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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmetausch unter Ausnutzung des elastokalorischen Effekts.
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Stand der Technik
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Der elastokalorische Effekt beschreibt eine adiabatische Temperaturänderung eines Materials, wenn das Material mit einer mechanischen Kraft beaufschlagt wird und sich beispielsweise verformt. Durch die mechanische Kraft bzw. die Verformung wird eine Umwandlung der Kristallstruktur, auch Phase genannt, in dem Material verursacht. Die Phasenumwandlung führt zu einer Erhöhung der Temperatur des Materials. Wird die dabei freigesetzte Wärme abgeführt, erniedrigt sich die Temperatur und die Entropie nimmt ab. Wird dann die mechanische Kraft entfernt, wird wiederum eine umgekehrte Phasenumwandlung (Rückumwandlung) verursacht, die zu einer Absenkung der Temperatur des Materials führt. Wird dem Material dann wieder Wärme zugeführt nimmt die Entropie wieder zu.
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Nach der annähernd adiabaten Phasenumwandlung liegt die Temperatur über der Ausgangstemperatur. Die dabei entstandene Wärme kann beispielsweise an die Umgebung abgeführt werden und das Material nimmt dann Umgebungstemperatur an. Wird nun die Phasenrückumwandlung initiiert, indem die mechanische Kraft auf null reduziert wird, stellt sich eine niedrigere Temperatur als die Ausgangstemperatur ein. Es können Temperaturdifferenzen zwischen maximaler Temperatur nach der Phasenumwandlung und minimaler Temperatur nach der Rückumwandlung (bei zuvor abgegebener Wärme) von z.B. bis zu 40°C erreicht werden.
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Materialien, an denen sich der elastokalorische Effekt nachweisen lässt, werden als elastokalorische Materialien bezeichnet. Solche elastokalorischen Materialien sind beispielsweise Formgedächtnislegierungen, die Superelastizität besitzen. Superelastische Legierungen zeichnen aus, dass diese auch nach starker Verformung von selbst wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Superelastische Formgedächtnislegierungen weisen zwei unterschiedliche Phasen (Kristallstrukturen) auf: Austenit ist die bei Raumtemperatur stabile Phase und Martensit ist bei niedrigeren Temperaturen stabil. Eine mechanische Verformung verursacht eine Phasenumwandlung von Austenit zu Martensit, die einen adiabatischen Temperaturanstieg zur Folge hat. Die erhöhte Temperatur kann nun in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben werden, was zu einer Abnahme der Entropie führt. Wird das elastokalorische Material wieder entlastet, erfolgt eine Rückumwandlung von Martensit zu Austenit und damit einhergehend eine adiabatische Temperaturabsenkung.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Vorrichtung zum Wärmetausch vorgeschlagen, die einen steifen äußeren Ring, einen flexiblen inneren Ring, elastokalorische Elemente und ein rotierendes Formelement aufweist. Der steife äußere Ring lässt sich quasi nicht verformen und der innere Ring lässt sich durch Druck oder Zug besonders in radialer Richtung elastisch verformen, d. h. die Verformung ist reversibel und der innere Ring kehrt wieder in seine ursprüngliche Form zurück, wenn der Druck oder Zug entfernt wird. Der innere Ring ist innerhalb des äußeren Rings angeordnet und die beiden Ringe liegen vorzugsweise in der gleichen Ebene. Demnach bilden der innere Ring und der äußere Ring die Form eines Rads. Die elastokalorischen Elemente sind radial zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring gespannt. Das heißt, die elastokalorischen Elemente sind fest mit dem inneren Ring und fest mit dem äußeren Ring verbunden. Vorteilhafterweise sind die elastokalorischen Elemente als Bänder oder Drähte ausgebildet, die in radialer Richtung in Form von Speichen zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring gespannt sind. Bevorzugt werden die elastokalorischen Elemente unter Vorspannung montiert und die Vorspannung wird durch den äußeren Ring und den inneren Ring aufrechterhalten, wenn der innere Ring unverformt ist.
