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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine zur Wärmeübertragung zwischen einem Abgasstrom und einem Arbeitsmediumstrom, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem derartigen Plattenwärmetauscher ausgestattet ist.
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Um den energetischen Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine zu verbessern, ist es bekannt, Wärmeenergie, die in einem Abgasstrom der Brennkraftmaschine enthalten ist, zu nutzen. Beispielsweise kann hierzu die Abgasanlage der Brennkraftmaschine mit einem Nutzkreis thermisch gekoppelt sein, in dem ein Arbeitsmedium zirkuliert. Der Nutzkreis kann beispielsweise dazu genutzt werden, einen Fahrzeuginnenraum zu beheizen. Ebenso kann eine Abwärmenutzungsanlage thermisch mit der Abgasanlage gekoppelt werden, die auf dem Prinzip eines Kreisprozesses beruht, vorzugsweise eines Clausius-Rankine-Kreisprozesses. Zur thermischen Kopplung der Abgasanlage mit dem jeweiligen Nutzkreis bzw. mit der jeweiligen Abwärmenutzungsanlage kommt ein Wärmetauscher zum Einsatz, der einerseits vom heißen Abgas der Brennkraftmaschine durchströmbar ist und der andererseits von einem Arbeitsmedium durchströmbar ist. Im Wärmetauscher erfolgt dann eine wärmeübertragende und mediengetrennte Kopplung zwischen dem Abgasstrom und dem Arbeitsmediumstrom.
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Im Betrieb der Brennkraftmaschine ist ein derartiger, in der Abgasanlage angeordneter Wärmetauscher hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Zum einen schwanken die Temperaturen im Abgasstrom in einem großen Temperaturbereich. Zum anderen können sehr hohe Abgastemperaturen erreicht werden. Des Weiteren ist ein in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneter Wärmetauscher, insbesondere bei einer Fahrzeuganwendung, hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die durch Erschütterungen und Vibrationen entstehen. Des Weiteren bewirken auch thermische Dehnungseffekte hohe mechanische Belastungen des Wärmetauschers. Insbesondere ist dabei eine Lagefixierung des Wärmetauscherblocks innerhalb des Gehäuses hohen Belastungen ausgesetzt, so dass sich eine auf Dauer zuverlässige Lagefixierung bzw. Positionierung des Wärmetauscherblocks innerhalb des Gehäuses erschwert.
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Ein Plattenwärmetauscher charakterisiert sich üblicherweise durch einen Plattenstapel, der durch mehrere Platten und mehrere Rippen gebildet ist, die in einer Stapelrichtung einander abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Die Platten bilden dabei flache Rohre, die intern, also mit ihrer Innenseite einen Arbeitsmediumpfad begrenzen und die extern, also mit ihrer Außenseite, einen Abgaspfad begrenzen, in dem die Rippen angeordnet sind. Üblicherweise stützen sich die Platten über die Rippen aneinander ab. Der Plattenstapel kann von einem Gehäuse in einer Umfangsrichtung umschlossen sein. Hierdurch kann der Abgaspfad hinreichend dicht bzw. gasdicht begrenzt werden. Gleichzeitig dient das Gehäuse zur Halterung und Positionierung des Plattenstapels. Aufgrund thermisch bedingter Dehnungseffekte kann es zu Relativbewegungen zwischen Plattenstapel und Gehäuse kommen, die zu einer starken mechanischen Belastung des Plattenstapels und des Gehäuses führen. Hierdurch kann die Festigkeit einer Fixierung zwischen Plattenstapel und Gehäuse beeinträchtigt werden.
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Aus der
DE 10 2007 040 634 A1 ist ein Plattenwärmetauscher für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine zur Wärmeübertragung zwischen einem Abgasstrom und einem Arbeitsmediumstrom bekannt, bei dem ein Plattenstapel vorgesehen ist, der durch mehrere Platten und mehrere Rippen gebildet ist, die in einer Stapelrichtung einander abwechselnd aufeinander gestapelt sind, wobei außerdem ein Innengehäuse vorgesehen ist, das den Plattenstapel in einer Umfangsrichtung umschließt, wobei die Platten intern einen Arbeitsmediumpfad begrenzen und extern einen Abgaspfad begrenzen, in dem die Rippen angeordnet sind. Beim bekannten Wärmetauscher ist zwischen dem Innengehäuse und dem Plattenstapel an zwei voneinander abgewandten Seiten des Plattenstapels, die in einer Breitenrichtung voneinander beabstandet sind, eine Seitenplatte angeordnet.
