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Title:
HEAT TRANSPORT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/121682
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat transport device (10) which is used to cool or temper a device, which is to be operated at a defined operational temperature and which comprises a cooling and/or heat exchange device, comprising at least one flow channel (14) for a heat transport fluid, which extends in a coiled or spiral-shaped manner through a block (12) which is in good thermal contact with a device or an area which is to be cooled, said block acting as a mechanical carrier for a device, sensor, bearing and electronic element which are to be tempered. The flow channel (14) guiding the heat transport means is embodied at least sectionally in such a manner that the channel coils (29) are embodied by segment sheet metal recesses (39/i) by sections arranged in a light cross-section over-lapping. The segment sheet steels (39/i) are connected together in a rigid manner by hard-soldering and surround flat channel sections in sections which are offset counter to each other about the sheet steel thickness of the segment sheet steel. A cooling gas chamber (62) is provided for a sensor (24) which is to be cooled, said cooling gas chamber comprising a pot-shaped cylindrical housing provided with a jacket tube made of titanium. Said housing is locked by a ceramic disk which is hard soldered to the titanium tube.

Inventors:
HANKE SEPP (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/006096
Publication Date:
December 22, 2005
Filing Date:
June 07, 2005
Export Citation:
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Assignee:
HARTMANN EVA (DE)
HANKE SEPP (DE)
International Classes:
F28F3/08; F28F3/12; H01L23/473; H05K7/20; (IPC1-7): F28F3/08; F28F3/12
Foreign References:
US5836383A1998-11-17
US4107919A1978-08-22
US20030079870A12003-05-01
US20010050162A12001-12-13
EP1136782A12001-09-26
Attorney, Agent or Firm:
Lutz, Johannes (Hauptmannsreute 93, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Warmetransporteinrichtung (10) zum Kühlen oder Tempe¬ rieren eines auf einer definierten Betriebstemperatur zu betreibenden Geräts mit einer Kühl und/oder Wär¬ metauschereinrichtung, die mindestens einen Durch¬ flusskanal (14) für ein Wärmetransportfluid umfasst, der wendel oder spiralförmig durch einen mit einem zu kühlenden Gerät oder Bereich in gutem Wärmekontakt stehenden Block (12; 50) verläuft, der als mechani¬ scher Träger für das zu temperierende Gerät Sensor, Lager, Elektronikelement fungiert, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der das Wärmetransportmittel führende Kanal (14) mindestens abschnittsweise derart ausge bildet ist, dass die Kanalwendeln (29) durch in lich¬ ter Querschnittsüberlappung stehende Abschnitte von Segmentblechaussparungen (39/i; 54/a, 54/i) gebildet sind, wobei die Segmentbleche (32/i; 52/i) stoff¬ schlüssig fest miteinander verbunden sind und ab schnittsweise ebene Kanalabschnitte beranden, die um die Blechdicke der Segmentbleche gegeneinander ver¬ setzt sind, wobei mindestens zwei Kühlkreisläufe vor¬ gesehen sind, die mit verschiedenen Wärmetransport fluiden betreibbar sind und in mindestens einem der Kühlkreisläufe ein Gas als Wärmetransportfluid einge¬ setzt ist.
2. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssig feste Verbin düng der Segmentbleche (32/i; 52/i) durch Löten er¬ zielt ist.
3. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötung in einem Hart oder Hochtemperaturlötprozess erfolgt.
4. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (12; 50) mindestens eine Segmentplatte umfasst, die aus einem Keramikma¬ terial besteht, das durch Lötung mit mindestens einem benachbarten Segmentblech fügbar ist.
5. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramiksegment (64; 66) zwi¬ schen zwei Segmentblechen angeordnet und mit diesen verlötet ist.
6. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramiksegment (64) zwischen mit Wärmetransportkanälen versehenen Abschnitten ei¬ nes Gehäuses angeordnet ist.
7. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils einseitig von der Keramikplatte (64) angeordneten kühlbaren Abschnitte jeweils einem eigenen Wärmetransportkreislauf zuge ordnet sind.
8. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da¬ durch gekennzeichnet, dass die beiden kühlbaren Blockteile (12 und 50) hydraulisch hintereinander ge schaltet sind, und dass eine Vorlaufleitung vorgese¬ hen ist, die durch miteinander fluchtende Ausnehmun¬ gen der Segmentplatten und der Keramikscheibe gebil¬ det ist und von einem Zulaufanschluss aus direkt in den thermisch extremalen Bereich des Mehrschichtblo¬ ckes führt.
9. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Tempera¬ turbereiche des Blocks zugeordneten Transportmittel¬ kanäle hydraulisch parallel geschaltet sind, wobei eine gemeinsame Zulaufleitung und eine gemeinsame Rücklaufleitung jeweils durch miteinander fluchtende Öffnung der Segmentbleche und des keramischen Zwi¬ schenstücks gebildet sind.
10. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Segmentbleche un terschiedlicher Dicke vorgesehen sind.
11. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Segmentbleche zwi¬ schen einem Wert minimaler Dicke und einem Wert maxi maier Dicke schrittweise monoton zunimmt.
12. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Küh¬ ler.
13. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentbleche alternierend als Kernteile und als äußere radiale Kühlrippen bil¬ dende Teile ausgebildet sind, wobei die zur Temperie rung vorgesehenen Transportmittelkanäle in den Kern¬ teilen und den an diese unmittelbar anschließenden Kernbereichen der Kühlrippensegmente angeordnet sind.
14. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlgas ein auf Verdampfungstemperatur bei Normalbedingungen be¬ findliches nicht brennbares Gas wie Stickstoff oder ein Edelgas z. B. Argon genutzt ist, das über ei¬ ne thermisch isolierte Zuflussleitung (67) in eine Kühlgaskammer (62) gelangt, in der ein zu kühlendes Sensor oder Messelement (24) angeordnet ist.
15. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussleitung zylindrisch rohrförmig ausgebildet ist und durch koaxial angeord¬ nete Öffnungen der Segmentplatten des Metallblocks hindurchtritt und in dem durch die Öffnungen berande ten Kanal durch radial nach innen vorspringende Hal¬ tenasen (71) von Öffnungsrändern einiger der Segment¬ bleche (32/i; 52/i) kraftschlüssig fixiert, z. B. eingeklemmt ist.
16. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaszuleitungsrohr als dünn¬ wandiges Edelstahlrohr (67) mit einer thermisch iso¬ lierenden Außenbeschichtung gebildet ist, die aus ei¬ nem bei Normaltemperatur nachgiebigen Kunststoffmate rial besteht.
17. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die das Sensor¬ element (24) enthaltende Kühlgaskammer (62) einen zy lindrischrohrförmigen Kammermantel (84) aus Titan hat, der an seinem dem Kühlkörper (12; 12, 50) abge¬ wandten Ende eine Öffnung (91) berandet, die mittels einer Keramikscheibe (92) gasdicht abgeschlossen ist, die an einen radial inneren Ringflansch (88) des Ti¬ tanMantelrohres hart angelötet ist.
18. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgas in einem Kreislauf über ein GasZuführungsrohr (64) und ein Gas Rückführungsrohr (92) geführt ist, die durch Längska¬ näle der KühlkörperAnordnung (12; 12, 50) geführt und an eine Konditioniereinrichtung angeschlossen sind.
19. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 sowie mit einer Steuereinheit (10) für die Be¬ triebssteuerung eines als Stellglied der Wärmetrans porteinrichtung vorgesehenen, mit einem fluidischen ArbeitsDruckmedium betriebenen Antriebselements, insbesondere eines doppelt wirkenden pneumati¬ schen oder hydraulischen Antriebszylinders (11) , zu dessen Ansteuerung ein elektrisch ansteuerbares Mag netventil (21) vorgesehen ist, das durch Ausgangsim¬ pulse einer elektronischen Untereinheit (32) ansteu¬ erbar ist, die diese Ausgangsimpulse aus einer Verar¬ beitung von Befehlssignalen einer Zentraleinheit (12) sowie von SensorAusgangssignalen generiert, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Steuereinheit (10) als Steuerstromquelle für das Magnetventil (21) einen die Funktion eines Ak¬ kumulators oder eines Kondensators vermittelnden elektrischen Ladungsspeicher (39) umfasst, dass b) zur Aufladung des Speichers (39) ein mittels eines rotatorischen pneumatischen Antriebsmotors (42) antreibbarer elektrischer Generator (41) der Steu¬ ereinheit (10) vorgesehen ist, und dass c) die Steuereinheit (10) als SpeicherLadeVentil (44) ein durch Ausgangssignale der aus dem Spei¬ cher (39) versorgten elektronischen Untereinheit (32) der Steuereinheit (10) ansteuerbares Magnet¬ ventil (44) umfasst, mittels dessen der pneumati¬ sche Antriebsmotor (42) an eine zentrale Druck luftVersorgung (23) des auch den Antriebszylinder (11) umfassenden pneumatischen Systems anschließ b(ar und gegen diese absperrbar ist.
20. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Ladungszustand des e lektrischen Speichers (39) überwachende Lade Steuereinheit (39') vorgesehen ist, mittels derer das SpeicherLadeventil (44) in seine die Druckluftquelle (23) mit dem Versorgungsanschluß (43) des pneumati sehen Antriebsmotors (42) verbindende Funktionsstel¬ lung II steuerbar ist, wenn der Ladungsinhalt des Speichers (39) unter einen Schwellenwert abgefallen ist.
21. Wärmetransporteinrichtung nach Anspruch 19 oder An¬ spruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer¬ einheit (10) eine elektronische Untereinheit (32) um¬ fasst, die in Abhängigkeit von Befehlsimpulsen der Zentraleinheit (12), die mehrere Steuereinheiten (10) und Antriebszylinder (11) verwaltet, sowie von Zu standsAusgangssignalen elektronischer Sensoren (36/1, 36/2 und 36/3) Ansteuersignale für die Ansteu¬ erung des 4/3WegeMagnetventils 21 generiert, das die Bewegungen des Antriebszylinders (11) steuert.
22. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet:, dass die zur Ansteue¬ rung des 4/3Magnetventils (21) vorgesehene Unterein¬ heit (32) über drahtlose Übertragungsstrecken (38/1, 38/2 und 37/1, 37/2) mit der Zentraleinheit (12) kom¬ muniziert.
23. Wärmetransporteinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Steuerung des Antriebszylinders (f) vorgesehene Steu¬ erventil (21) und/oder das für die Antriebssteuerung des rotativen pneumatischen Antriebsmotors (42) bzw. des Gleichstromgenerators (41) vorgesehene 2/2 Wege Magnetventil (44) jeweils als impulsgesteuertes Ven til ausgebildet ist, das mittels eines Doppelhub Magnetsystems (31) bzw. (46) ansteuerbar ist und nach einer Ansteuerung mittels einer Rasteinrichtung (31; 46) in seiner eingesteuerten Position gehalten ist, bis ein nächster, die Ansteuerung in die alternative Funktionsstellung vermittelnder Impuls generiert wird.
Description:
Wärmetransporteinrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Wärmetransporteinrichtung zum Kühlen oder Temperieren eines gegen überhöhte Temperatur zu schützenden Geräts oder Bauelements oder eines bei ei¬ ner definierten Betriebstemperatur zu betreibenden Geräts und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.