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Das rotierende Formelement weist Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen auf, welche auf den inneren Ring wirken. Als Ausbuchtungen bzw. Einbuchtungen werden lokale Abweichungen von der Form des Formelements, z. B. von einer Kreisform, angesehen, wobei Einbuchtungen in Richtung des Zentrums der Form gerichtet sind und Ausbuchtungen in die Gegenrichtung vom Zentrum weg gerichtet sind. Weiter unten werden eine Kurvenscheibe oder eine Nockenwelle als Beispiele für solch ein rotierendes Formelement mit Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen beschrieben. Auf Grund der Einbuchtungen und/oder der Ausbuchtungen wird der innere Ring in bestimmten Abschnitten verformt. Durch die Rotation des rotierenden Formelements werden kontinuierlich andere Abschnitte verformt. Sind mehrere der Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen vorgesehen, so wird das Verhältnis der verformten Abschnitte durch die Anordnung der Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen bestimmt. Ist zum Beispiel eine Einbuchtung und eine der Einbuchtung gegenüberliegende Ausbuchtung vorgesehen, so werden die entsprechenden gegenüberliegenden Abschnitte gleichzeitig in verschiedene Richtungen verformt. Wird der innere Ring durch eine Einbuchtung in Richtung des Mittelpunkts verformt, werden die elastokalorischen Elemente gespannt und erwärmen sich auf Grund des elastokalorischen Effekts. Wird der innere Ring durch eine Ausbuchtung in die Gegenrichtung vom Mittelpunkt weg verformt, werden die elastokalorischen Elemente entspannt und kühlen auf Grund des elastokalorischen Effekts ab.
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Gemäß einem Aspekt ist das rotierende Formelement so innerhalb des inneren Rings angeordnet, dass die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen mit dem inneren Ring in Kontakt stehen und den inneren Ring verformen. Das rotierende Formelement liegt demnach in der Ebene des Rads. Durch diese Anordnung mit direktem Kontakt ist ein einfacher und kompakter Aufbau möglich. Zudem können viele unterschiedliche Formen von inneren Ringen verwendet werden. Diese Anordnung bringt zudem den Vorteil, dass es ausreicht, eine Form des Umfangs des Formelements vorzugeben, um die gewünschte Verformung zu erreichen.
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Als Beispiel kann der flexible innere Ring aus Kettengliedern bestehen, die ringförmig angeordnet und miteinander verbunden sind. Die einzelnen Kettenglieder können dann gegeneinander verschoben werden.
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Als weiteres Beispiel kann der flexible innere Ring aus einem Band bestehen. Hierfür eignet sich z. B. ein Schubgliederband, auch Schubriemen genannt, wie es beispielsweise aus der
EP 1 524 421 A1 bekannt ist.
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Zudem kann der innere Ring ein Rollenlager aufweisen, mittels dem der innere Ring über dem rotierenden Formelement oder in dem rotierenden Formelement geführt wird. Das Rollenlager kann an dem inneren Ring oder in dem inneren Ring, beispielsweise zwischen den Kettengliedern, angeordnet sein. Alternativ kann das rotierende Formelement ein Rollenlager aufweisen, über welches der innere Ring geführt wird. Dadurch kann der innere Ring mit geringerem Widerstand geführt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt besteht der Ring aus mehreren miteinander verbundenen Stangen, die vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Kreisebene ausgerichtet sind. Das rotierende Formelement kann dann so am inneren Ring angeordnet sein, dass es zumindest ein Ende der Stangen des inneren Rings über die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen führt und dabei den inneren Ring verformt. Das rotierende Formelement ist demnach parallel zur Ebene des Rads versetzt angeordnet. Dadurch können weitere Möglichkeiten der Anordnung des inneren Rings und des Formelements einfach realisiert werden. Vorzugsweise kann das zumindest eine Ende der Stangen in einer Aussparung des rotierenden Formelements geführt werden, wobei die Aussparung gemäß den Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen des rotierenden Formelements gebildet ist. Diese Anordnung bringt den Vorteil, dass der innere Ring der Form der Aussparung folgt und somit eine Verformung in Richtung des Mittelpunkts und eine Verformung in die Gegenrichtung vom Mittelpunkt weg einfach realisiert und sichergestellt werden kann.
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Vorteilhafterweise weist das rotierende Formelement ein Rollenlager auf, über welches das zumindest eine Ende der Stange geführt wird. Dadurch kann das zumindest eine Ende der Stange mit geringerem Widerstand geführt werden.