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Aus der
DE 10 2007 056 182 A1 ist es bekannt, einen Wärmetauscherblock über eine Entkopplungsvorrichtung in einem Gehäuse zu lagern. Diese Entkopplungsvorrichtung kann Mineralfasermatten aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art bzw. für eine damit ausgestattete Brennkraftmaschine eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hinreichende Fixierung über eine ausreichend lange Zeitdauer auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Plattenstapel im Gehäuse mittels wenigstens einer Lagermatte zu fixieren. Eine derartige Lagermatte ist elastisch verformbar, so dass die damit herbeigeführte Fixierung Relativbewegungen zwischen Plattenstapel und Gehäuse, die durch thermisch bedingte Dehnungseffekte entstehen können, reversibel kompensieren kann. Somit bleibt auch für stark wechselnde Temperaturen eine dauerhafte Fixierung zwischen Plattenstapel und Gehäuse erhalten.
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Da gemäß einer weiter unten noch näher beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform zusätzlich zu dem den Plattenstapel umgebenden Gehäuse ein weiteres Gehäuse optional vorhanden sein kann, wird im Folgenden das den Plattenstapel umschließende Gehäuse als Innengehäuse bezeichnet, während das optional vorhandene weitere Gehäuse dann als Außengehäuse bezeichnet wird.
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Ein weiterer Vorteil der hier verwendeten Lagermatte ist darin zu sehen, dass sie gleichzeitig eine thermische Isolierung des Plattenstapels gegenüber dem Innengehäuse bewirkt. Auf diese Weise kann das Innengehäuse weniger Wärme in die Umgebung abstrahlen, so dass innerhalb des Plattenstapels mehr Wärme zur Übertragung zwischen Abgas und Arbeitsmedium zur Verfügung steht. Somit kann die Verwendung der Lagermatte gleichzeitig zu einer Verbesserung der energetischen Effizienz des Plattenwärmetauschers führen.
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Zur Lagefixierung des Plattenstapels relativ zum Innengehäuse schlägt die Erfindung im Einzelnen vor, an zwei voneinander abgewandten Seiten des Plattenstapels eine Lagermatte anzuordnen, die in einer Breitenrichtung verpresst ist. Bei der Breitenrichtung handelt es sich dabei um diejenige Richtung, in der die beiden voneinander abgewandten, vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden Seiten des Plattenstapels, an denen die Lagermatte angeordnet ist, voneinander beabstandet sind. Durch die Verpressung der Lagermatte entstehen an den Kontaktflächen erhöhte Reibungskräfte, welche die gewünschte Lagefixierung zwischen Plattenstapel und Innengehäuse bewirken.
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Lagermatten, die sich für die hier vorgestellte Lagefixierung des Plattenstapels bezüglich des Innengehäuses eignen, sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise zum Lagern eines keramischen Monolithen in einem zylindrischen Metallgehäuse eines Katalysators oder eines Partikelfilters.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können zwei separate Lagermatten vorgesehen sein, die an den beiden voneinander abgewandten Seiten des Plattenstapels angeordnet sind und die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise lässt sich vergleichsweise preiswert eine hinreichend Lagefixierung zwischen Plattenstapel und Innengehäuse realisieren.