Derartige Wärmetransporteinrichtungen haben eine Kühlein¬ richtung oder eine Wärmetauschereinrichtung, mit mindes¬ tens einem Durchflusskanal für ein Wärmetransportfluid, der wendeiförmig oder spiralförmig durch einen Metall¬ block verläuft, der mit dem zu kühlenden Gerät oder Teil eines solchen in gutem Wärmekontakt steht und in der Re¬ gel als mechanischer Träger für das zu temperierende Ge¬ rät, oder Maschinenelement, z. B. einen Sensor oder ein Lager genutzt ist.

Bei bekannten Wärmetransporteinrichtungen dieser Art sind die Kühler oder Wärmetauscher mittels wendel- oder spu- lenförmig, ggf. auch spiral- oder mäanderförmig verlau- fender Rohre realisiert, die mit dem zu kühlenden Teil eines Metallblockes oder eines Gerätegehäuses z. B. durch Ankleben oder Verlöten in gutem Wärmekontakt gehalten sind, so dass zum Zweck der Kühlung aus einem Block abzu¬ führende Wärme gut auf das in dem Röhrensystem zirkulie- rende Wärmetransportfluid übertragen und abgeführt werden kann beziehungsweise über das Rohrsystem mittels des Wär- metransportfluids zugeführte Wärme mit günstigem Wir¬ kungsgrad auf das zu temperierende Objekt übertragen wer¬ den kann. Diese Art der Realisierung von Wärmetransporteinrichtun¬ gen ist mit einer Reihe von Nachteilen behaftet, von de¬ nen beispielhaft die folgenden erwähnt seien:

Die Herstellung der Kühl- und/oder Wärmetauscheinheit mit der jeweils geeigneten Geometrie und deren An- oder Ein¬ bau an/in ein Gehäuse eines zu kühlenden Geräts, z. B. eines Pyrometers, das zur Erfassung einer hohen Prozess¬ temperatur benutzbar sein soll, ist aufwendig und erfor- dert meist handwerklich durchgeführte Arbeiten, die zeit- und kostenaufwendig sind. Die zur Verfügung stehenden Leitungsrohre haben aufgrund ihres in der Regel kreisrun¬ den Querschnittes eine ungünstige Relation von Wärmeüber¬ tragungsfläche und Transportvolumen, so dass Kühlschlan- gen oder Wärmetauscher, die mit Rohren kreisrunden Quer¬ schnitts realisiert sind, zwangsläufig vergleichsweise großvolumig bauen, was z. B. für einen Einsatz in Berei¬ chen, in denen hohe Drücke herrschen, aus Stabilitäts¬ gründen sowie aus Dichtigkeitsgründen ungünstig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wärmetransport¬ einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die so¬ wohl einfach aufgebaut und einer rationellen Fertigung zugänglich ist und mit einem erheblich günstigeren Ver- hältnis von Wärmeübertragungsfläche zu Fluidtransportvo- lumen realisierbar ist als eine mit Rohren kreisrunden Querschnitts verwirklichte Wärmetransporteinrichtung.

Diese Aufgabe wird, dem Grundgedanken nach, durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Hiernach hat der von Wärmetransportfluid durchströmte Ge¬ häuseblock des zu temperierenden Geräts einen mehrschich¬ tigen Aufbau, derart, dass das Wärmetransportfluid füh- rende Kanäle mindestens abschnittsweise dadurch gebildet sind, dass Kanalwendeln durch in lichter Querschnitts¬ überlappung stehende Abschnitte von Segmentblechausspa- rungen des Blockes gebildet sind, wobei die den Gehäuse¬ block: bildenden Segmentbleche stoffschlüssig fest mitein- ander verbunden sind und abschnittsweise ebene Kanalab¬ schnitte beranden, die um die Blechdicke der Segmentble¬ che oder ein niedrigzahliges Vielfaches hiervon gegenein¬ ander versetzt sind, wobei weiter mindestens zwei Kühl¬ kreisläufe vorgesehen sind, die mit verschiedenen Wär- metransportfluiden betreibbar sind und in mindestens ei¬ nem der Kühlkreisläufe ein Gas als Wärmetransportfluid eingesetzt ist.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Gas als Wärmetransportfluid in demjenigen Kühlkreislauf einge¬ setzt ist, in dem Wärme auf hohem Temperaturniveau an¬ fällt, da hierbei die hohe Wärmeleitfähigkeit eines Gases besonders effektiv zum Wärmeabtransport und zur Übertra¬ gung auf den Kühlkreislauf niedrigerer Temperatur genutzt werden kann, der mit einer Flüssigkeit als Wär¬ metransportfluid betrieben wird.

Die erfindungsgemäße Wärmetransporteinrichtung vermittelt darüber hinaus zumindest die folgenden technischen Vor- teile:

Die Segmentbleche des im gefügten Zustand die Wärmetrans- portfluid führenden Kanäle bildenden Blockes sind in ei¬ nem NC- oder CNC-gesteuerten Laserschneidverfahren auto- matisch mit hoher Präzision herstellbar, so dass auch ein maschinelles Stapeln der Segmentbleche zu der Blockkonfi¬ guration ohne weiteres möglich ist. Bei Verwendung rela¬ tiv dünner Metallbleche sind die Durchflusskanäle mit z. B. flach rechteckigen Querschnittsformen realisierbar, die ein besonders günstiges Verhältnis von Wärmeüber- gangsflache zum Kanalvolumen bzw. dem Volumen des die Ka¬ näle durchströmenden Wärmetransportfluids ergeben, d. h. bei relativ kleinem Bauvolumen eine hohe Kühl- bzw. Tem¬ perierwirkung erreichen lassen. Die bei der Blockherstel- lung zur Anwendung gelangende Mehrschichttechnik eröffnet vielfältige Möglichkeiten der Gestaltung der Kanalfüh¬ rung, die mit rohrförmigen Leitungselementen nicht oder allenfalls mit großem Aufwand erzielbar wäre. Auch das Fügen zahlreicher Segmentbleche ist problemlos automati- sierbar.

Für den Fall, dass die Segmentbleche durch Kleben gefügt werden sollen, eignet sich hierzu ein aushärtbarer Lack, mit dem die Segmentbleche besprüht oder durch Eintauchen in ein Lackbad benetzt werden, bevor sie, erforderlichen¬ falls nach Abtropfen überschüssigen Klebstoffmaterials, in die geschichtete Konfiguration gebracht werden, in der sie, z. B. durch thermisch beschleunigtes Aushärten des Klebstoffmaterials zu dem einheitlichen Block gefügt wer- den. Um im Falle eines Fügens des Blockes mittels eines Klebstoffes, z. B. eines aushärtbarem Mehrkomponentenhar¬ zes eine gute Wärmeleitfähigkeit der KlebstoffSchicht zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, in den Kunststoff thermisch gut leitendes Material, z. B. Metallstaub ein- zubetten.

Bei einem Fügen des Metallblocks durch Löten, vorzugswei¬ se in einem Hart- oder Hochtemperaturlötprozess, wird in jedem Falle eine thermisch gut leitende Verbindung zwi- sehen den einzelnen Segmentblechen erzielt.

Mit Hilfe von Segmentplatten, die aus einem mit Metall¬ platten verlötbaren Keramikmaterial bestehen, das eine wesentlich geringere Wärmeleitfähigkeit hat als gängige Metalle wie Stahl oder Aluminium das eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit hat, können auf unterschiedlichem Tem¬ peraturniveau zu haltende Blockbereiche auf einfache Wei¬ se gegeneinander abgesetzt werden wobei sich zwischen ei¬ nem Bereich des Blockes, der in der Nähe einer Wärmequel- Ie angeordnet ist und einem Bereich des Blockes, der sich praktisch auf Umgebungstemperatur befindet, eine treppen- oder kaskadenartige Struktur des Temperaturverlaufs im Block erzielen lässt.

Hierzu geeignet ist eine gemäß Anspruch 7 vorgesehene Gestaltung der Wärmetransporteinrichtung derart, dass auf verschiedenen Seiten einer Keramikplatte angeordnete kühlbare Abschnitte des Blockes jeweils einem eigenen Wärmetransportkreislauf zugeordnet sind.

Wenn, wie gemäß Anspruch 8 vorgesehen, kühlbare Blocktei¬ le hydraulisch hintereinander geschaltet sind, so dass sich zwischen nacheinander durchströmten kühlbaren Berei¬ chen ein Temperaturgefälle ergibt, oder wenn, wie gemäß Anspruch 9 vorgesehen, verschiedenen Bereichen eines Blo¬ ckes zugeordnete Transportmittelkanäle hydraulisch paral¬ lel geschaltet sind, so dass sich in sämtlichen Teilbe¬ reichen dieselbe Temperatur aufrecht erhalten lässt, so können für solche hydraulischen Leitungsverbindungen er- forderliche Vorlaufleitungen und Rücklaufleitungen je¬ weils durch miteinander fluchtende Öffnungen der Segment¬ bleche und ggf. der keramischen Zwischenstücke gebildet sein.

Mit Hilfe von Segmentblechen unterschiedlicher Dicke, vorzugsweise in einer Anordnung derart, dass die Dicke innerhalb des Blockes zwischen einem Minimalwert und ei¬ nem Maximalwert schrittweise monoton zunimmt, lässt sich mit einfachen Mitteln das Temperaturprofil zwischen maxi- maier und minimaler Blocktemperatur beeinflussen. Bei einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Wärmetrans¬ porteinrichtung als Kühler können Segmentbleche unter¬ schiedlichen äußeren Durchmessers alternierend als Block¬ kernteile und als Kühlrippen bildende Teile genutzt wer- den, d. h. zusätzlich zu der "Flüssigkeits"-Kühlung mit¬ tels des durch den Kernbereich des Blocks geleiteten Wär- metransportfluids auch eine "äußere" Luftkühlung reali¬ siert werden.