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Gemäß einem Aspekt ist das rotierende Formelement eine Nockenwelle. Die Nocken bilden dann die Ausbuchtungen. Zusätzlich oder alternativ können Einbuchtungen in der Nockenwelle vorgesehen sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist das rotierende Formelement eine Kurvenscheibe. Zum einen können die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen in der Form des Umfangs der Kurvenscheibe ausgebildet sein, zum anderen kann eine Aussparung in der Kurvenscheibe vorgesehen sein, in deren Form die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen ausgebildet sind. Die Kurvenscheibe wird über eine rotierende Welle angetrieben.
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Optional kann die Vorrichtung zum Wärmetausch ferner zumindest eine Leitungsscheibe aufweisen, die in Axialrichtung, daher senkrecht zur Ebene der Ringe, neben den Ringen und den elastokalorischen Elementen, insbesondere auf der rotierenden (Nocken-)Welle angeordnet ist und sich mit dem rotierenden Formelement dreht. Die zumindest eine Leitungsscheibe weist zumindest eine Kulisse zur Leitung eines Fluidstroms auf, über die gleichartig gedehnte elastokalorische Elemente verbunden sind und über die der Fluidstrom eingeführt und ausgeführt werden kann. „Gleichartig gedehnt“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffenden elastokalorischen Elemente allesamt entweder gespannt oder entspannt sind, d. h. dass diese in einem Bereich liegen, in dem der innere Ring in Richtung des Mittelpunkts verformt ist, oder in einem Bereich liegen, in dem der innere Ring in Gegenrichtung vom Mittelpunkt weg verformt ist. Demnach kann durch den Begriff „gleichartig gedehnt“ im Allgemeinen ausgedrückt werden, ob das jeweilige elastokalorische Element gerade Wärme abgibt oder aufnimmt. Gleichartig gedehnt bedeutet aber nicht zwangsläufig, dass die elastokalorischen Elemente gleich stark gedehnt sind. Dadurch wird der Bereich, in dem die elastokalorischen Elemente Wärme abgeben, zusammengefasst und der Bereich, in dem die elastokalorischen Elemente Wärme aufnehmen, zusammengefasst und die Bereiche werden voneinander getrennt, sodass die Fluidströme mit unterschiedlicher Temperatur nicht vermischt werden.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung zum Wärmetausch genau zwei der obengenannten Leitungsscheiben auf, die in Axialrichtung neben den Ringen und den Speichen auf unterschiedlichen Seiten angeordnet sind. Jede Leitungsscheibe weist eine Kulisse auf, über die je ein Fluidstrom eingeführt wird. Die zwei Fluidströme werden über die Kulissen der jeweiligen Leitungsscheibe zu verschiedenen gleichartig gedehnten elastokalorischen Elementen geführt. Demnach wird einer der Fluidströme zu den gespannten elastokalorischen Elementen geführt und der andere Fluidstrom zu den entspannten elastokalorischen Elementen geführt. Schließlich werden die Fluidströme über die jeweils andere Kulisse wieder ausgeführt. Dadurch können die beiden Fluidströme gleichzeitig in die Vorrichtung eingeführt werden, durch die Vorrichtung zum Wärmetausch zu verschiedenen Bereichen mit gleichartig gedehnten elastokalorischen Elementen geführt werden, in den verschiedenen Bereichen Wärme aufnehmen bzw. abgeben und wieder aus der Vorrichtung ausgeführt werden, ohne dass sich die Fluidströme vermischen.
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Darüber hinaus kann ein erwärmter Fluidstrom von der Vorrichtung zum Wärmetausch zu einer Wärmesenke geführt werden, wo er Wärme abgibt. Ein abgekühlter Fluidstrom kann von der Vorrichtung zum Wärmetausch zu einer Wärmequelle geführt werden, wo er Wärme aufnimmt.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zum Wärmetausch gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt eine Frontansicht der Vorrichtung zum Wärmetausch aus 1 mit einer beispielhaften Form des rotierenden Formelements.
- 3 zeigt eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zum Wärmetausch gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Wärmetausch gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Führung für ein Medium mittels Kulissenscheiben.
- 5 zeigt eine Frontansicht einer Leitungsscheibe aus 4.