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Bei der Breitenrichtung, in der die Verpressung des Plattenstapels über die Lagermatten erfolgt, handelt es sich bevorzugt um die Stapelrichtung, die sich in besonderer Weise dafür eignet, Druckkräfte im Plattenstapel aufzunehmen. Mit anderen Worten, die Stapelrichtung entspricht der Breitenrichtung und die beiden über die Lagermatte am Innengehäuse abgestützten Seiten des Plattenstapels entsprechen einer ersten sowie einer letzten Platte innerhalb des Plattenstapels, die üblicherweise als Endplatten bezeichnet werden. Diese Endplatten können dabei ebenso wie die dazwischen angeordneten Platten Flachrohre zum Führen des Arbeitsmediums bilden. Alternativ können die Endplatten jedoch auch Vollkörper sein, so dass sie also keine Rohre zum Führen des Arbeitsmediums bilden. In diesem Fall dienen die Endplatten hauptsächlich zum Abstützen der außen liegenden Rippen.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann in Umfangsabschnitten, die in der Umfangsrichtung zwischen den beiden Lagermatten liegen, jeweils ein Spalt zwischen dem Plattenstapel und dem Innengehäuse ausgebildet sein. Durch den jeweiligen Spalt wird ein direkter Kontakt zwischen Plattenstapel und Innengehäuse im Bereich des jeweiligen Umfangsabschnitts vermieden. Auf diese Weise können Relativbewegungen zwischen Plattenstapel und Innengehäuse keine abrasive Wirkung zeigen, wodurch die Gefahr einer Beschädigung reduziert ist. Des Weiteren kann über den fehlenden Kontakt eine wärmeleitende Brücke zwischen Plattenstapel und Innengehäuse vermieden werden.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Lagermatte den Plattenstapel in der Umfangsrichtung umschließen. In diesem Fall wird bevorzugt nur eine einzige Lagermatte verwendet, die in der Umfangsrichtung vollständig umläuft. Die Lagermatte kann dabei mit ihren Umfangsenden einen Stoß bilden, in dem die Umfangsenden in der Umfangsrichtung aneinander stoßen. Alternativ können sich die Umfangsenden auch in der Umfangsrichtung überlappen. Die Verwendung nur einer einzigen Lagermatte erleichtert die Montage. Die jeweilige Lagermatte kann dabei einlagig oder mehrlagig konzipiert sein.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann zumindest eine parallel zur Stapelrichtung verlaufende Seite des Plattenstapels als geschlossene Wand ausgestaltet sein, an der die Lagermatte anliegt. Sofern die Breitenrichtung parallel zur Stapelrichtung verläuft, befindet sich besagte Seite somit zwischen den beiden in der Breitenrichtung voneinander abgewandten Seiten des Plattenstapels. Gleichzeitig handelt es sich hierbei um diejenige Seite, entlang der sich der vorstehend genannte Spalt zwischen Plattenstapel und Innengehäuse erstrecken kann. Durch das Vorsehen einer geschlossenen Wand in diesem Bereich des Plattenstapels lassen sich auch dort Haltekräfte zwischen Plattenstapel und Innengehäuse über die Lagermatte übertragen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die jeweilige geschlossene Wand dadurch gebildet sein, dass seitliche Randabschnitte mehrerer Platten abgewinkelt sind, derart, dass sich benachbarte Randabschnitte an der jeweiligen Seite überlappen. Die sich gegenseitig überlappenden Randabschnitte bewirken durch flächige Kontaktierung bereits eine gewisse Dichtigkeit für den Abgaspfad. Insbesondere können die aneinander anliegenden Randabschnitte auch aneinander befestigt sein. Beispielsweise können die Randabschnitte benachbarter Platten miteinander verlötet sein. Durch die jeweilige geschlossene Wand kann der Plattenstapel mit einer erhöhten Steifigkeit ausgestattet werden. Insbesondere kann dadurch auch ein Verpressen der an der jeweiligen geschlossenen Wand anliegenden Lagermatte bewirkt werden, um besonders hohe Haltekräfte zu übertragen. Bevorzugt ist dagegen eine Ausführungsform, bei der die sich gegenseitig überlappenden Randabschnitte lose aufeinanderliegen. In diesem Fall ist der Plattenstapel in der Stapelrichtung nicht starr, wodurch innere Spannungen aufgrund thermischer Dehnungseffekte reduziert oder sogar vermieden werden können.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Lagermatte mit einer Stützlagerung umhüllt sein. Die Stützlagerung ist elastisch bzw. nachgiebig und bildet eine Schutzhülle für die Lagermatte. Die Stützlagerung schützt die Lagermatte insbesondere vor mechanischer Beschädigung durch einen Kontakt mit unebenen Konturen des Plattenstapels. Somit lässt sich die Lagermatte auch an einer Seite des Plattenstapels anordnen, die gegenüber dem Innengehäuse bzw. gegenüber dem Abgaspfad offen ist.
