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QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/985 588, die am 29. April 2014 eingereicht wurde und deren Inhalt hier einbezogen wird.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Wärmetauscher zum Kühlen eines heißen Gases mit einem flüssigen Kühlmittel, und insbesondere auf Gas/Flüssigkeits-Ladeluftkühler mit einem Kunststoffgehäuse, das einen Wärmetauscher-Aluminiumkern umschließt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist bekannt, Gas/Flüssigkeits-Wärmetauscher zum Kühlen von komprimierter Ladeluft in Turbolader-Verbrennungsmaschinen oder in Brennstoffzellenmaschinen oder zum Kühlen von heißen Motorabgasen zu verwenden. Beispielsweise wird komprimierte Ladeluft typischerweise durch Verdichten von Umgebungsluft erzeugt. Während der Verdichtung kann die Luft auf eine Temperatur von etwa 200°C oder höher erwärmt werden, und muss gekühlt werden, bevor sie den Motor erreicht.
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Verschiedene Ausgestaltungen von Gaskühlungs-Wärmetauschern sind bekannt. Beispielsweise haben Gaskühlungs-Wärmetauscher allgemein einen Aluminiumkern, der aus einem Stapel von Rohren oder Plattenpaaren besteht, wobei jedes Rohr oder Plattenpaar einen inneren Kühlmittel-Durchgang definiert. Die Rohre oder Plattenpaaren weisen einen gegenseitigen Abstand auf, um Gasströmungs-Durchgänge zu definieren, die typischerweise mit turbulenzverstärkenden Einsätzen versehen sind, um die Wärmeübertragung von dem heißen Gas zu dem flüssigen Kühlmittel zu verbessern.
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Bei einigen Gas/Flüssigkeits-Ladeluftkühlern ist der Kern ”selbstumschließend”, was bedeutet, dass die Seiten der Gasströmungs-Durchgänge von den Seiten des Aluminiumkerns umschlossen sind. Die Gaseinlass- und -auslassöffnungen sind typischerweise an den offenen Enden der Gasströmungs-Durchgänge angeordnet. Behälter sind über den Enden des Kerns angeordnet, um die offenen Enden des Kerns zu umschließen, um Einlass- und Auslassöffnungen vorzusehen und Verteilerräume für die Gasströmung vorzusehen. Jedoch kann es schwierig sein, eine zuverlässige Falzabdichtung zu erzielen, insbesondere, wenn die Behälter und der Kern aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Zusätzlich enthalten die Rohr oder Plattenpaare Flansche oder andere Strukturen, um die Seiten des Kerns zu umschließen, was die Materialkosten des Kerns erhöht.
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Es besteht ein Bedarf für Gaskühlungs-Wärmetauscher, die eine hohe Zuverlässigkeit besitzen, während sie übermäßige Material- und/oder Herstellungskosten vermeiden.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt ist ein Gas/Flüssigkeits-Wärmetauscher vorgesehen, welcher aufweist: (a) einen Kern mit einer Oberseite, einer Unterseite, einem Paar von seitlichen Seiten, einem Einlassende, einem Auslassende, einer Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung, einer Gaseinlassöffnung und Gasauslassöffnung, wobei die Gaseinlassöffnung und Gasauslassöffnung an dem jeweiligen Einlass- und Auslassende des Kerns angeordnet sind; (b) ein Gehäuse, das zumindest teilweise den Kern umgibt, wobei das Gehäuse einen Einlassendbereich über dem Einlassende des Kerns und einen Auslassendbereich über dem Auslassende des Kerns aufweist; wobei der Einlassendbereich des Gehäuses eine Gaseinlassöffnung in Verbindung mit der Gaseinlassöffnung des Kerns enthält und der Auslassendbereich des Gehäuses eine Gasauslassöffnung in Verbindung mit der Gasauslassöffnung des Kerns enthält; und wobei das Gehäuse ein Einlasssegment, das den Einlassendbereich des Gehäuses enthält, und ein Auslasssegment, das den Auslassendbereich des Gehäuses enthält, aufweist, wobei das Einlass- und das Auslasssegment getrennt gebildet sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel umgibt das Gehäuse den Kern, wobei das Gehäuse eine obere Abdeckung über der Oberseite