- 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Wärmetausch gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 7 zeigt eine Frontansicht einer Kurvenscheibe aus 6.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Die 1 zeigt eine isometrische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wärmetausch. Die Vorrichtung zum Wärmetausch weist einen steifen äußeren Ring 1, der feststehend ist, und einen flexiblen inneren Ring 2 in Form einer Kette, die aus mehreren zueinander verschiebbaren Kettengliedern besteht, auf. Der äußere Ring 1 und der innere Ring 2 bilden die Form eines Rads. Zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Ring 2 sind elastokalorische Bänder 3 in Radialrichtung - ähnlich wie Speichen bei einem Rad - unter Vorspannung gespannt. Die elastokalorischen Bänder 3 bestehen aus elastokalorischem Material, welches sich bei Dehnung unter Spannung erwärmt und sich bei Entspannung wieder abkühlt. In einer weiteren Ausführungsform - sowohl für dieses Ausführungsbeispiel als auch für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele - können elastokalorische Drähte anstelle der elastokalorischen Bänder 3 verwendet werden. Innerhalb des inneren Rings 3 ist eine Kurvenscheibe 4 angeordnet, die über eine Antriebswelle 5 in Drehung versetzt wird. Die Kurvenscheibe 4 wirkt über ihren Umfang auf den inneren Ring 2 ein und verformt diesen. Es wird in diesem Zusammenhang auf die 2 und deren Beschreibung verwiesen, die eine solche Kurvenscheibe 4 zeigt.
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Die 2 zeigt eine Frontansicht der obengenannten Vorrichtung zum Wärmetausch. Die Kurvenscheibe 4 weist umfangsseitig eine Einbuchtung 4a und eine Ausbuchtung 4b gegenüber der Kreisform auf, die sich gegenüberliegen. Da die elastokalorischen Bänder 3 zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Ring 2 eingespannt sind und unter Vorspannung stehen, verformen sich diese gemäß der Form der Kurvenscheibe 4. In dem Bereich der Einbuchtung 4a wird der innere Ring 2 in Richtung des Mittelpunkts verformt, wodurch die elastokalorischen Bänder 3 gespannt werden und sich auf Grund des elastokalorischen Effekts erwärmen. In dem Bereich der Einbuchtung 4b wird der innere Ring 2 in Gegenrichtung vom Mittelpunkt weg verformt, wodurch die elastokalorischen Bänder 3 entspannt werden und auf Grund des elastokalorischen Effekts abkühlen. Durch die Drehung der Kurvenscheibe 4 verschieben sich die genannten Bereiche, sodass jedes elastokalorische Band 3 zyklisch gespannt und entspannt wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist der innere Ring 2 zusätzlich Rollen 6 zwischen den Kettengliedern auf. Wenn sich die Kurvenscheibe 4 dreht, rollen die Rollen 6 über den Umfang der Kurvenscheibe 4 ab.
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Eine unten beschriebene Nockenwelle kann eine ähnliche Form, wie sie in 2 gezeigt und oben beschrieben wird, aufweisen und gegebenenfalls zusätzliche Rollen aufweisen.
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Die 3 zeigt eine Frontansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Wärmetausch. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der flexible innere Ring 7 aus einem Schubgliederband, auch Schubriemen genannt. Der steife äußere Ring 1 ist weiterhin feststehend. Innerhalb des inneren Rings 7 ist eine Nockenwelle 8 angeordnet, die sich dreht. An der Nockenwelle 8 sind Nocken 9 (hier nur eine gezeigt) ausgebildet, die als Ausbuchtungen auf den inneren Ring 7 einwirken und das Schubgliederband vom Mittelpunkt weg verformen. Auf der gegenüberliegenden Seite wirken die Nocken 9 als Einbuchtungen auf den inneren Ring und verformen das Schubgliederband vom Mittelpunkt weg. Dadurch werden die elastokalorischen Bänder wie oben beschrieben verformt.