Bei Verwendung eines relativ kalten Gases, z. B. eines unmittelbar durch Verdampfen flüssigen Stickstoffes ge¬ wonnenes Stickstoffgases, das z. B. in eine einen emp¬ findlichen Sensor enthaltende Kammer eingeleitet wird, ist es besonders zweckmäßig, einen direkten Zulaufkanal zu der "Gas"-Kammer vorzusehen, der auf kürzestem Weg vom Gasanschluss in diese Kammer führt und mit einem ther¬ misch schlecht leitenden Material ausgekleidet ist, z. B. einem Silikon- oder einem Teflonschlauch, der einen durch miteinander fluchtende Öffnungen von Segmentplatten ge- bildeten Kanal nur punktuell berührt, was sich durch eine entsprechende Gestaltung, der Ränder der miteinander fluchtenden Segmentblechöffnungen auf einfache Weise er¬ reichen lässt.

Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Steuereinheit für die Betriebssteuerung einer Wärmetransporteinrichtung wie insoweit erläutert, oder allgemein eines mit einem fluidischen Arbeits-Druckmedium betriebenen Antriebsele¬ ments, z. B. eines doppelt wirkenden, pneumatischen oder hydraulischen Antriebszylinders, zu dessen Ansteuerung ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil vorgesehen ist, das durch Ausgangsimpulse einer elektronischen Unterein¬ heit ansteuerbar ist, die diese Ausgangsimpulse aus einer Verarbeitung von Befehlssignalen einer Zentraleinheit so- wie von Sensor-Ausgangssignalen generiert. Bei einer derartigen Steuereinheit ist das zur Steuerung des pneumatischen Antriebsmotors vorgesehene Magnetventil in der Regel durch Ausgangsimpulse einer elektronischen Untereinheit ansteuerbar, die diese Ausgangsimpulse aus einer Verarbeitung von Befehlssignalen sowie gegebenen¬ falls von Sensor-Ausgangssignalen generiert, welche die Positionen des Antriebszylinderkolbens überwachen. In der Regel werden diese Magnetventile, wenn mehrere elektrisch gesteuerte Antriebszylinder vorgesehen sind, von einer zentralen Steuereinheit aus über elektrische Leitungen angesteuert.

Hieran ist nachteilig, dass zusätzlich zu den pneumati¬ schen Zuführungsleitungen auch elektrische Zuführungslei- tungen - Steuerleitungen für die Magnetventile - vorgese¬ hen werden müssen, die insbesondere bei komplexen Anlagen zusätzliche aufwendige Installationsarbeiten erfordern. Erweiterungen derartiger Anlagen, um zusätzliche An¬ triebsaggregate und deren Steuerventile sind besonders umständlich und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es insoweit, in Verbindung mit druck-betätigten Aktuatoren geeignete Steuereinheiten zu schaffen, die mit erheblich geringerem Aufwand die Reali- sierung komplexer, zahlreiche Antriebselemente umfassen¬ der Anlage ermöglichen.

Diese Aufgabe wird dem Grundgedanken nach durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 19 und hinsicht- lieh vorteilhafter Ausgestaltungen dieses Grundgedankens durch die Merkmale der weiteren Ansprüche 20 bis 23 ge¬ löst.

Hiernach ist jeder der Steuereinheiten eine eigene Steu- erstromquelle zugeordnet, die als aufladbarer Ladungs- Speicher ausgebildet ist, wobei zur Aufladung des Spei¬ chers ein mittels eines rotatorischen pneumatischen An¬ triebsmotors antreibbaren elektrischer Generator, vor¬ zugsweise ein Gleichstromgenerator vorgesehen ist und im Rahmen der Steuereinheit als Speicher-Lade-Ventil ein durch Ausgangssignale der aus dem Speicher versorgten e- lektronischen Untereinheit ansteuerbares Magnetventil, mittels dessen der pneumatische Antriebsmotor an eine zentrale Druckluftversorgung des auch den Antriebszylin- der umfassenden pneumatischen Systems anschließbar und gegen diese absperrbar ist.

Hierdurch wird insgesamt eine gleichsam autarke Antriebs¬ einheit erzielt, die in beliebiger Multiplizität zu einer größeren Anlage zusammengefügt werden kann, wobei als Be¬ triebsenergiequelle lediglich das pneumatische Versor¬ gungssystem ausgenutzt wird, derart," dass eine von der pneumatischen Druckquelle ausgehende Druckluftleitung vorhanden ist, an die die Untereinheiten lediglich "pneu- matisch" angeschlossen werden müssen. Elektrische Instal¬ lationsarbeiten können gleichsam in die miteinander zu kombinierenden Antriebs-Untereinheiten integriert werden.

Durch eine gemäß Anspruch 20 vorgesehene, den Ladungszu- stand des elektrischen Speichers überwachende Lade- Steuereinheit kann auf einfache Weise ein bedarfsgerech¬ ter Ladungs-Zustand des zur Stromversorgung genutzten e- lektrischen Speichers gewährleistet werden. Eine elektro¬ nische Untereinheit der Steuereinheit, die in Abhängig- keit von Befehlsimpulsen einer Zentraleinheit, die mehre¬ re Steuereinheiten und Verbraucher verwaltet, sowie in Abhängigkeit von Zustands-Ausgangssignalen elektronischer Sensoren Ansteuersignale für die Ansteuerung des Steuer¬ ventils des jeweiligen Verbrauchers generiert, ist in be- sonders vorteilhafter Gestaltung gemäß Anspruch 4 so aus- gebildet, dass sie über drahtlose Übertragungsstrecke mit der Zentraleinheit kommuniziert. Hierdurch wird der In¬ stallationsaufwand für eine komplexe, eine Vielzahl von Verbrauchern, z. B. Antriebseinheiten umfassende Anlage drastisch reduziert.

Durch die Gestaltung der Steuerventile für die Antriebs¬ steuerung von AntriebsZylindern sowie der Speicher- Ladeventile zur Aufladung des jeweiligen Ladungsspeichers gemäß Anspruch 23 wird ein besonders energiesparender Be¬ trieb der Gesamtanlage erzielt, d. h. die elektrischen Speicher können auf eine vergleichsweise begrenzte Kapa¬ zität ausgelegt sein.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Wärmetrans¬ porteinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Be¬ schreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematisch stark vereinfachte An¬ sichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Wärmetransporteinrichtung mit einem aus Segmentblechen gefügten Kühlkörper;

Fig. 2a bis h zum Aufbau des Kühlkörpers der Wärmetrans¬ porteinrichtung gemäß Figur 1 geeignete Segmentbleche, jeweils in Draufsicht;

Fig. 3a einen aus den Segmentblechen gemäß den Fig. 2a bis 2h bestehenden Kühlkörper, im Schnitt längs der Linie IHa-IIIa der Fig. 2h;

Fig. 3b den Kühlkörper gemäß Fig. 3a im Schnitt längs der Linie IHb-IIIb der Fig. 2h; Fig. 4 einen Kühlkörper eines weiteren Ausfüh¬ rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wärmetransporteinrichtung, bei der zur Kühlung ein flüssiges und ein gasförmiges Wärmetransportmedium einsetzbar sind, in einer der Darstellung der Fig. 3a u. 3b entsprechenden, schematisch stark verein¬ fachten Ansichtsdarstellung;

Fig. 5a ein zum Aufbau des Kühlkörpers gemäß Fig. 4 geeignetes Segmentblech in einer den Fig. 2a bis 2h entsprechenden Darstellung;

Fig. 5b eine Detailansicht eines Segmentbleches zur Verbindung zweier Wendelbereiche des Strömungskanals des Kühlkörpers gemäß Fig. 4;

Fig. 6a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer er¬ findungsgemäßen Wärmetransporteinrichtung in einer der Fig. 1 entsprechenden, jedoch weiter schematisch vereinfachten Darstel¬ lung; und

Fig. 6b ein Detail der Lagerung eines Gaszufüh¬ rungsrohres in dem Kühlkörper der Einrich¬ tung gemäß Fig. 6a, im Schnitt längs der Linie VIb-VIb der Fig. 6a,

Fig. 6c ein weiteres Ausführungsbeispiel einer er¬ findungsgemäßen Wärmetransporteinrichtung in einer der Fig. 6b entsprechenden Dar¬ stellung und Fig. 7 ein schematisch vereinfachtes Blockschalt¬ bild einer in Verbindung mit Wärmetrans¬ porteinheiten gemäß den Fig. 1 bis 6b ge¬ eigneten Steuereinheit

Für die in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Wärme¬ transporteinrichtung sei zum Zweck der Erläuterung - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - zunächst eine Ausbildung als Kühler für einen lediglich schematisch angedeuteten Sensor 11 vorausgesetzt, der in einer Umgebung, die hohen Temperaturen ausgesetzt ist, zur Messung einer physikali¬ schen Größe, z. B. Druck, Temperatur, Orientierung eines Magnetfeldes, Intensität einer Strahlung oder dergleichen einsetzbar und gegen eine Beschädigung durch die hohe Um- gebungstemperatur geschützt sein soll. In diesem angenom¬ menen Fallbeispiel soll durch die Kühlung im Ergebnis ei¬ ne Erweiterung des Temperaturbereiches erzielt werden, innerhalb dessen der Sensor zuverlässig arbeitet.

Ein möglicher Einsatzzweck der Wärmetransporteinrichtung 10 kann auch die Kühlung eines Geräts sein, z. B. die Kühlung einer "kleinen" Fernsehkamera, die an einem Robo¬ terfahrzeug installiert ist, das für eine Beobachtung ge¬ fährlicher Bereiche gedacht ist, z. B. von Brandherden, die ansonsten nicht zugänglich wären. Den insoweit ge¬ schilderten Einsatzzwecken der Wärmetransporteinrichtung 10 ist gemeinsam, dass ein möglichst geringer Raumbedarf eine wichtige Voraussetzung für ein weit gefächertes Einsatzfeld der erfindungsgemäßen Wärmetransporteinrich- tung darstellt.

Diesen Forderungen wird bei der Wärmetransporteinrichtung 10 gemäß Fig.l durch eine Reihe nachfolgend im Detail er¬ läuterter baulicher Maßnahmen Rechnung getragen: Die Wärmetransporteinrichtung 10 umfasst einen der Grund¬ form nach zylindrisch-rohrförmigen, "dickwandigen", ins¬ gesamt mit 12 bezeichneten Kühlkörper, in dessen Mantel 13 ein insgesamt mit 14 bezeichneter Strömungskanal für ein Wärmetransportfluid verläuft, dem über einen Zulauf- anschluss 16 Wärmetransportfluid mittels einer in der Fig. 1 der Einfachheit halber nicht dargestellten För¬ dereinrichtung zugeleitet ist, das nach Durchströmen des Strömungskanals über einen Rücklaufanschluss 17 des Strö- mungskanals von dem Kühlkörper 12 zurück zur Förder- und Konditionierungseinrichtung strömt, in der das Wär¬ metransportfluid wieder gekühlt und somit für den Wärme¬ transportkreislauf konditioniert wird.

