kann-davon abgesehen entspricht Fig. 6 im wesentlichen Fig. 5.
Bei den Ausführungen nach Fig. 7 bis 11 sind die Anschlussstutzen 4 im Bereich ihrer äusseren Enden 7 mit Zusatzteilen 16,17, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff versehen, die unverlierbar in bzw. an den Anschlussstutzen 4 gehalten sind und die Funktionsflächen 11 für die Leitungsanschlüsse aufweisen.
Gemäss Fig. 7 ist der einen Innenkonus aufweisende Zusatzteil 16 in den Kern 6 im Bereich des äusseren Endes 7 des Anschlussstutzen 4 integriert - beispielsweise wird der Zu-
<Desc/Clms Page number 7>
satzteil 16 bei der Herstellung des Kernes 6 in dessen Form eingelegt. Nach dem Aufbringen der Beschichtung 9, dem anschliessenden Herauslösen des Kerns 6 und dem Abtrennen des äussersten Bereiches des Anschlussstutzen 4 entsteht die Anordnung nach Fig. 8, bei der nun im Anschlussstutzen 4 ein beispielsweise aus Glas bestehender Einsatz mit Innenkonus unver- lierbar gehalten ist, der unmittelbar die Funktionsfläche 11 (also hier den Innenkonus) für das Einstecken eines entsprechend ausgebildeten Gegenanschlusses an der anzuschliessen- den Leitung trägt.
Gemäss den Fig. 9-11 wird ein wiederum beispielsweise aus Glas bestehender Zusatzteil 17 mit Aussenkonus so in den Kern 6 bei dessen Herstellung integriert (siehe Fig. 9), dass beim Aufbringen der Beschichtung 9 gemäss Fig. 10 der Zusatzteil 17 mit seinem inneren Ende durch die Beschichtung 9 gehalten wird. Nach dem Herauslösen des Kerns 6 und dem Abtrennen des äussersten Endes des Anschlussstutzens 4 entsteht die in Fig. 11 gezeigte Anordnung, bel der nun der Anschlussstutzen 4 aussen als Funktionsfläche 11 einen Aussenkonus samt Halteschulter trägt.
Abgesehen von den dargestellten und besprochenen konkreten Ausführungen der bei der Herstellung der Hohlkörper samt Anschlussstutzen durch die Beschichtung mitgeformten Funktionsflächen 11 könnten diese aber im Rahmen der Erfindung auch beliebig andere Gestalt aufweisen - beispielsweise möglich wären auch mitgeformte Aussen-und/oder Innengewinde oder ähnliches.