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Patent Searching and Data


Title:
Y-SHAPED COOLING FIN ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/010218
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling fin arrangement for strengthening and cooling a device, having a multiplicity of cooling fins. It is provided according to the invention that at least one first cooling fin pair (10) is provided which is composed of two angular or curved cooling fins which, together, form at least approximately a Y-shape.

Inventors:
HAUG MICHAEL (DE)
JUDITH MARTIN (DE)
DEEG MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/005581
Publication Date:
January 22, 2009
Filing Date:
July 09, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KNORR BREMSE SYSTEME (DE)
HAUG MICHAEL (DE)
JUDITH MARTIN (DE)
DEEG MARKUS (DE)
International Classes:
F28F3/04; F28F13/08; H02K5/18; H02K5/24; F28F19/00
Foreign References:
DE2035711A11971-04-01
DE10232873A12004-01-29
AT414263B2006-10-15
EP0222402A21987-05-20
EP0895666A11999-02-10
FR1127931A1956-12-27
Attorney, Agent or Firm:
MATTUSCH, Gundula (Patentabteilung - V/RGMoosacher Strasse 80, München, DE)
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Claims:

Ansprüche

1. Kühlrippenanordnung zur Festigung und Kühlung einer

Vorrichtung, mit einer Vielzahl von Kühlrippen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes Kühlrippenpaar

(10) vorgesehen ist, das aus zwei winkelförmigen oder gebogenen Kühlrippen besteht, die zusammen zumindest näherungsweise eine Y-Form ausbilden.

2. Kühlrippenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kühlrippen des zumindest einen ersten Kühlrippenpaares (10) voneinander beabstan- det sind, so dass zwischen ihnen eine Führungsrinne ausgebildet wird, um Ablagerungen abführen zu können.

3. Kühlrippenanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippenan- Ordnung symmetrisch ist, wobei eine Kühlrippe des Kühl- rippenpaares auf einer Seite der Symmetrielinie und die andere Kühlrippe auf der anderen Seite der Symmetrielinie liegt .

4. Kühlrippenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippenanordnung im Wesentlichen symmetrisch und teilweise wabenfδrmig ausgebildet ist .

5. Kühlrippenanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites Kühlrippenpaar (20, 22, 24) vorgesehen ist, das aus zwei geradlinigen Kühlrippen besteht, die zusammen eine V-Form ausbilden.

6. Kühlrippenanordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kühlrippen des zweiten Kühlrippenpaares (20, 22, 24) voneinander beabstandet sind, so dass zwischen ihnen eine Spalte ausgebildet wird, um Ablagerungen abführen zu können.

7. Kühlrippenanordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlrippe des zweiten Kühlrip- penpaares zumindest teilweise auf einer Seite der annähernden Symmetrielinie liegt und sich mit einem Abschnitt über die annähernde Symmetrielinie hinaus erstreckt und die andere Kühlrippe auf der anderen Seite der annähernden Symmetrielinie liegt und sich maximal bis zur annä- hernden Symmetrielinie erstreckt.

8. Getriebesteller mit einer Kühlrippenanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

9. Verwendung einer Kühlrippenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kühlrippenanordnung so ausgerichtet ist, dass eine auf die Kühlrippenanordnung treffende Luftströmung durch die V-förmigen Schenkel der Y-Form komprimiert wird.

10. Verwendung einer Kühlrippenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kühlrippenanordnung so ausgerichtet ist, dass der Fuß der Y-Form hinsichtlich der Schwerkraft nach unten zeigt .

Description:

Y-förmige Kühlrippenanordnung

Die Erfindung betrifft eine Kühlrippenanordnung zur Fes- tigung und Kühlung einer Vorrichtung, mit einer Vielzahl von Kühlrippen.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Getriebesteller mit einer solchen Kühlrippenanordnung.