Für den Sensor 11 sei, entsprechend der schematischen Darstellung der Fig.l vorausgesetzt, dass er ein langge¬ strecktes, zylindrisch-topfförmiges Metallgehäuse 18 hat, das mit der Innenseite des zylindrischen Kühlkörpers 12 in gutem Wärmekontakt steht, z. B. dadurch, dass das Me- tallgehäuse 18 des Sensors 11 ein Außengewinde 19/a hat, das mit einem Innengewinde 21/i des zylindrisch- rohrförmigen Kühlkörpers 12 in kämmendem Eingriff steht; hierbei ist vorausgesetzt, dass der Sensor 11 mit seinem Gehäuse 18 von der Anschlussseite, d. h. gemäß der Dar- Stellung der Fig. 1 von rechts her in den Kühlkörper 12 einschraubbar ist, der an seiner gegenüberliegenden Seite durch eine Keramikplatte 22, z. B. eine kreisrunde Schei¬ be aus Aluminiumoxid (AI2O3) abgeschlossen ist, die fest mit dem Kühlkörper 12 verbunden ist.

In der in den Kühlkörper 12 eingesetzten Anordnung des Sensors 11 kann dessen Gehäuse an der Keramikplatte 12 axial abgestützt und so weit gegen den Kühlkörper 12 ver¬ spannt sein, dass die Gewindegänge des Sensorgehäuses 18 "satt" an die gegenüberliegend angeordneten Gewindegänge des Innengewindes 21/i des Kühlkörpers 12 gepresst sind, dass der für die Temperierung gute Wärmekontakt zwischen dem Kühlkörper und dem Sensorgehäuse gegeben ist. Die hierfür erforderliche Festigkeit der Verbindung zwischen der Keramikplatte 22 und dem Kühlkörper 12 wird durch ei¬ ne Hartlotverbindung der Keramik mit dem Metall des Kühl¬ körpers 12 erreicht.

Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel ist das Sensorgehäuse 18 an einem in den Kühlkörper 12 einge¬ setzten Sprengring 23 axial abgestützt sein, so dass die Keramikplatte 22 axial nicht belastet ist und daher mit einer geringen Materialdicke realisierbar ist.

Bei dem zur Erläuterung dargestellten Ausführungsbeispiel der Wärmestransporteinrichtung 10 ist das auf die über¬ wachte physikalische Größe ansprechende Sensorelement 24 in unmittelbarer Nähe der Keramikplatte 22 angeordnet, d. h. in einem axialen Abstand von derselben, der nur ei- nem kleinen Bruchteil von etwa 1/20 bis 1/10 der Länge L des Kühlkörpers 12 entspricht; jedoch ist das Sensorele¬ ment 24 innerhalb des zentralen zylindrischen Hohlraumes des Kühlkörpers erst in größerem Abstand von der Keramik¬ scheibe 22, der etwa H der Länge L des Kühlkörpers 12 entspricht an seinem der Keramikplatte 22 abgewandten En¬ de im Bereich einer inneren Bodenstufe 27 des topfförmig zylindrischen Sensorgehäuses 18 befestigt und axial abge¬ stützt, mit der dieses seinerseits an einer Ringstirnflä¬ che 28/s eines in den Kühlkörper 12 als Konterteil einge- schraubten Stützteils 28 anliegt. Hierdurch sowie durch den Gewindeeingriff des Sensorgehäuses 18 mit dem Kühl¬ körper 12 ist das Sensorelement 24 mit einem "inneren" Bereich des Kühlkörpers 12 in thermischem Kontakt gehal¬ ten, dem eine mittlere Temperatur des Kühlkörpers ent- spricht, die gut stabilisierbar ist. Der im Betrieb der Wärmetransporteinrichtung 10 von Wär- metransportfluid durchflossene Strömungskanal 14 ist in demjenigen Abschnitt des Kühlkörpers 12, der das Sensor- gehäuse 18 umgibt, wendeiförmig ausgebildet, mit einer Vielzahl von Windungen 29/W, die koaxial bezüglich der zentralen Längsachse 26 der Wärmetransporteinrichtung 10 verlaufen.

Zulaufseitig ist dieser Wendelabschnitt 29 des Transportfluidströmungskanals 14 über einen "geradlinig" parallel zur zentralen Achse 26 verlaufenden Anschlussab¬ schnitt 29/a mit dem Zulaufanschluss 16 verbunden. Rück- laufseitig ist der Wendelabschnitt 29, der sich praktisch über die gesamte Länge L des Kühlkörpers 12 erstreckt, mit seiner von der Keramikplatte aus gesehen "letzten" - am weitesten entfernten - Windung unmittelbar mit dem Rücklaufanschluss 17 verbunden.

Zur Realisierung des insoweit erläuterten Verlaufs des Transportfluidströmungskanals ist der Kühlkörper 12 zu¬ mindest in seinem das Sensorgehäuse 18 umschließenden, etwa H der Länge L des Kühlkörpers umfassenden Teil in einer Multi-Metallschicht-Technik ausgeführt, derart, dass hier der Kühlkörper 12 aus einer Vielzahl von Seg¬ mentblechen 32/i gefertigt ist, die durch stoffschlüssige Verbindung zu einem einheitlichen Metallblock gefügt sind, wobei der vergleichsweise komplizierte - wendeiför¬ mige - Verlauf des Transportfluidströmungskanals 14 durch insgesamt kommunizierende Ausnehmungen einander jeweils benachbarter Segmentbleche 32/i-l, 32/i und 32/i+l gebil¬ det ist, die bereichsweise in Querschnittsüberlappung stehen. Zu einer mehr in die Einzelheiten gehenden Erläuterung einer möglichen Gestaltung des Kühlkörpers 12 gemäß Fig. 1 sei nunmehr auch auf die Detaildarstellungen der Fig. 2a bis 2h sowie die Schnittdarstellungen der Fig. 3a und 3b verwiesen, in denen hierfür geeignete Gestaltungen und Orientierungen von Segmentblechen 32/1 bis 32/8 darge¬ stellt sind, mit der diese Segmentbleche durch Hartlöten zu dem in den Fig. 3a und 3b dargestellten Kühlkörper 12 gefügt werden können.

Zum Zweck der Erläuterung ist in den Fig. 3a und 3b le¬ diglich der in praxi meist irrelevante Fall dargestellt, dass der Transportfluidströmungspfad 14 zwischen dem Zu- laufanschluss 16 und dem Rücklaufanschluss 17 nur eine einzige, die zentrale Achse 26 des Kühlkörpers 12 voll¬ ständig umschließende Windung hat, die durch fünf Seg¬ mentbleche 32/2 bis 32/6 (Fig. 2a bis 2e) gebildet ist, welche zwischen einem Anschlusssegmentblech 32/1 und ei¬ nem Querkanalsegmentblech 32/7 angeordnet sind, das einen den "geraden" Anschlusskanalabschnitt 14/a des Transportfluidströmungskanals 14 mit dessen wendeiförmig verlaufendem Abschnitt 29 kommunizierend verbindenden "kurzen" Querkanalabschnitt 14/q (Fig. 3a) hat und durch ein ringscheibenförmiges Abschlusssegmentblech 32/8 an der dem Anschlusssegmentblech 32/1 gegenüberliegenden Stirnseite des Kühlkörpers 12 flüssigkeitsdicht abge¬ schlossen ist.

Bei der zur Erläuterung gewählten Gestaltung des Kühlkör- pers 12 sind dessen Segmentbleche 32/i (i=l bis 8) als Kreisringscheiben gleichen Durchmessers D ihres äußeren Kreisrandes 33 und gleichen lichten Durchmessers d ihrer zentralen kreisrunden Öffnungen 34 ausgebildet, die kon¬ zentrisch bezüglich der Scheibenmittelpunkte 26/m ange- ordnet sind. Die Segmentbleche 32/2 bis 32/7 gemäß den Fig. 2a bis 2e sind mit randnahen - radial äußeren - bei dem zur Erläu¬ terung gewählten Darstellungsbeispiel nierenförmigen Aus- nehmungen 36/a versehen, die, wenn die Segmentbleche 32/2 bis 32/6 mit den aus den Fig. 2a bis 2e ersichtlichen O- rientierungen zu dem Kühlkörper 12 gemäß den Fig. 3a und 3b fest gefügt sind, in miteinander fluchtender Anordnung den "geradlinig" gestreckten Anschlussabschnitt 14/a des Wärmetransportmittelströmungskanals 14 bilden, der über eine kreisrunde Anschlussstutzenöffnung 37 des Anschluss¬ segmentbleches 32/1 mit einem der Versorgungsanschlüsse des Transportmittelkonditionierungsaggregats verbindbar ist.

Desweiteren sind die in den Fig. 2a bis 2e dargestellten Segmentbleche 32/2 bis 32/6 mit radial inneren, sektor- förmigen Ausnehmungen 39/2 bis 39/6 versehen, die bei dem aus den Segmentblechen 32/1 bis 32/8 gefügten Kühlblock 12, entlang dessen zentraler Achse 26 gesehen, alternie¬ rend in Überlappung ihrer lichten Querschnitte miteinan¬ der stehen und Abschnitte einer die zentrale Achse 26 des Kühlkopfs 12 komplett umschließende Kühlwindung des Wär¬ metransportmittelkanals 14 ergeben. Diese "eine" Wärme- transportkanalwindung steht über das Querkanalsegment¬ blech 32/7 mit dem gestreckten Kanalabschnitt 14/a des Wärmetransportmittelkanals 14 in kommunizierender Verbin¬ dung und ist über die radial innere Anschlussstutzenöff¬ nung 39 des Anschlusssegmentbleches 32/1 (Fig. 2h) an das nicht dargestellte Wärmetransportmittelkonditionierungs- aggregat anschließbar.

Bei der zur Erläuterung gewählten Gestaltung des Kühlkör¬ pers 12 sind die Anschlussstutzenöffnungen 37 und 39 des Anschlusssegmentbleches 32/1 (Fig. 2h) als kreisrunde Öffnungen ausgebildet, deren jeweilige zentrale Achse 41 bzw. 42 parallel zur zentralen Achse der jeweiligen zent¬ ralen Öffnung 34 der Segmentbleche 32/i verlaufen und mit dieser je eine die zentrale Achse 26 des Kühlkörpers ent- haltende Radialebene 43 bzw. 44 aufspannen, die sich ent¬ lang der zentralen Achse 26 des Kühlkörpers 12 rechtwink¬ lig schneiden.

In der Fig. 3a ist im Schnitt längs der Radialebene 43 der Fig. 2h diejenige Konfiguration der den Kühlkörper 12 bil¬ denden Segmentbleche 32/1 bis 32/8 dargestellt, die sich ergibt, wenn die Segmentbleche 32/2 bis 32/8 mit der in Draufsicht dargestellten Orientierung gemäß den Fig. 2a bis 2h auf das Anschlusssegmentblech 32/1 aufeinandergelegt und in dieser Konfiguration fest miteinander verbunden werden.