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Zudem ist in 3 ein Trennelement 10 vorgesehen, dass zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Ring 2 angeordnet ist. Das Trennelement 10 ist aus wärmeisolierendem Material gebildet und sorgt dafür, dass die elastokalorischen Bänder 3 auf beiden Seiten thermisch voneinander isoliert sind. Dieses Trennelement 10 kann auch bei den obengenannten Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
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4 zeigt ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wärmetausch mit Leitungsscheiben 11, 12. Eine erste Leitungsscheibe 11 ist parallel zu dem äußeren Ring 1 und dem inneren Ring 2 an diesen angrenzend in axialer Richtung auf der einen Seite der beiden angeordnet und eine zweite Leitungsscheibe 12 ist parallel zu dem äußeren Ring 1 und dem inneren Ring 2 an diesen angrenzend in axialer Richtung auf der einen Seite der beiden angeordnet. Die erste Leitungsscheibe 11 ist in 5 dargestellt. Die Leitungsscheiben 11, 12 werden von der Nockenwelle 8 mit der gleichen Drehzahl wie die Nocke 9 angetrieben. In weiteren Ausführungsformen kann hierbei auch die oben beschrieben Kurvenscheibe 4 zusammen mit der Antriebswelle 5 verwendet werden, wobei die Leitungsscheiben 11, 12 dann mit der gleichen Drehzahl wie die Kurvenscheibe 4 angetrieben wird. Ein Motor 29 treibt die Nockenwelle 8 (bzw. die Antriebswelle) an. An die erste Leitungsscheibe 11 ist in axialer Richtung eine erste Abschlussscheibe 13 an diese angrenzend und parallel zu dieser angeordnet. An die zweite Leitungsscheibe 12 ist in axialer Richtung eine zweite Abschlussscheibe 14 an diese angrenzend und parallel zu dieser angeordnet. Während sich die Leitungsscheiben 11, 12 mit der Nocke 9 (bzw. mit der Kurvenscheibe) mitdrehen, sind die Abschlussscheiben 13, 14 unbeweglich in gleicher Weise wie der äußere Ring 1 fixiert. In diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Nockenwelle 8 (bzw. die Antriebswelle) durch die zweite Leitungsscheibe 12 und die zweite Abschlussscheibe 14 und ist mit einem Ende mit der ersten Leitungsscheibe 11 verbunden, in anderen Ausführungsbeispielen kann die Nockenwelle 8 durch die erste Leitungsscheibe 11 und die erste Abschlussscheibe 13 verlaufen und mit einem Ende mit der zweiten Leitungsscheibe 12 verbunden sein.
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In 4 sind zwei Gasflüsse 15 und 22 dargestellt, die zu einem Zeitpunkt gleichzeitig durch die Vorrichtung zum Wärmetransport strömen. Ein erster Gasfluss 15 wird durch einen ersten Gaseinlass 15 in der ersten Abschlussscheibe 13 in die Vorrichtung zum Wärmetausch eingeführt und strömt entlang einer Verbindungsbohrung 17 in der ersten Abschlussscheibe 13 zu einer ersten nierenförmigen Öffnung 18 in der ersten Leitungsscheibe 11. Diese erste nierenförmige Öffnung 18 verbindet die elastokalorischen Bänder 3', die zu diesem Zeitpunkt durch die Einbuchtung der Nocke 9 gespannt werden (im Folgenden als gespannte Bänder 3' bezeichnet und mit einem Strich (') gekennzeichnet). Ist ein oben beschriebenes Trennelement 10 vorhanden (hier nicht dargestellt, siehe 3), verbindet die erste nierenförmige Öffnung 18 alle elastokalorischen Bänder 3' auf einer Seite des Trennelements 10. Der erste Gasfluss wird durch die erste nierenförmige Öffnung 18 in der Leitungsscheibe 11 zu den gedehnten Bändern 3' geführt, wo er Wärme von den gespannten Bändern aufnimmt. Über eine zweite nierenförmige Öffnung 19 in der zweiten Leitungsscheibe 12, die ebenfalls alle gespannten Bänder 3' verbindet, verlässt der erste Gasfluss 15 die gedehnten Bänder 3'. Die zweite nierenförmige Öffnung 19 ist im Verhältnis zur ersten nierenförmigen Öffnung 18 weiter zur Mitte des inneren Rings 7 angeordnet, sodass der erste Gasfluss 15 möglichst lange mit den gespannten Bändern 3' in Verbindung steht. Schließlich wird der erste Gasfluss 15 über eine Verbindungsbohrung 20 in der zweiten Leitungsscheibe 12 zu einem Gasauslass 21 in der zweiten Abschlussscheibe 14 geführt, wo der erste Gasfluss 15 die Vorrichtung zum Wärmetausch in Richtung einer Wärmesenke (nicht dargestellt) verlässt.