Bei der Auslegung von Vorrichtungen, insbesondere aus Guss oder Kunststoff, müssen zur Erreichung einer ausreichenden Kühlung der Vorrichtungen Kühlrippen an die Außenseite des Gehäuses der Vorrichtungen angebracht werden. Durch die Kühlrippen wird die mit der Umgebungs- luft in Kontakt stehende Fläche vergrößert, so dass die Abwärme der Vorrichtungen in verbesserter Weise abgegeben werden kann. Außerdem müssen diese Kühlrippen vorgesehen werden, um eine ausreichende Festigkeit und eine Reduzie- rung von Schwingungen der Vorrichtungen zu erlangen. Um bei der Kühlrippenanordnung keine geschlossenen Räume auszubilden, werden bisher die Schwingungsverringerungs- eigenschaften nur in einer Richtung umgesetzt und in der anderen Richtung außer Acht gelassen, wozu die Rippen parallel zueinander angeordnet werden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Kühlrippen bereitzustellen, die verbesserte Schwingungsver- ringerungseigenschaften aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch die Kühlrippenanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst .

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Kühlrippenanordnung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass zumindest ein erstes Kühlrippenpaar vorgesehen ist, das aus zwei winkelförmigen oder gebogenen Kühlrippen besteht, die zusammen zumindest näherungsweise eine Y-Form ausbilden. Unter Y-Form sollen hier insbesondere auch Anordnungen fallen, bei denen der untere Schenkel des Y durch zwei parallele und zumindest leicht beabstandete Elemente gebildet wird. Diese Kühlrippenanordnung bietet den Vor- teil, dass sich die Kühlrippen durch die Y-Form in unterschiedliche Richtungen erstrecken und somit die Schwin- gungsverringerungseigenschaften derart ausgelegt werden können, dass sie auf der gesamten Oberfläche der zu kühlenden Vorrichtung optimal sind. Trotzdem wird bei der Kühlrippenanordnung vermieden, dass Räume entstehen in denen sich Wasser und Schmutz ansammeln könnten. Die komplette erfindungsgemäße Kühlrippenanordnung weist kein einziges Hindernis auf, an dem sich Wasser oder Schmutz ansammeln könnte. Die erfindungsgemäße Kühlrippenanord- nung vereint somit die drei Aspekte der Kühlung, der zweidimensionalen Schwingungsreduzierung und der Vermei-

dung von Wasser- und Schmutzansammlung. Wird die Kühl- rippenanordnung so ausgerichtet, dass die Y-Form den anströmenden Luftstrom verengt, dann zeigt sich zudem auch noch der Effekt, dass die Luftströmung durch die sich verjüngende Y-Form komprimiert wird, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt und für bessere Kühl- eigenschaften sorgt.

Vorteilhafterweise kann die Erfindung dadurch weiterge- bildet sein, dass die zwei Kühlrippen des zumindest einen ersten Kühlrippenpaares voneinander beabstandet sind, so dass zwischen ihnen eine Führungsrinne ausgebildet wird, um Ablagerungen abführen zu können. Hiermit soll noch einmal die vorteilhafte Eigenschaft der Vermeidung von Wasser- und Schmutzansammlungen herausgestellt werden. Dazu wird die Kühlrippenanordnung in der Praxis so an die Vorrichtung angebracht, dass die Führungsrinne in Richtung der Schwerkraft oder der Luftanströmrichtung verläuft, so dass die Ablagerungen auf Grund der Schwerkraft oder der Luftströmung nach unten bzw. hinten abgeführt werden.

Ferner zeichnet sich die Erfindung vorteilhafterweise dadurch aus, dass die Kühlrippenanordnung symmetrisch ist, wobei eine Kühlrippe des Kühlrippenpaares auf einer Seite der Symmetrielinie und die andere Kühlrippe auf der anderen Seite der Symmetrielinie liegt. Ein symmetrischer Aufbau erleichtert die Herstellung der Kühlrippenanord- nung, da sowohl die Konstruktion als auch die Gussform- herstellung oder Zerspanung erleichtert wird und somit kostengünstiger ist.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Kühlrippenanordnung derart weitergebildet sein, dass die Kühl- rippenanordnung im Wesentlichen symmetrisch und teilweise wabenförmig ausgebildet ist. Die teilweise durch die Kühlrippenanordnung ausgebildete Wabenstruktur verhindert, dass sich auf der annähernden Symmetrielinie eine Schwachstelle im Hinblick auf die Festigkeit bildet.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zumindest ein zweites Kühlrippenpaar vorgesehen ist, das aus zwei geradlinigen Kühlrippen besteht, die zusammen eine V-Form ausbilden. Durch die Form dieses zweiten Kühlrippenpaa- res, das vorzugsweise hinsichtlich der Richtung der Schwerkraft oberhalb des ersten Kühlrippenpaares oder hinsichtlich der Richtung der Luftströmung vorderhalb angeordnet ist, kann die Fläche, auf der die Kühlrippenanordnung angebracht ist, besser ausgenutzt werden, ohne dass Hindernisse entstehen, die sich nachteilig auf das Abführen von Wasser und Schmutz auswirken können.