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Sofern die Lagermatte aus einem Fasermaterial besteht, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Stützlagerung aus einem für die Fasern des Fasermaterials undurchlässigen Material bestehen. Auf diese Weise wird mit Hilfe der Stützlagerung vermieden, dass sich Fasern aus der Lagermatte lösen, was beispielsweise im Bereich lokaler Kontaktstellen auftreten kann, in denen die Lagermatte mit Unebenheiten bzw. Vorsprüngen des Plattenstapels in Kontakt steht. Auf diese Weise kann die Dauerhaltbarkeit der Lagermatte zwischen Plattenstapel und Innengehäuse verbessert werden.
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Die Lagermatte kann eine Fasermatte oder Quellmatte sein. Insbesondere kann es sich um eine keramische Fasermatte handeln. Alternativ kann es sich bei der Lagermatte auch um ein Drahtgestrick, ein Metallgestrick, um einen Metallschaum oder um keramische Schaumstrukturen handeln. Ebenso kommen temperaturbeständige elastische Schichten und Werkstoffe sowie Verbundstrukturen zur Realisierung einer derartigen Lagermatte in Betracht. Schließlich kann eine derartige Lagermatte auch mittels federnder Elemente realisiert werden, wie zum Beispiel Federn, Wellbleche und federnde Blechschichten. Die Stützlagerung kann beispielsweise mittels eines Drahtnetzes oder mittels einer Metallfolie oder einer Graphitfolie oder einer Graphitlage oder einer hitzebeständigen Webstruktur oder mittels thermisch beständiger Textilien oder mittels eines Metallgeflechts oder Drahtgewebes oder mittels Metallschäumen realisiert werden, wobei die Metallschäume optional gewalzt sein können.
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Beim erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher ist ein Außengehäuse vorgesehen, das das Innengehäuse in der Umfangsrichtung umschließt. Außengehäuse und Innengehäuse erstrecken sich zweckmäßig koaxial zueinander. Hierdurch wird eine Doppelwandstruktur geschaffen, wobei bevorzugt radial zwischen den beiden Gehäusen ein Zwischenraum ausgebildet ist, der bei einer bevorzugten Ausführungsform in der Umfangsrichtung vollständig geschlossen umläuft. Auf diese Weise lässt sich zwischen den beiden Gehäusen eine Luftspaltisolation realisieren. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ein thermischer Isolator angeordnet sein. Hierdurch kann die thermische Isolation des Plattenwärmetauschers gegenüber seiner Umgebung erheblich verbessert werden. Durch die Verwendung eines thermischen Isolators, der besagten Zwischenraum vorzugsweise vollständig ausfüllt, kann gleichzeitig eine Positionierung des Innengehäuses im Außengehäuse realisiert werden.
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Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommt, umfasst eine Abgasanlage zum Abführen von Abgas von Brennräumen der Brennkraftmaschine sowie eine Abwärmenutzungsanlage zum Nutzen von im Abgasstrom mitgeführter Wärme. Eine derartige Abwärmenutzungsanlage umfasst in üblicher Weise einen Abwärmenutzungskreis, in dem ein Arbeitsmedium zirkuliert und der einen Verdampfer zum Verdampfen des Arbeitsmediums, eine Expansionsmaschine zum Entspannen des Arbeitsmediums, einen Kondensator zum Kondensieren des Arbeitsmediums und eine Fördereinrichtung zum Antreiben des Arbeitsmediums im Abwärmenutzungskreis enthält. Insbesondere kann eine derartige Abwärmenutzungsanlage nach Art eines Clausius-Rankine-Prozesses arbeiten. Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist nun der Verdampfer der Abwärmenutzungsanlage durch einen Wärmetauscher der vorstehend beschriebenen Art gebildet, der auf geeignete Weise in die Abgasanlage eingebaut ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine,
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2 ein Querschnitt eines Plattenwärmetauschers,
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3 ein Querschnitt des Plattenwärmetauschers, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
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4 ein Querschnitt des Plattenwärmetauschers in einem Eckbereich,
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5 ein Querschnitt des Plattenwärmetauschers in einem Randbereich,
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6–8 jeweils eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung des Plattenwärmetauschers während seiner Herstellung, bei unterschiedlichen Herstellungsverfahren.