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Ein zweiter Gasfluss 22 wird durch einen zweiten Gaseinlass 23 in der zweiten Abschlussscheibe 14 in die Vorrichtung zum Wärmetausch eingeführt und strömt entlang einer Verbindungsbohrung 24 in der zweiten Abschlussscheibe 14 zu einer dritten nierenförmigen Öffnung 25 in der zweiten Leitungsscheibe 12. Diese dritte nierenförmige Öffnung 25 verbindet die elastokalorischen Bänder 3", die zu diesem Zeitpunkt durch die Ausbuchtung der Nocke 9 entspannt werden (im Folgenden als gespannte Bänder 3" bezeichnet und mit zwei Strichen (") gekennzeichnet). Ist das oben beschriebene Trennelement 10 vorhanden, verbindet die dritte nierenförmige Öffnung 25 alle elastokalorischen Bänder 3" auf der anderen Seite des Trennelements 10. Der zweite Gasfluss 22 wird durch die dritte nierenförmige Öffnung 25 in der Leitungsscheibe 11 zu den entspannten Bändern 3 geführt, wo er Wärme an die entspannten Bänder 3" abgibt. Über eine vierte nierenförmige Öffnung 26 in der ersten Leitungsscheibe 11, die ebenfalls alle entspannten Bänder 3" verbindet, verlässt der zweite Gasfluss 22 die entspannten Bänder 3". Die dritte nierenförmige Öffnung 25 ist im Verhältnis zur vierten nierenförmigen Öffnung 26 weiter zur Mitte des inneren Rings 7 angeordnet, sodass der zweite Gasfluss 22 möglichst lange mit den entspannten Bändern 3" in Verbindung steht. Schließlich wird der zweite Gasfluss 15 über eine Verbindungsbohrung 27 in der ersten Leitungsscheibe 11 zu einem Gasauslass 28 in der ersten Abschlussscheibe 13 geführt, wo der zweite Gasfluss 22 die Vorrichtung zum Wärmetausch in Richtung einer Wärmequelle (nicht dargestellt) verlässt. Die Gaseinlässe 16, 23 und die Gasauslässe 21, 28 sind Gasanschlüsse, die mit herkömmlichen Gasanschlüssen, z. B. für einen Schlauch, verbindbar sind.
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Die erste und die vierte nierenförmige Öffnung 18, 26 und die Verbindungsbohrung 27 bilden die Kulisse der ersten Leitungsscheibe 11. Eine Frontansicht der ersten Leitungsscheibe 11 ist in 5 dargestellt. Die erste und die vierte nierenförmige Öffnung 18, 26 sind halbkreisförmig angeordnet und werden durch einen Steg unterbrochen, der an dem Trennelement 10 angeordnet ist.
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Die zweite und die dritte nierenförmige Öffnungen 23, 25 und die Verbindungsbohrung 20 bilden die Kulisse der zweiten Leitungsscheibe 12.
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In den obengenannten Ausführungsbeispielen kann eine Kurvenscheibe anstelle der Nockenwelle verwendet werden.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Wärmetausch, bei welcher der innere Ring 30 aus miteinander verbundenen Stangen 31 besteht, an denen die elastokalorischen Bänder 3 befestigt sind. Der äußere steife Ring 1 entspricht den oben genannten und ist fest fixiert. Die Stangen 31 des inneren Rings 30 sind länger als die Breite des äußeren Rings 1 und stehen an beiden Seiten der elastokalorischen Bänder 3 hervor. Es sind hierbei zwei Kurvenscheiben 32 vorgesehen, die auf beiden Seiten der elastokalorischen Bänder 3 in radialer Richtung parallel zum äußeren Ring 1 angeordnet sind. Eine Frontansicht einer der Kurvenscheiben 32 ist in 7 dargestellt. Die Kurvenscheibe 32 weist eine ringförmige Aussparung 33 mit einer Einbuchtung 33a und einer gegenüberliegenden Ausbuchtungen 33b auf. In dieser Aussparung 33 wird je ein Ende der Stangen 31 geführt. Zur Führung weist die Kurvenscheibe 32 ein Rollenlager 34 auf, über welches das Ende der Stangen 31 geführt wird. Die beiden gegenüberliegenden Kurvenscheiben 32 weisen gegengleich ausgebildete Aussparungen 33 auf, wobei jede Kurvenscheibe 32 je ein Ende der Stangen 31 in ihren Aussparungen 33 aufnimmt. Werden die Kurvenscheiben 32 durch die Antriebswelle 5 vom Motor 29 angetrieben, so werden die Enden der Stangen 31 in den Aussparungen 33 geführt und folgen den darin ausgebildeten Einbuchtungen 33a und Ausbuchtungen 33b. Dadurch wird der innere Ring 30 verformt und die elastokalorischen Bänder 3 werden entsprechend gedehnt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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