Um auch bei dem zweiten Kühlrippenpaar die oben erläuterten Vorteile der Wasser- und Schmutzabfuhr zu erlangen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die zwei Kühlrippen des zweiten Kühlrippenpaares voneinander beabstandet sind, so dass zwischen ihnen eine Spalte ausgebildet wird, um Ablagerungen abführen zu können.

Alternativ kann die erfindungsgemäße Kühlrippenanordnung so ausgestaltet werden, dass eine Kühlrippe des zweiten Kühlrippenpaares zumindest teilweise auf einer Seite der annähernden Symmetrielinie liegt und sich mit einem Ab-

schnitt über die annähernde Symmetrielinie hinaus erstreckt und die andere Kühlrippe auf der anderen Seite der annähernden Syiranetrielinie liegt und sich maximal bis zur annähernden Symmetrielinie erstreckt . Vorzugsweise sind die zwei Kühlrippen des zweiten Kühlrippenpaars im Zusammenhang mit der alternativen Ausführungsform voneinander gemäß der teilweisen Wabenstruktur voneinander beabstandet, so dass zwischen ihnen eine paarweise versetzte Spalte ausgebildet wird, um die Ablagerungen abzu- führen zu können und gleichzeitig der Festigkeit Rechnung zu tragen.

Darüber hinaus stellt die Erfindung einen Getriebesteller mit einer Kühlrippenanordnung gemäß einem der vorherge- henden Aspekte der Erfindung bereit, der die vorstehend genannten Vorteile in übertragener Weise bietet.

Ferner stellt die Erfindung eine Verwendung einer solchen Kühlrippenanordnung bereit, wobei die Kühlrippenanordnung so ausgerichtet ist, dass eine auf die Kühlrippenanord- nung treffende Luftströmung durch die V-förmigen Schenkel der Y-Form komprimiert wird. Diese Verwendung hat den Vorteil, dass zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen sich zudem auch noch der Effekt zeigt, dass die Luft- Strömung durch die sich verjüngende Y-Form komprimiert wird, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt und für bessere Kühleigenschatten sorgt.

Außerdem stellt die Erfindung eine Verwendung einer sol- chen Kühlrippenanordnung bereit, wobei die Kühlrippenanordnung so ausgerichtet ist, dass der Fuß der Y-Form

hinsichtlich der Schwerkraft nach unten zeigt. Bei dieser Verwendung werden zusätzlich zu den bereits beschriebenen Vorteilen Wasser und Schmutz durch die Schwerkraft nach unten abgeführt .

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Kühlrippenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 2 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Kühlrippenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungs- form der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Kühl- rippenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Kühlrippenanordnung ist symmetrisch, wobei die Symmetrielinie in Figur 1 vertikal und mittig verläuft . In der Praxis ist die Kühlrippenanordnung so an eine Vorrichtung, vorzugsweise einen Getriebesteller, angebracht, dass in Figur 1 das untere Ende der Kühlrippenanordnung bezüglich der Richtung der Schwerkraft 26 im Wesentlichen nach unten zeigt und/oder dass in Figur 1 das obere Ende von einer Luftströmung 28 angeströmt wird. In jedem Falle werden die Kühlrippen einem Luftström ausgesetzt, der die Abwärme von den Kühlrippen abtrans-