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Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1 in üblicher Weise einen Motorblock 2 mit mehreren Brennräumen 3, eine Frischluftanlage 4 zum Zuführen von Frischluft zu den Brennräumen 3, eine Abgasanlage 5 zum Abführen von Abgas von den Brennräumen 3 und eine Abwärmenutzungsanlage 6 zum Nutzen der im Abgas mitgeführten Wärme. Ein in der Frischluftanlage 4 geführter Frischluftstrom 7 ist durch einen Pfeil angedeutet. Ein in der Abgasanlage 5 geführter Abgasstrom 8 ist durch Pfeile angedeutet. Die Abwärmenutzungsanlage 6 umfasst einen Abwärmenutzungskreis 9, in dem ein Arbeitsmedium zirkuliert, wobei ein Arbeitsmediumstrom 10 durch Pfeile angedeutet ist. Im Abwärmnutzungskreis 9 sind in der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 10 hintereinander eine Fördereinrichtung 11 zum Antreiben des Arbeitsmediums, ein Verdampfer 12 zum Verdampfen des Arbeitsmediums, eine Expansionsmaschine 13 zum Expandieren des Arbeitsmediums und ein Kondensator 14 zum Kondensieren des Arbeitsmediums angeordnet. Die Expansionsmaschine 13 kann beispielsweise einen Generator 15 zur Stromerzeugung antreiben. Der Kondensator 14 kann in einen Kühlkreis 16 eingebunden sein, der mit einem Motorkühlkreis 17 zum Kühlen des Motorblocks 2 fluidisch und/oder thermisch gekoppelt sein kann. Insbesondere kann der Kühlkreis 16 durch einen Zweig des Motorkühlkreises 17 gebildet sein. Der Verdampfer 12 ist durch einen Wärmetauscher 18 gebildet, der in die Abgasanlage 5 auf geeignete Weise eingebaut ist. Der Wärmetauscher 18 dient somit in der Abgasanlage 5 zur Wärmeübertragung zwischen dem Abgasstrom 8 und dem Arbeitsmediumstrom 10. Die Abwärmenutzungsanlage 6 kann bevorzugt nach dem Prinzip eines Clausius-Rankine-Kreisprozess arbeiten. Die Abgasanlage 5 kann dabei in üblicher Weise weitere Komponenten enthalten, die vorzugsweise zur Abgasnachbehandlung dienen, wie zum Beispiel ein Katalysator 19. Ferner kann auch wenigstens ein Schalldämpfer 20 vorgesehen sein. Sofern es sich beim Katalysator 19 um einen Oxidationskatalysator handelt, ist der Wärmetauscher 18 abweichend zu der vereinfachten Darstellung der 1 bevorzugt stromab des Katalysators 19 angeordnet.
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Entsprechend den 2 und 3 umfasst der Plattenwärmetauscher 18 einen Plattenstapel 21 und ein Innengehäuse 22. Der Plattenstapel 21 ist durch mehrere Platten 23, 24 sowie mehrere Rippen 25 gebildet, die in einer Stapelrichtung 26 so aufeinander gestapelt sind, dass sich Platten 23, 24 und Rippen 25 abwechseln. Bei den hier gezeigten Beispielen sind zwei verschiedene Arten von Platten 23, 24 vorgesehen. Bei den „normalen” Platten 23 handelt es sich um Hohlkörper oder Rohre, die plattenförmig bzw. flach konfiguriert sind und im Folgenden auch als rohrförmige Platten 23 bezeichnet werden. Im Unterschied dazu sind die beiden am Plattenstapel 21 außen liegenden Platten 24 vorzugsweise keine rohrförmigen Platten, sondern Vollkörper, die im Folgenden auch als Endplatten 24 bezeichnet werden. Grundsätzlich ist jedoch auch ein Aufbau denkbar, der ohne derartige, als Vollkörper konfigurierte Platten 24 auskommt, so dass der Plattenstapel 21 dann nur rohrförmige Platten 23 umfasst.