In der Fig. 3b ist diejenige Konfiguration der Segment¬ bleche 32/1 bis 32/8 dargestellt, die sich für den Seg¬ mentblechstapel auf analoge Weise im Schnitt längs der Radialebene 44 des Anschlusssegmentblechs 32/1 gemäß Fig. 2h ergibt, in der die Schnittebene 44 durch die radial innere Anschlussstutzenöffnung 39 - als Symmetrieebene derselben - verläuft.

Die Segmentbleche 32/2 bis 32/7 gemäß den Figuren 2 a bis 2 f sind jeweils mit derselben Orientierung ihrer Radial¬ ebenen 43 und 44 dargestellt, wie anhand der Fig. 2h er¬ läutert, und werden in dieser Konfiguration auch stoff- schlüssig, insbesondere durch Hartlöten, zu dem Kühlkör- per 12 gefügt.

Die in fluchtender Anordnung (Fig. 3a) den gestreckten Wärmetransportmittelkanalabschnitt 14/a bildenden radial äußeren Ausnehmungen 36/a sind radial innen und radial außen kreisbogenförmig berandet und erstrecken sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Winkelbe¬ reich α von ca. 35°, z. B. einen Winkelbereich zwischen 30 und 40°. Diese radial äußeren Ausnehmungen 36/a sind symmetrisch bezüglich der Radialebene 43.

Die radial inneren Ausnehmungen 39/2 bis 39/5, die in aufeinander folgenden Segmentblechen jeweils um 90° ge¬ geneinander versetzt sind, sind radial außen und radial innen ebenfalls kreisbogenförmig berandet und erstrecken sich über einen Sektorbereich von etwas mehr als 90°, z. B. einen Sektorbereich φ zwischen 110° und 120°, wobei diese radial inneren Ausnehmungen 39/2 bis 39/5 jeweils symmetrisch bezüglich der radialen Ebene 42 oder der ra¬ dialen Ebene 43 (Fig. 2h) ausgebildet sind.

Entlang der zentralen Achse 26 gesehen einander benach¬ barte, d. h. um 90° gegeneinander versetzte - radial in¬ nere - Ausnehmungen 39/2 bis 39/5 haben daher, je nach dem Betrag ihrer azimutalen Ausdehnung φ (Fig. 2c) einen Überlappungsbereich zwischen 10° und 15°. Zur Bildung ei¬ ner vollständigen 360"-Windung sind demgemäß mindestens vier Segmentbleche, z. B. die Segmentbleche 32/2 bis 32/5 mit den in den Fig. 2a bis 2d dargestellten Anordnungen der radial äußeren und radial inneren Ausnehmungen 36/a bzw. 39/2 bis 39/5 erforderlich.

Unter der Voraussetzung, dass nur solche Ausnehmungen vorgesehen sind, die im gefügten Zustand des Kühlkörpers auch von Wärmetransportfluid durchströmt sind, werden zur Bildung einer 360°-Windung drei verschiedene Typen von Segmentblechen 32/i benötigt, nämlich insgesamt zwei Seg¬ mentbleche wie in der Fig. 2a dargestellt, sowie ein Seg¬ mentblech 32/3, wie in der Fig. 2b dargestellt, d. h. mit einer Anordnung der radial inneren Ausnehmung 39/3 zwi- sehen der radial äußeren Ausnehmung 3β/a und der zentra- len, kreisrunden Ausnehmung 34 und weiter ein Segment- blech 32/5, wie in der Figur 2 d dargestellt, bei dem die zentrale, kreisrunde Ausnehmung 34 zwischen der radial inneren fluidführenden Ausnehmung 39/5 und der radial äu- ßeren fluidführenden Ausnehmung 36/a angeordnet ist.

Bei den in den Fig. 2b und 2d dargestellten Segmentble¬ chen 32/2 bzw. 32/5 sind die den gestreckten Kanal 14 und die die sektorförmigen Windungsabschnitte bildenden Aus- nehmungen 39/3 sowie 39/5 symmetrisch bezüglich der Ra¬ dialebene 43 ausgebildet, die durch die zentrale Achse 41 des gestreckten Anschlusskanals 14/a und die zentrale Achse 26 des Kühlkörpers 12 aufgespannt ist.

Diese beiden Typen von Segmentblechen können durch einen einzigen Segmentblechtyp ersetzt werden, bei dem, wie ge¬ strichelt in der Fig. 2b angedeutet, in Opposition zu derjenigen radial äußeren Ausnehmung 36/a, der unmittel¬ bar benachbart die radial innere Ausnehmung 39/3 angeord- net ist, - jenseits der zentralen Achse 26 - eine zweite radial äußere Ausnehmung 36/ao vorgesehen ist, die in der Orientierung des Segmentbleches gemäß Fig. 2d zur Bildung des gestreckten Kanals 14/a benutzbar ist und in der Orientierung gemäß Fig. 2b "blind" - ungenutzt - bleibt.

Zum Anschluss des von der Anschlussseite, an der die Zu¬ lauf- und Rücklaufanschlüsse 16 und 17 angeordnet sind, entfernten Endes 14/e (Fig. 3a) des gewundenen Abschnittes 29 des Strömungskanals 14 an den gestreckten Kanal 14/a dient das Segmentblech 32/7 gemäß Fig. 2f, das mit der Querkanalausnehmung 14/q versehen ist, die den Anschluss der Windung an den gestreckten Kanalabschnitt 14/ a ver¬ mittelt, die insgesamt durch das Abschlusssegmentblech 32/8 abgeschlossen werden. Es versteht sich, dass zwischen einem Segmentblech 32/1 gemäß Fig. 2h, an das ein Segmentblech 32/2 gemäß Fig. 2a angesetzt ist, und einem Querkanalsegmentblech 32/7, das mittels eines Abdecksegmentbleches 32/8 gemäß Fig. 2g ab- gedeckt ist, eine beliebige Anzahl von Kanalwindungen an¬ geordnet sein können, die in entsprechender Vielfachheit durch die Segmentbleche 32/3 bis 32/6 gemäß den Fig. 2b bis 2e gebildet sind. Bei Blechdicken von z. B. 1 mm trägt jede Windung nur mit 4 mm zur Länge des Kühlkörpers 12 bei.

Je nach Anordnung eines zu kühlenden Geräts relativ zu dem Kühlkörper 12, wie anhand der Fig. 2 und 3 erläutert, kann es zweckmäßig sein, gekühltes Wärmetransportfluid entweder über den gestreckten Kanalabschnitt 14/a zuzu¬ führen, mit der Folge, dass die Temperatur des Wärme¬ transportmittels an der der Anschlussseite fernen Stirn¬ seite des Kühlkörpers signifikant niedriger ist als an der Anschlussseite, oder, alternativ hierzu, das erwärmte Wärmetransportmittel über den gestreckten Anschlusskanal 14/a abzuführen, d. h. diejenige Betriebsweise zu wählen, in der die Temperatur des Wärmetransportfluids an der An¬ schlussseite den Minimalwert hat.

Der in der Fig. 4 insgesamt mit 50 bezeichnete Kühlkörper ist zu dem anhand der Fig. 1 bis 3c erläuterten Kühlkör¬ per 10 weitgehend bau- und funktionsanalog, so dass es zu seiner Erläuterung als ausreichend angesehen wird, auf bauliche und funktionelle Unterschiede gegenüber dem schon erläuterten Kühlkörper 10 einzugehen.

Der Kühlkörper 50 unterscheidet sich von dem Kühlkörper 10 gemäß den Fig. 1 bis 3c im Wesentlichen dadurch, dass anstelle eines gestreckten Anschlussabschnittes, in dem das Wärmetransportfluid gleichsam in der zur Flussrich- tung im Wendelabschnitt 29 entgegengesetzten Richtung strömt, ebenfalls ein gewendelter Transportfluidkanal vorgesehen ist, derart, dass zwei bezüglich der zentralen Achse 26 des Kühlkörpers 50 gleichsam konzentrische Wen- delabschnitte 29/1 und 29/2 vorgesehen sind, deren Ver¬ sorgungsanschlüsse sich an einem einseitig angeordneten Anschlusssegmentblech 52/1 befinden. Zur Bildung der kon¬ zentrischen Wendelabschnitte sind der Darstellung der Fig. 5a entsprechende Segmentbleche 52/i (i=2 bis n) vor- gesehen, die alle dieselbe Form haben.

Die beiden wendeiförmigen Strömungspfade 29/1 und 29/2 sind durch ein am anschlussfernen Ende angeordnetes Quer¬ kanalsegmentblech 52/q im Sinne einer hydraulischen Hin- tereinanderschaltung miteinander gekoppelt (Fig. 5b) . Der Querkanalabschnitt des Querkanalsegmentbleches ist flüs¬ sigkeitsdicht durch ein als Kreisscheibe ausgebildetes Keramikabschlusselement 52/a abgeschlossen, das an das benachbarte Querkanalsegment 52/q angelötet ist.

Die zwischen dem Querkanalsegment 52/q und dem Anschluss¬ segmentblech 52/1 angeordneten Segmentbleche 52/2 bis 52/n sind wiederum als Kreisringscheiben ausgebildet, die eine dem äußeren Rand 53 des Segmentbleches benachbarte, schlitzförmige Ausnehmung 54/a und eine dem inneren kreisförmigen Rand 56 des jeweiligen Segmentbleches 52/i benachbarte, innere schlitzförmige Ausnehmung 54/i haben, die konzentrisch bezüglich der zentralen Achse 26 des Kühlkörpers 50 verlaufen und jeweils durch kreisbogenför- mig gekrümmte, innere und äußere Ränder sowie radial an diese anschließende innere und äußere Querränder 57/i und 57/a berandet sind.

In Richtung der zentralen Längsachse der Segmentbleche 52/i bzw. des Kühlkörpers 50 gesehen, haben die äußeren Ausnehmungen 54/a und die inneren Ausnehmungen 54/i die¬ selbe azimutale Weite φ, die größer ist als 180° und ei¬ nen typischen Wert um 200° hat.

Die Segmentbleche 52/i sind symmetrisch bezüglich derje¬ nigen Ebene 58 ausgebildet, die die Winkelhalbierende E- bene ist, die die Hälfte der azimutalen Ausdehnung φ mar¬ kiert. Des weiteren ist die Anordnung der radial äußeren schlitzförmigen Ausnehmung 54/a und der radial inneren kreisschlitzförmigen Ausnehmung 54/i so gewählt, dass der gemeinsame Winkelbereich Δφ ihrer azimutalen Ausdehnung beidseits der Symmetrieebene 58 gleich groß ist und dem Minimalwert entspricht. Bei dem zur Erläuterung gewählten Fallbeispiel, bei dem die azimutale Ausdehnung der äuße- ren und der inneren Ausnehmungen 54/a und 54/i jeweils 200° ist, beträgt der gemeinsame Überlappungsbereich beidseits der Symmetrieebene 58 jeweils 20°.