portiert. Die Kühlrippenanordnung besteht aus einer Vielzahl von Kühlrippen, die paarweise angeordnet sind, wobei sich eine Kühlrippe eines Paares jeweils auf einer Seite der Symmetrielinie und die andere Kühlrippe des selben Paares sich auf der anderen Seite der Symmetrielinie befindet. Vier erste Kühlrippenpaare 10, 12, 14, 16, umfassen jeweils zwei winkelförmige Kühlrippen. Diese winkelförmigen Kühlrippen der Kühlrippenpaare 10-16 spannen vorzugsweise auf der der Symmetrielinie abgewandten Seite einen Winkel α zwischen 100 und 160 Grad, noch bevorzugter einen Winkel α zwischen 110 und 150 Grad, noch mehr bevorzugt einen Winkel α zwischen 120 und 140 Grad und im Idealfall einen Winkel α von 130 Grad auf. Insgesamt bilden jeweils die beiden Kühlrippen eines Kühlrippenpaars 10-16 eine Y-Form aus. Die im Wesentlichen in Richtung der Luftströmung 28 oder der Schwerkraft 26 verlaufenden Schenkel der winkelförmigen Kühlrippen der Kühlrippenpaare 10-16 sind parallel zueinander. Zwischen den im Wesentlichen in Richtung der Luftströmung 28 oder der Schwerkraft 26 verlaufenden Schenkeln des Kühlrippenpaares 10 wird eine Führungsrinne 18 ausgebildet, über die Wasser und Verschmutzungen entweder über die Schwerkraft oder über die Luftströmung abführbar sind. Bei den in Figur 1 unterhalb des Kühlrippenpaares 10 angeordneten Kühlrippenpaaren 12, 14 und 16 ist der Abstand zwischen den sich in Figur 1 nach unten erstreckenden parallelen Schenkeln von Kühlrippenpaar zu Kühlrippenpaar größer. In Figur 1 sind oberhalb des Kühlrippenpaars 10 zweite Kühlrippenpaare angeordnet, die im ein- zelnen mit den Bezugszeichen 20, 22 und 24 gekennzeichnet sind. Die Kühlrippenpaare 20-24 umfassen jeweils zwei

geradlinig verlaufende Kühlrippen, die zusammen eine V-Form aufspannen, die auf der der Luftströmung 28 zugewandten oder im Falle der Schwerkraft, der Schwerkraft abgewandten Seite, einen Winkel ß von vorzugsweise 70 bis 120 Grad, noch mehr bevorzugt 80 bis 110 Grad und ideal- erweise 90 bis 100 Grad aufspannt. Die Kühlrippen der Kühlrippenpaare 20-24 sind an ihren der Symmetrieachse zugewandten Enden alle voneinander um das gleiche Ausmaß beabstandet, so dass zwischen den Kühlrippen eines Kühl- rippenpaares 20, 22, 24 eine Spalte ausgebildet wird, über die Wasser und Verunreinigungen abgeführt werden können .

Alternativ zu den vorstehend beschriebenen winkelförmigen Kühlrippen, können ebenfalls gebogene Kühlrippen vorgesehen sein, mit denen ähnliche Effekte erzielt werden können.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Kühl- rippenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform lediglich auf die Unterschiede zu der vorangehenden ersten Ausführungsform eingegangen. Zu diesem Zweck sind bei der zweiten Ausführungsform gleiche oder ähnliche Komponenten in Hinblick auf die erste Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Kühlrippenanordnung ist in diesem Fall im Wesentlichen symmetrisch, also nicht exakt symmetrisch, ausgebildet, wobei eine annähernde Symmetrielinie in Figur 2 vertikal und im Wesentlichen mittig verläuft. In diesem Fall sind drei erste Kühlrip-

penpaare 10, 12, 16 vorgesehen, die jeweils zwei winkelförmige Kühlrippen umfassen. Anhand der Anordnung dieser drei Kühlrippenpaare 10, 12, 16 zueinander wird in diesem Ausführungsbeispiel die Anordnung der mittigen annähern- den Symmetrielinie festgelegt. Insgesamt bilden jeweils die beiden Kühlrippen eines Kühlrippenpaars 10, 12, 16 zumindest teilweise eine Y-Form aus und sind somit im Wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnet. Jedoch sind die Kühlrippenpaare 10, 12, 16 in diesem Ausfüh- rungsbeispiel weiterhin so ausgebildet, dass sie eine teilweise Wabenstruktur ausbilden. Die teilweise Wabenstruktur ergibt sich dadurch, dass die Kühlrippen der Kühlrippenpaare 10, 12, 16 jeweils einen weiteren, die Y-Form verlängernden geradlinigen oberen Abschnitt auf- weisen, der parallel zu einem unteren Abschnitt dieser Kühlrippen verläuft, so dass diese beiden parallelen Abschnitte über einen mit einem Winkel α bezüglich der parallelen Abschnitte angeordneten Abschnitt verbunden sind. Die im Wesentlichen in Richtung der Luftströmung 28 oder der Schwerkraft 26 verlaufenden Schenkel beziehungsweise unteren Abschnitte sowie oberen Abschnitte der winkelförmigen Kühlrippen der Kühlrippenpaare 10, 12, 16 sind parallel zueinander. Zwischen den im Wesentlichen in Richtung der Luftströmung 28 oder der Schwerkraft 26 verlaufenden Schenkeln des Kühlrippenpaares 10, insbesondere zwischen einer Kühlrippe des Kühlrippenpaars 10 und einer einzelnen Kühlrippe 30, wird eine Führungsrinne 18 ausgebildet, über die Wasser und Verschmutzungen entweder über die Schwerkraft oder über die Luftströmung abführbar sind. In Figur 2 sind oberhalb des Kühlrippenpaars 10 zweite Kühlrippenpaare angeordnet, die im einzelnen mit