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Das Innengehäuse 22 umschließt den Plattenstapel 21 in einer Umfangsrichtung 27. Das Innengehäuse 22 ist zweckmäßig hinreichend dicht konfiguriert, um Leckagen im ordnungsgemäßen Betrieb weitgehend zu vermeiden.
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Die rohrförmigen Platten 23 begrenzen intern einen Arbeitsmediumpfad, während sie extern, also nach außen, einen Abgaspfad begrenzen. In diesem Abgaspfad sind die Rippen 25 angeordnet.
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Zwischen dem Innengehäuse 22 und dem Plattenstapel 21 ist wenigstens eine Lagermatte 28 angeordnet, und zwar zumindest an zwei voneinander abgewandten Seiten 29 des Plattenstapels 21, die in einer Breitenrichtung 30 voneinander beabstandet sind. In den Beispielen der 2 und 3 verläuft die Breitenrichtung 30 parallel zur Stapelrichtung 26. In den Schnittansichten der 2 und 3 ist außerdem eine Höhenrichtung 31 des Plattenstapels 21 erkennbar, die senkrecht zur Breitenrichtung 30 verläuft. Eine Längenrichtung oder Längsrichtung 32 des Plattenstapels 21 ist dagegen nur in 8 erkennbar, da sie senkrecht zur Breitenrichtung 30 und senkrecht zur Höhenrichtung 31 und somit senkrecht zur Zeichnungsebene der 2 und 3 verläuft.
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Die Lagermatte 28 ist im Bereich der beiden Seiten 29 in der Breitenrichtung 30 verpresst. Hierdurch kann eine Lagefixierung zwischen dem Plattenstapel 21 und dem Innengehäuse 22 realisiert werden. Bevorzugt ist der Plattenstapel 21 ausschließlich durch die verpresste Lagermatte 28 im Innengehäuse 22 fixiert.
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Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind zwei separate Lagermatten 28 vorgesehen. Diese sind an den beiden voneinander abgewandten Seiten 29 angeordnet. Somit sind die beiden Lagermatten 28 auch in der Umfangsrichtung 27 voneinander beabstandet. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist in Umfangsabschnitten, die in der Umfangsrichtung 27 zwischen den beiden Lagermatten 28 liegen, jeweils ein Spalt 33 zwischen einer parallel zur Stapelrichtung 26 verlaufenden Seite 34 des Plattenstapels 21 und dem Innengehäuse 22 ausgebildet. Somit berühren sich der Plattenstapel 21 und das Innengehäuse 22 entlang dieser Umfangsabschnitte nicht.
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Im Unterschied dazu zeigt 3 eine Ausführungsform, bei der nur eine einzige Lagermatte 28 vorgesehen ist, die den Plattenstapel 21 in der Umfangsrichtung 27 umschließt. Auch bei dieser Ausführungsform besteht kein direkter Kontakt zwischen dem Plattenstapel 21 und dem Innengehäuse 22, zumindest nicht im gezeigten Querschnitt. Im Bereich der parallel zur Stapelrichtung 26 verlaufenden Seiten 34 kann die Lagermatte 28 in der Höhenrichtung 31 verpresst sein. Insgesamt ist bei allen Ausführungsformen eine radiale Verpressung der Lagermatte 28 angestrebt.