Die Radien r/i und r/a des radial inneren Randes 59/ri und des radial äußeren Randes 59/ra der radial inneren Ausnehmungen 54/i sowie die Radien R/i und R/a des radial inneren Randes 59/Ri und des radial äußeren Randes 59/Ra der äußeren schlitzförmigen Ausnehmungen 54/a sind so ge¬ wählt, dass die radialen Ausdehnungen der zwischen dem äußeren Rand 53 jeweiligen Segmentbleches und dem äußeren Rand 59/Ra der äußeren schlitzförmigen Ausnehmung 54/a sowie zwischen den schlitzförmigen Ausnehmungen 54/a und 54/i sowie zwischen der inneren schlitzförmigen Ausneh¬ mung 54/i und dem Rand 56 der zentralen Öffnung des je- weiligen Segmentbleches 52/i verbleibenden schmalen sek- torförmigen Stege 61/a und 61/m sowie 61/i jeweils den¬ selben Betrag Δr haben. Das Fügen der Segmentbleche 52/i zu dem einheitlichen Kühlkörper 50 gemäß Fig. 4 erfolgt in einer Anordnung, in der die einander benachbarten Segmentbleche jeweils um 120° relativ zueinander um die zentrale Achse 26 gedreht sind, wobei, entlang dieser zentralen Achse 26 gesehen, die Drehung von Segment zu Segment jeweils in demselben Drehsinn - Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn - erfolgt ist. Dadurch ergibt sich bei gleichsinniger Umströmung der zentralen Achse 26 in den beiden Wendelabschnitten 29/1 und 29/2 gegenläufige Strömungsrichtung in Richtung der Achse 26 gesehen.

Mit Kühlkörpern 12 und/oder 50, wie anhand der Fig. 1 bis 3c sowie 4 bis 5b erläutert, können auch komplexe Wärme- transporteinrichtungen realisiert werden.

Zur Erläuterung diesbezüglicher Gestaltungen von Wärme¬ transporteinrichtungen sei zunächst auf die Fig. 6a Bezug genommen, bei der zwischen einer Kühlgaskammer 62, in der ein zu kühlendes Sensorelement 24 angeordnet ist und ei¬ nem Kühlkörper 50, wie nach Aufbau und Funktion schon an¬ hand der Fig. 4 bis 5b erläutert, ein Kühlkörper 12 ange¬ ordnet ist, wie schon anhand der Fig. 1 bis 3b erläutert.

Der durch die Segmentbleche 32/i gebildete Kühlkörper 12 ist gegenüber dem aus den Segmentblechen 52/i bestehenden Kühlkörper 50 durch eine Keramikringscheibe 64 und gegen¬ über der Kühlgaskammer 62 ebenfalls durch eine Keramik¬ ringscheibe 66 abgesetzt; an der der Kühlgaskammer 62 zu- gewandten Innenseite dieser Keramikringscheibe 66 ist das Sensorelement 24 gehalten, wobei dieses und die Keramik¬ ringscheibe 66 die Kühlgaskammer 62 im wesentlichen gas¬ dicht gegen den zentralen Innenraum des Kühlkörper 12 ab¬ grenzen. Zum Zweck der Erläuterung ist davon ausgegangen, dass so¬ wohl in dem Kühlkörper 50, der von der Kühlgaskairaner 62 entfernt angeordnet ist, als auch in dem der Kühlgaskam¬ mer 62 benachbarten Kühlkörper 12 als Arbeitsmedium eine Flüssigkeit - z. B. Kühlwasser - verwendet wird, wogegen in der Kühlgaskammer 62 eine Kühlung mittels eines durch diese Kammer hindurch geleiteten, das Sensorelement 24 umspülenden Gases vermittelt wird.

Zur Aufbereitung des die beiden Kühlkörper 12 und 50 durchströmenden Kühlmittels ist eine lediglich schema¬ tisch -angedeutete Konditioniereinrichtung 63 vorgesehen, mittels derer die Vorlauftemperatur der durch die Kühl¬ körper 50 und 12 geleiteten Flüssigkeit definiert vorgeb- bar ist.

Die durch die beiden von Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlkörper 12 und 50 repräsentierten Kühlkreisläufe sind bei dem zur Erläuterung dargestellten Ausführungsbeispiel hydraulisch parallel geschaltet, wobei, entsprechend der Darstellung, der "Zulauf" an den gestreckten Abschnitt 14/a des Transportfluidströmungskanals des gaskammersei- tigen Kühlkörpers 12 angeschlossen ist, derart, dass das Kühlmittel zunächst die der Küh1gaskämmer 62 unmittelbar benachbarte Windung des Strömungskanals 14 des Kühlkör¬ pers 12 durchströmt und über dessen weitere Windungen zu¬ rück zur Konditioniereinrichtung 63 fließt.

Die Abgrenzung der Kühlkörper 50 und 12 gegeneinander bzw. gegenüber der Kühlgaskammer 62 mit Hilfe von Kera¬ mikringscheiben 64 bzw. 66 ist nicht zwingend vorgegeben, sondern dann zweckmäßig, wenn die einzelnen zu kühlenden Bereiche thermisch gegeneinander abgesetzt werden sollen, z. B. derart, dass in diesen Bereichen verschiedene "mittlere" Temperaturen einstellbar sein sollen. Hierbei ist unterstellt, dass das thermische Leitvermögen der Ke¬ ramik-Ringscheiben 64 und 66 signifikant geringer ist als dasjenige der Segmentbleche 32/i und 52/i. Ist hingegen eine Durchschnittstemperatur über den gesamten Kühlkörper 12, 50 hinweg gefordert, können statt der Keramikscheiben 64 und 66 selbstverständlich auch thermisch gut leitende Metallscheiben verwendet werden.

Beim dargestellten Erläuterungsbeispiel ist der Innenraum des Kühlkörpers 12 gegenüber der Kühlgaskammer 62 durch die Keramikringscheibe 66, die an ihrer der Kühlgaskammer 62 zugewandten Innenseite das Sensorelement 64 trägt, im wesentlichen gasdicht abgegrenzt.

Die Kühlgaszufuhr zu der Gaskammer 62 erfolgt durch ein dünnwandiges Edelstahlrohr 67, das einen geraden "ge¬ streckten" Kanal durchsetzt, der durch miteinander fluch¬ tende Ausnehmungen der Segmentbleche 52/i des Kühlkörpers 50, der Keramikscheibe 64, der Segmentbleche 32/i sowie der Keramikringscheibe 66 gebildet ist, die zusammen mit der Sensorhalterung gleichsam einen Boden der Kühlgaskam¬ mer 62 bildet, die an der dem Sensorelement 24 abgewand¬ ten Seite durch eine kreisförmige Keramikscheibe 68 abge¬ schlossen ist.

Das Kühlgas wird der Kühlgaskammer 62 mittels eines als Funktionseinheit einer lediglich schematisch angedeuteten Kühlgasquelle 69 vorgesehenen Gebläses über das Edel¬ stahlrohr 67 zugeführt, das durch eine Öffnung der Kera- mikringscheibe 66, deren Durchmesser signifikant, d. h. zwei- bis dreimal größer ist als der Außendurchmesser des Edelstahlrohres 67, hindurchtritt und ansonsten lediglich "punktförmig" an inneren radialen Stützrippen 71 Fig. 6b) des Kühlkörpers 50 und/oder des Kühlkörpers 12 radial ab- gestützt und dadurch zentriert ist, die innerhalb von Ausnehmungen nur einiger weniger Segmentbleche vorgesehen sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6a ist - still- schweigend - vorausgesetzt, dass das Sensorelement einer zum Zweck von Steuerungsfunktionen z. b. der Empflind- lichkeitseinstellung, der zeitlichen Funktionssteuerung und der Kommunikation mit einer Zentraleinheit einer e- lektrischen Engergieversorgung bedarf, die in einer übli- chen Auslegung auf ein niedriges Spannungs- und Leis¬ tungsniveau ausgelegt sein kann. Eine solche Versorgung ist bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel mittels einer "kleinen" Turbine 72 realisiert, die mit¬ tels des von der Kühlgasquelle 69 gelieferten Kühlgas- Stromes angetrieben wird und ihrerseits einen elektri¬ schen Generator, z. B. einen Gleichstromgenerator 75 an¬ treibt, mit dessen zweckgerecht verarbeiteter Ausgangs¬ spannung das Sensorelement 24 gespeist werden kann. Die hierfür erforderlichen schematisch angedeuteten elektri- sehen Leitungen 73 können durch innerhalb des von dem Edelstahlrohr 67 durchsetzten Kanals durch freibleibende Kanalsektoren 74 geführt sein. Es wird hierdurch eine Baueinheit geschaffen, die elektrisch gleichsam autark ist, so daß mit solchen Baueinheiten auf einfache Weise komplexere Überwachungsanlagen realisiert werden können.

Die aus einer Vielzahl von Segmentblechen - mehrschichtig aufgebauten Kühlkörper 12 und / oder 50 gemäß den Fig. 1 und 4 eignen sich insbesondere für eine Fertigung im mehrfachen Nutzen, derart, dass die den einzelnen Schich¬ ten zugeordneten Segmentbleche jeweils in einem definier¬ ten Matrixraster mehrfach zusammenhängend ausgebildet werden, so dass durch Aufeinanderlegen solcher Segment¬ platten gleichzeitig die Stapelung einer Vielzahl von Segmentblechen zu der jeweiligen Kühlkörperkonfiguration erfolgt, in der diese Bleche miteinander verlötet werden, wonach zur Vereinzelung der Kühlkörper lediglich noch die Trennung der Brücken zwischen den im übrigen fertigen Kühlkörpern erforderlich ist.

Es versteht sich, dass in der anhand von Kühlern erläu¬ terten Mehrschichtbauweise auch Wärmetauscher realisiert werden können.

Das in der Fig. 6c, auf deren Einzelheiten nunmehr Bezug genommen sei, dargestellte, weitere Ausführungsbeispiel einer Wärmetransporteinrichtung 10 ist nach Aufbau und Funktion den anhand der Fig. 1 und 6b erläuterten Ausfüh- rungsungsbeispielen weitgehend analog, so dass die Erläu- terung der Wärmetransporteinrichtung 10 gemäß Fig. 6c im wesentlichen auf Gestaltungsunterschiede beschränkt wer¬ den kann. Soweit in der Fig. 6c dieselben Bezugszeichen verwendet werden wie schon in den Fig. 1 und 6a angege¬ ben, soll dies den Hinweis auf die Bau- und Funktionsana- logie und auch den Verweis auf die Beschreibung der ent¬ sprechend bezeichneten Teile beinhalten.