den Bezugszeichen 32, 20, 22 und 24 gekennzeichnet sind. Die Kühlrippenpaare 32 und 20-24 umfassen jeweils zwei geradlinig verlaufende Kühlrippen, die zusammen eine V-Form aufspannen, die auf der der Luftströmung 28 zuge- wandten oder im Falle der Schwerkraft, der Schwerkraft abgewandten Seite, einen Winkel ß von vorzugsweise 70 bis 120 Grad, noch mehr bevorzugt 80 bis 110 Grad und ideal- erweise 90 bis 100 Grad aufspannt. Die Kühlrippen der Kühlrippenpaare 32 und 20-24 sind derart ausgebildet, dass nur eine Kühlrippe eines entsprechenden Kühlrippenpaars sich über die annähernde Symmetrieachse erstreckt; beispielsweise erstreckt sich diese eine Kühlrippe mit einem Kühlrippenabschnitt 34 über die annähernde Symmetrielinie hinaus, wie dies beispielhaft an einer Kühlrippe des Kühlrippenpaars 32 in Figur 2 dargestellt ist. Hingegen erstreckt sich die andere Kühlrippe des gleichen Kühlrippenpaars 32 bis maximal zur annähernden Symmetrielinie. Auch in diesem Fall sind die zugewandten Enden der entsprechenden Kühlrippen der Kühlrippenpaare voneinander um ein Ausmaß beabstandet, so dass zwischen den Kühlrippen eines Kühlrippenpaares 32, 20, 22, 24 eine versetzte Spalte ausgebildet wird, über die Wasser und Verunreinigungen abgeführt werden können. Ebenso weisen die Kühlrippen der zweiten Kühlrippenpaare 32, 20, 22, 24 obere Abschnitte auf, die parallel zu den oberen Abschnitten der ersten Kühlrippenpaare 10, 12, 16 ausgerichtet sind, wodurch die Wabenstruktur durch sowohl die ersten als auch zweiten Kühlrippenpaare ausgebildet wird. Weiterhin befinden sich die oberen Abschnitte der zweiten Kühlrip- penpaare etwa in gleicher Höhe wie die oberen Abschnitte der Kühlrippen der ersten Kühlrippenpaare. Darüber hinaus

weist die Kühlrippenanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform weiterhin die einzelne Kühlrippe 30 auf, die mit dessen unteren Abschnitt entlang der annähernden Symmetrielinie verläuft und kurz vor Erreichen des zwei- ten Kühlrippenpaars 32 mit einem Winkel α gegenüber dessen unteren Abschnitts abgewinkelt ist. Ansonsten entspricht die Form dieser einzelnen Kühlrippe 30 der der Kühlrippen der Kühlrippenpaare 10, 12, 16 und verläuft insbesondere zwischen den Kühlrippen der Kühlrippenpaare 10 und 32. Durch Vorsehen dieser einzelnen Kühlrippe 30, die teilweise entlang der annähernden Symmetrielinie verläuft, wird somit weiterhin die Festigkeit der Vorrichtung im Bereich der annähernden Symmetrielinien erhöht.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste:

10 erstes Kühlrippenpaar

12 erstes Kühlrippenpaar 14 erstes Kühlrippenpaar

16 erstes Kühlrippenpaar

18 Führungsrinne

20 zweites Kühlrippenpaar

22 zweites Kühlrippenpaar 24 zweites Kühlrippenpaar

26 Schwerkraft

28 Luftströmung

30 Kühlrippe

32 zweites Kühlrippenpaar 34 Kühlrippenabschnitt




 
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