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Gemäß 4 kann die jeweilige, parallel zur Stapelrichtung 26 verlaufende Seite 34 des Plattenstapels 21 als geschlossene Wand 35 ausgestaltet sein, an der gemäß 3 die Lagermatte 28 zur Anlage kommt. In 4 ist die Lagermatte 28 jedoch nicht dargestellt. Gemäß 4 kann die geschlossene Wand 35 beispielsweise dadurch gebildet sein, dass seitliche Randabschnitte 36 an mehreren Platten 23, 24 abgewinkelt sind, und zwar derart, dass sich benachbarte Randabschnitte 36 an der jeweiligen Seite 34 überlappen. Im jeweiligen Überlappungsbereich 37 können die Randabschnitte 36 aneinander befestigt sein, beispielsweise mittels Lötverbindungen. Bevorzugt ist dagegen eine Ausführungsform, bei der die sich gegenseitig überlappenden Randabschnitte 36 lose aufeinanderliegen. In diesem Fall ist der Plattenstapel 21 in der Stapelrichtung 26 nicht starr, wodurch innere Spannungen aufgrund thermischer Dehnungseffekte reduziert oder sogar vermieden werden können
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In 4 sind außerdem die unterschiedlichen Platten 23 und 24 erkennbar, da 4 einen Ausschnitt des Plattenstapels 21 wiedergibt, in dem sich ein Eckbereich 38 des Querschnitts des Plattenstapels 21 befindet. Erkennbar können die rohrförmigen Platten 23 aus zwei plattenförmigen Blechkörpern 39 zusammengebaut sein, um den gewünschten Hohlraum zum Führen des Arbeitsmediums zu bilden. Im Unterschied dazu kann die jeweilige Endplatte 24 aus einem einzigen solchen plattenförmigen Blechkörper 39 gebildet sein.
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Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform kann die parallel zur Stapelrichtung 26 verlaufende Seite 34 des Plattenstapels 21 als offene Seite oder offene Wand konzipiert sein. Hierdurch kann an der jeweiligen Seite 34 eine unebene Struktur mit Erhebungen 40 entstehen, wodurch keine flächige, sondern eher eine lokale, punkt- oder linienförmige Kontaktierung mit der Lagermatte 28 möglich ist. Um hierbei eine Beschädigung der Lagermatte 28 zu vermeiden, kann die Lagermatte 28 mit einer Stützlagerung 41 umhüllt sein. Sofern die Lagermatte 28 aus eifern Fasermaterial hergestellt ist, besteht die Stützlagerung 41 zweckmäßig aus einem Material, das für die Fasern des Fasermaterials der Lagermatte 28 undurchlässig ist.
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Wie sich den 2 und 3 außerdem entnehmen lässt, kann der Plattenwärmetauscher 18 außerdem mit einem Außengehäuse 42 ausgestattet sein, welches das Innengehäuse 22 in der Umfangsrichtung 27 vollständig umschließt. Zweckmäßig sind die beiden Gehäuse 22, 42 koaxial so ineinander angeordnet, dass sich ein radialer Zwischenraum 43 ausbilden kann. In diesem Zwischenraum 43 kann optional ein thermischer Isolator 44 angeordnet sein, der gleichzeitig eine Lagerung des Innengehäuses 22 im Außengehäuse 42 bewirken kann.
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Gemäß den 6 bis 8 kann der mit der Lagermatte 28 versehene Plattenstapel 21 auf unterschiedliche Weise in das Innengehäuse 22 eingesetzt werden. Rein exemplarisch sind dabei in den 6 bis 8 drei unterschiedliche Methoden angedeutet. Gemäß 6 kann das Innengehäuse 22 aus zwei Halbschalen 45 bestehen, in welche der Plattenstapel 21 mit der Lagermatte 28 eingesetzt wird. Ebenso kann gemäß 7 das Innengehäuse 22 aus einem U-förmigen Grundkörper 46 bestehen, in den der Plattenstapel 21 mit Lagermatte 28 eingesetzt wird und der anschließend mit einem Deckel 47 verschlossen werden kann. Gemäß 8 ist es ebenso möglich, den Plattenstapel 21 mit der Lagermatte 28 axial, also parallel zur Längsrichtung 32 in das in der Umfangsrichtung geschlossen ausgestaltete Innengehäuse 22 einzuführen.