Die Wärmetransporteinrichtung 10 gemäß Fig. 6c umfasst einen Kühlkörper 12 und ein in einem Metallgehäuse 18, wie schon anhand der Fig. 1 erläutert, gehaltenes, ledig¬ lich schematisch dargestelltes Sensorelement 24, das - in Analogie zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6a - in einer Kühlgaskammer 62 angeordnet ist, in die wiederum über ein Edelstahlröhrchen 67, das den aus Segmentblechen 32/i aufgebauten Kühlkörper 12 durchsetzt und in die Kühlgas¬ kammer 62 hineinragt, Kühlluft oder ein spezielles vorge¬ kühltes Gas, z. B. Stickstoff oder ein Edelgas zur Küh¬ lung einleitbar ist. Die Kühlgaskämmer 62 ist durch ein im wesentlichen topf- förmig gestaltetes, insgesamt mit 76 bezeichnetes Kammer¬ gehäuse begrenzt, das in der aus der Fig. 6c ersichtli¬ chen Anordnung und Gestaltung in koaxialer Anordnung be- züglich der zentralen Längsachse 26 an den Kühlkörper 12 angesetzt ist.

Zum Zweck der einfachen Befestigung ist das der Kühlgas¬ kammer 62 unmittelbar benachbart angeordnete, endständige Segmentblech 32/g des Kühlkörpers 12 mit einem über des¬ sen äußeren Mantelfläche hinausragenden Tragflansch 77 versehen, an dem das Kammergehäuse, 76 festlegbar ist. Das Kammergehäuse umfasst eine insgesamt mit 78 bezeichnete Flanschhülse aus Edelstahl, die ihrerseits mit einem ra- dialen Außenflansch 79 versehen ist, der zur Befestigung des Kammergehäuses 76 am Tragflansch 77 des Kühlkörpers 12 dient und mit Hilfe von Schrauben 81, die Durchgangsbohrungen 82 des Außenflansches 79 der Flanschhülse 78 durchqueren und in Gewinde 83 des Tragflansches 77 des Kühlköpers 12 eingreifen, an diesem befestigbar ist. An das kurze, rohrförmige Mantelteil 84 der Flanschhülse 78 ist, an eine innere Ringstufenfläche 86 desselben an¬ schließend, ein dünnwandiges Mantelrohr 87 hart angelö- tet, das an seinem dem Kühlkörper 12 abgewandten Ende in einen radial inneren Ringflansch 88 übergeht, dessen in¬ nere Randstirnfläche 89 eine kreisrunde Öffnung 91 beran- det, über die eine für die Funktion des Sensorelements 24 notwendige Wechselwirkung mit der zu überwachenden Umge- bung möglich ist, d. h. die Abschirmung elektrischer und/oder magnetischer Felder aufgehoben oder vernachläs¬ sigbar ist.

Diese Öffnung 91 ist durch eine dünne, zwischen 0,3 und 1 mm dicke, ihrerseits kreisrunde Keramikscheibe 92 abge- deckt, die im Bereich des radial inneren Ringflansches 88 an dessen äußere Ringfläche hart angelötet ist. Das Man¬ telrohr 87 des Kühlgaskaπtmer-Gehäuses 76 besteht aus Ti¬ tan, das sich mit einer Aluminiumoxid (Al2O3- ) Keramikscheibe durch Hartlöten belastungsfest fügen lässt.

Zwischen den Flanschen 77 und 78 des kühlgaskammerseiti- gen Segmentbleches 32/g des Kühlkörpers 12 und der Flanschhülse 78 ist als Dichtung ein dünner Kupferring 93 angeordnet, der eine Dicke von 2/10 bis 3/10 mm hat.

Das zur KühlgasZuführung vorgesehene Edelstahlrohr 67, das auf die schon anhand der Fig. 6b geschilderte Art in miteinander fluchtenden Öffnungen der Segmentbleche 32/i des Kühlkörpers 12 gehalten ist, erstreckt sich wie der Darstellung der Fig. 6c entnehmbar, bis in unmittelbare Nähe des gleichsam den Boden des Gaskammergehäuses 76 bildenden, inneren Ringflansches 88 bzw. der Keramik- scheibe 92, der damit unmittelbar von dem Kühlgas ange¬ strömt wird.

Zur Abführung des erwärmten Gases ist bei dem zur Erläu¬ terung dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls ein entsprechend im Kühlkörper 12 gehaltenes Edelstahlröhr- chen 94 vorgesehen, das in gleichem radialen Abstand von der zentralen Achse 26 wie das Gaszuführungsröhrchen 67, vorgesehen, gegenüber diesem jedoch azimutal - in Um- fangsrichtung - versetzt ist.

Alternativ kann, wie durch eine radiale Öffnung 96 des Kammergehäuses 76, die an dessen Flanschhülse 78 angeord¬ net ist, angedeutet, Kühlgas auch in die Umgebungsatmo¬ sphäre ausgeblasen werden, falls möglich. Wärmetransporteinrichtungen der genannten Art, sind etwa mit den in den Zeichnungen wiedergegebenen maßstäblichen Reaktionen für die gängigen Sensortypen, deren Durchmes¬ ser zwischen 10 und 40 mm betragen, ohne weiteres reali- sierbar.

Ausgehend von einer Wärmetransporteinrichtung wie z. B. anhand der Fig. 1 und/oder 6b bzw. βc dem grundsätzlichen Aufbau nach erläutert, kann ein Bedarf nach elektrischer oder pneumatischer bzw. hydraulischer Hilfsenergie für einen zusätzlichen Verbraucher dadurch gegeben sein, dass anstelle eines fest in einem Gehäuse angeordneten Sensor¬ elements ein beweglicher Sensor oder ein Sensor vorgese¬ hen ist, der beispielsweise in der Kühlkörperanordnung in axialer Richtung hin- und her-bewegbar sein muß, oder ein Sensor, der mit Hilfe eines mechanischen Stell-Gliedes auf Überwachungsbedingungen einstellbar sein soll. Als Einsatzbeispiel sei der Fall einer Videokamera genannt, die bei einem Einsatz in einem Hochtemperaturbereich in- nerhalb des Kühlkörperaggregats in axialer Richtung be¬ wegbar sein muß, wofür z. B. ein hydraulischer oder pneu¬ matischer Stellzylinder geeignet ist und/oder elektrische Hilfsenergie zur Einstellung von Entfernungen oder Blen¬ den benötigt, um Scharfeinstellung zu ermöglichen.

Eine Wärmetransporteinrichtung, wie z. B. anhand der Fig. 6c in Einzelheiten erläutert, ist ohne weiteres für einen Einbau einer Videokamera geeignet, wenn die Keramikschei¬ be 92 ihrerseits mit einer zentralen Öffnung versehen ist, die mittels einer durchsichtigen Quarzglasplatte ab¬ gedeckt ist, die ihrerseits mittels eines temperaturbe¬ ständigen keramischen Kitt-Materials mit der Keramik¬ scheibe verbunden ist. Zur Erläuterung einer Wärmetransporteinrichtung die zur Temperierung eines komplexeren Gerätes gedacht ist, das zusätzlich oder alternativ zu einem elektrischen Verbrau¬ cher auch einen pneumatischen oder hydraulischen umfassen kann, sei nunmehr auf die diesbezüglichen Einzelheiten der Fig. 7 Bezug genommen.

Die in der Fig. 7 insgesamt mit 110 bezeichnete Steuer¬ einheit ist, allgemein ausgedrückt, zur Betriebssteuerung eines mit einem fluidischen Arbeitsmedien betriebenen o- der konditionierten, insgesamt mit 111 bezeichneten Verbrauchers gedacht, der über die Steuereinheit 110 mit einer lediglich schematisch angedeuteten Steuerzentrale 12 kommuniziert, über die eine Mehrzahl im übrigen nicht dargestellter Verbraucher der verschiedensten Art ansteu¬ erbar sein kann, denen jeweils eine eigene Steuereinheit 110 zugeordnet ist. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit, d. h. lediglich zum Zweck der Erläuterung, sei davon aus¬ gegangen, dass der Verbraucher 111 als doppelt wirkenden pneumatischer Linearzylinder mit einseitig aus dem Gehäu¬ se 113 austretender Kolbenstange 114 ausgebildet ist, die fest mit dem einen bodenseitigen Antriebsdruckraum 116 gegen den stangenseitigen Druckraum 117 druckdicht ver¬ schiebbar abgrenzenden Kolben 118 des - pneumatischen - Antriebszylinders 111 verbunden ist.

Zur Steuerung der in den alternativen, durch den Doppel¬ pfeil 119 repräsentierten Richtungen erfolgenden Bewegun¬ gen des Kolbens 118 bzw. der Kolbenstange 114 des Zylin- ders 111 ist ein 4/3-Wege-Magnetventil 121 vorgesehen, dessen P-Versorgungsanschluß 122 mit der lediglich sche¬ matisch angedeuteten Druckluftquelle 123 verbunden ist, die als Antriebsmedium Druckluft auf einem Druckniveau um 10 bar bereit stellt. Der diesbezügliche Versorgung- sanschluß der Steuereinheit 110 ist mit 123/1 bezeichnet. Ein Rücklaufanschluß 124 des Steuerventils 121, der im Prinzip durch eine Entlüftungsöffnung des Ventilgehäuses des 4/3-Wege-Magnetventils 121 gebildet sein könnte, ist bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel ü- ber eine Rücklaufleitung 126 mit einem korrespondierenden Entlüftungsausgang 126/1 der Steuereinheit 10 verbunden.

Das als Steuerventil vorgesehene 4/3-Wege-Magnetventil 121 hat als Grundstellung 0 eine durch Ventilfedern 127/1 und 127/2 zentrierte Mittelstellung, in der die beiden Versorgungsanschlüsse 122 und 124 gegeneinander sowie ge¬ gen die Verbraucheranschlüsse 128 (A) und 129 (B) abge¬ sperrt sind, die mit dem bodenseitigen Druckraum 116 bzw. dem stangenseitigen Druckraum 117 des Antriebszylinders 111 verbunden sind.

Zur Betätigung des Magnetventils 121 ist ein Doppelhub- Magnetsystem 131 mit zwei lediglich schematisch angedeu¬ teten Steuerwicklungen 131/1 und 131/2 vorgesehen, durch deren alternative Bestromung das Magnetventil 121 in sei¬ ne alternativen, entgegengesetzten Bewegungsrichtungen des Kolbens 118 des Antriebszylinders 111 zugeordneten Funktionsstellungen I und II steuerbar ist.

In der Funktionsstellung I, die - z. B. - eingenommen wird, wenn die eine Steuerwicklung 131/1 bestromt wird, ist der P-Versorgungsanschluß 122 des 4/2-Wege- Magnetventils mit dem A-Verbraucheranschluß 128 verbun¬ den, der an den bodenseitigen Druckraum 116 des Antriebs- zylinders 111 angeschossen ist; in dieser Funktionsstel¬ lung I ist der stangenseitige Druckraum 117 des Antriebs¬ zylinders 111, an den der B-Verbraucheranschluß 129 des Ventils eingeschlossen ist, mit dem Rücklaufanschluß 124 - dem Entlüftungsanschluß - kommunizierend verbunden. In dieser Funktionsstellung I ist der bodenseitige Druckraum 116 des Antriebszylinders 111 mit dem hohen Ausgangsdruck P der Druckversorgungsquelle 123 verbunden und der stan- genseitige Antriebsdruckraum 117 des Antriebszylinders 111 druckentlastet, und der Kolben 18 des Antriebszylin- ders 111 bewegt sich somit gemäß der Darstellung der Zeichnung nach rechts.

In der bei Erregung der zweiten Steuerwicklung 131/2 des Doppelhubmagnetsystems 131 eingenommenen Funktionsstel- lung II des Steuerventils 121 ist dessen P- Versorgungsanschluß 22 mit dem B-Verbraucheranschluß 129 des Ventils, d. h. mit dem stangenseitigen Druckraum 117 des Antriebszylinders 111 kommunizierend verbunden, wäh¬ rend der bodenseitige Druckraum 116 des Antriebszylinders 111 zum Entlüftungsanschluß 124 hin druckentlastet ist. Der Kolben 18 des Antriebszylinders 111 bewegt sich in dieser Funktionsstellung II nach links.

Die Ansteuerung des Magnetventils 121 in seine alternati- ven Funktionsstellungen I und II erfolgt durch Ausgangs¬ impulse einer insgesamt mit 132 bezeichneten Unterein¬ heit, die den Steuerwicklungen 131/1 und 131/2 des 4/3- Wege-Magnetventils 121 einzeln zugeordnete Steuerausgänge 133/1 und 133/2 hat, an denen aus einer Verarbeitung von Befehlssignalen der Steuerzentrale 112 sowie von Sensor- Ausgangssignalen gewonnene Ansteuerimpulse für die Steu¬ erwicklungen 131/1 bzw. 131/2 des Doppelhub-Magnetsystems 131 abgegeben werden.

Das 4/3-Wege-Magnetventil 121 ist mit einer lediglich schematisch dargestellten Rasteinrichtung 134 versehen, deren Funktion die folgende ist:

Durch alternative Bestromung der Steuerwicklungen 131/1 oder 131/2 mit einem Ausgangsimpuls der Untereinheit 132, gelangt das Steuerventil 121 entweder in die Funktions¬ stellung I oder in die Funktionsstellung II und behält diese, nachdem der Impuls abgeklungen ist, solange bei, bis die jeweils andere Steuerwicklung durch einen Aus- gangsimpuls der Untereinheit 132 bestromt wird, wonach die hierdurch eingesteuerte Funktionsstellung des Steuer¬ ventils 121 beibehalten wird, bis aus jeweils anderen Steuerausgang der Untereinheit 132 der Umschaltimpuls für die alternative Funktionsstellung abgegeben wird.

Um das 4/3-Wege-Magnetventil 121, nachdem es z. B. durch einen am Steuerausgang 133/2 der Untereinheit 132 abgege¬ benen Steuer-Impuls in seine Funktionsstellung II ge¬ schaltet worden war, wieder zurück in die neutrale, d. h. sperrende Mittelstellung 0 zu schalten, wird am anderen Steuerausgang 133/1 ein kurz dauernder Umschaltimpuls vergleichsweise niedrigeren Pegels abgegeben, der ausrei¬ chend ist, um zusammen mit der unter Vorspannung stehen¬ den Rückstellfeder 127/1 die Rast-Hemmung zu überwinden und den Ventilkörper des Steuerventils 121 in die der SperrStellung 0 entsprechende Mittelstellung zu bringen. Entsprechendes gilt sinngemäß, wenn das Steuerventil 121 aus der Funktionsstellung I in die Grundstellung 0 zu¬ rückgeschaltet werden soll.

Der elektronischen Untereinheit 132 der Steuereinheit 110 sind als Informations-Eingabe-Signale, aus deren Verar¬ beitung mit Ausgangssignalen der Steuer-Zentraleinheit 112 die Steuereinheit 132 Ansteuersignale für das 4/3- Wege-Magnetventil 121 generiert, auch die positions¬ charakteristischen Ausgangssignale von Lage-Sensoren 136/1 und 136/2 zugeleitet, die Ausgangssignale abgeben, wenn der Kolben 118 des zur Erläuterung dargestellten pneumatischen Antriebsszylinders 111 seine gemäß der Dar- Stellung der Zeichnung linke Endstellung oder seine rech- te Endstellung erreicht, gegebenenfalls auch die Aus¬ gangssignale eines Weggebers 136/3 zugeleistet, der ein mit der Position des Kolbens 118 zwischen seinen Zeilen- endstellungen kontinuierlich variierendes Spannungs- Ausgangssignal erzeugt, dessen Zeitverlauf somit die In¬ formation über die Bewegung des Kolbens 118 enthält.

Weitere Informationen, die zu einer Verarbeitung mittels der elektronischen Untereinheit 132 genutzt werden kön- nen, können mit den jeweiligen Messgrößen eindeutig vari¬ ierende elektrische Ausgangssignale eines Temperaturge¬ bers oder eines Drucksensors oder auch eines Licht- Intensitätssensors sein, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.

Die Kommunikation der Untereinheit 132 der Steuereinheit 110 mit der Steuerzentrale 112, die auf eineVerwaltung einer Vielzahl von Steuereinheiten 110 ausgelegt sein kann, erfolgt drahtlos, wie durch eine Sendeantenne 137/1 der Untereinheit 132 und eine Empfangsantenne 137/2 der Zentraleinheit 112 sowie durch eine Sendeantenne 138/1 der Zentraleinheit 112 und eine Empfangsantenne 138/2 der Untereinheit 132 der Steuereinheit 110 schematisch ver¬ einfacht dargestellt.

Zur elektrischen Versorung der elektronischen Unterein¬ heit 132 der Steuereinheit 110 ist ein die Funktion einer Gleichspannungsquelle vermittelnder, lediglich schema¬ tisch dargestellter, bedarfsgerecht aufladbarer elektri- scher Speicher 139 vorgesehen, der in für sich bekannter Weise durch einen mittels eines Gleichstromgenerators 141 aufladbaren Akkumulator oder Pufferkondensator ausrei¬ chender Kapazität realisiert sein kann. Zum Antrieb des Gleichstromgenerators 141, der, entspre¬ chend dem relativ geringen elektrischen Energiebedarf der Steuereinheit 110 als relativ klein dimensionierter Ta¬ chogenerator ausgebildet sein kann, ist ein hinsichtlich der Antriebsleistung entsprechend "klein" ausgelegter, in der Art einer kleinen Turbine ausgebildeter pneumatischer Rotations-Motor 142 vorgesehen, der seinerseits durch ei¬ nen von der Druckluftquelle 123 abgezweigten Druckluft¬ strom antreibbar ist (vgl. Fig. 6a)

Zur diesbezüglichen Ansteuerung ist ein zwischen die Druckluftquelle 123 und den Druck-Versorgungsanschluß 143 des pneumatischen Antriebsmotors 142 geschaltetes 2/2- Wege-Magnetventil 144 vorgesehen, das eine dem Stillstand des pneumatischen Antriebsmotors 142 zugeordnete Sperr¬ stellung I und eine dem Lade-Betrieb des Generators 141 und des diesen antreibenden Motors 142 zugeordnete Durch- fluss-Stellung II hat.

Zur Ansteuerung dieses Lade-Steuerventils 144 ist widerum ein Doppelhub-Magnetsystem 146 mit zwei Steuerwicklungen 146/1 und 146/2 vorgesehen, durch deren alternative Bestromung mit Ausgangsimpulsen einer Lade-Steuereinheit 139' des elektrischen Speichers 139 das Lade-Steuer- Ventil 144 in seine alternativen Funktionsstellungen I und II steuerbar ist, in denen das Lade-Steuerventil 144 jeweils durch eine Rasteinrichtung 147 gehalten bleibt, nachdem ein Ansteuerimpuls, der über die Steuerleitung 148/1 oder die Steuerleitung 148/2 der Steuerentwicklung 146/1 oder 146/2 zugeleitet worden war, wieder abgefallen ist.

Durch die impulsweise Ansteuerung des Speicher- Ladeventils 144 wird dessen Verbrauch an elektrischer Steuerleistung günstig minimal gehalten. Die bedarfsge- rechte Einschaltung des Ladebetriebs des pneumatischen Antriebsmotors 142 und des von diesem angetriebenen Gleichstromgenerators 141 wird durch Überwachung des Auf¬ ladezustandes des elektrischen Speichers 139 erzielt.

Alternativ zu der in ausgezogenen Linien veranschaulich¬ ten Art der Ansteuerung des Speicher-Ladeventils 144 durch Ausgangssignale der Speichereinheit 139 kann die Ansteuerung des Speicher-Ladeventils 144, wie gestrich- telt angedeutet, auch durch Ausgangssignale der Unterein¬ heit 132 erfolgen, wenn diese auch die Überwachung des Ladungszustandes des elektrischen Speichers 139 vermit¬ telt.

Ein durch den pneumatischen Antriebszylinder 111 und die Steuereinheit 110 insgesamt gebildetes Antriebsaggregat bedarf zu seiner funktionsfähigen Einfügung in eine kom¬ plexe Anlage, die zahlreiche Verbraucher umfasst, ledig¬ lich eines Anschlusses an die pneumatische Druckversor- gungsquelle 123 bzw. eines Anschlusses an eine von dieser ausgehende "Ring"-Leitung, die insoweit die Funktion ei¬ ner pneumatischen "Bus"-Leitung vermittelt.

Eine zweckmäßige, zum Betrieb eines Sensors geeignete Ab- Wandlung der Steuereinheit 110 kann auch darin bestehen, anstelle des Antriebszylinders einen zu kühlenden Sensor zu installieren und diesen dem Luftstrom des dann als Turbine ausgebildeten pneumatischen Rotationsmotors 42 auszusetzen und mittels des Generators 41 die Versor- gungsspannung für den Sensor zu erzeugen, wie schon in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6a er¬ läutert.