des Kerns, eine untere Abdeckung über der Unterseite des Kerns und ein Paar von Seitenabdeckungen über den seitlichen Seiten des Kerns aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Gehäuse eine Kühlmittel-Einlassöffnung, die mit der Kühlmittel-Einlassöffnung des Kerns verbunden ist, und eine Kühlmittel-Auslassöffnung, die mit der Kühlmittel-Auslassöffnung des Kerns verbunden ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind das Einlass- und das Auslasssegment jeweils mit einem Rest des Gehäuses entlang einer abgedichteten Verbindung verbunden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Einlasssegment des Gehäuses entlang der abgedichteten Verbindung direkt mit dem Auslasssegment verbunden. Bei einem Ausführungsbeispiel liegt ein Teil der abgedichteten Verbindung in einer Ebene, die sich durch beide Seitenabdeckungen des Gehäuses erstreckt. Bei einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich Teile der abgedichteten Verbindung über die obere Abdeckung und die untere Abdeckung des Gehäuses.
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Bei einem Ausführungsbeispiel liegt ein Teil der abgedichteten Verbindung in einer Ebene, die sich durch beide Seitenabdeckungen des Gehäuses erstreckt, wobei die Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Abdeckung und/oder der unteren Abdeckung des Gehäuses verläuft. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Teil der abgedichteten Verbindung über die obere Abdeckung des Gehäuses zwischen der Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung des Gehäuses, derart, dass eine von der Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung in dem Einlasssegment des Gehäuses angeordnet ist und die andere von der Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung in dem Auslasssegment des Gehäuses angeordnet ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel liegt ein Teil der abgedichteten Verbindung in einer Ebene, die sich durch beide Seitenabdeckungen des Gehäuses erstreckt, wobei die Ebene relativ zu der oberen Abdeckung und/oder der unteren Abdeckung des Gehäuses geneigt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Teil der abgedichteten Verbindung über die obere Abdeckung des Gehäuses nahe des Auslassendbereichs des Gehäuses, wobei die Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung des Gehäuses jeweils in dem Einlasssegment des Gehäuses angeordnet sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind das Einlass- und das Auslasssegment des Gehäuses jeweils aus einem Kunststoffmaterial gebildet, wobei der Kern aus Aluminium besteht. Bei einem Ausführungsbeispiel hat das Kunststoffmaterial des Einlasssegments einen Wärmewiderstand, der größer als der Wärmewiderstand des Kunststoffmaterials des Auslasssegments ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel bestehen das Einlass- und Auslasssegment des Gehäuses jeweils aus einem Kunststoffmaterial, wobei die Kühlmittel-Einlassöffnung des Gehäuses mit einer Kunststoff-Einlassarmatur versehen ist und die Kühlmittel-Auslassöffnung des Gehäuses mit einer Kunststoff-Auslassarmatur versehen ist, wobei die Kühlmittel-Einlassöffnung des Kerns mit einer Aluminium-Einlassarmatur versehen ist und die Kühlmittel-Auslassöffnung des Kerns mit einer Aluminium-Auslassarmatur versehen ist, und wobei die Kühlmittel-Einlassarmatur des Kerns abdichtend in der Kühlmittel-Einlassöffnung des Gehäuses aufgenommen ist und die Kühlmittel-Auslassarmatur des Kerns abdichtend in der Kühlmittel-Auslassöffnung des Gehäuses aufgenommen ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Kern einen Stapel aus flachen Rohren auf, wobei jedes der Rohre ein hohles Inneres hat, das einen Kühlmittel-Strömungsdurchgang definiert, wobei die Rohre einen gegenseitigen Abstand aufweisen, um Gasströmungs-Durchgänge zwischen den Rohren zu definieren. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Oberseite des Kerns durch eine obere Platte des Kerns definiert, wobei sowohl die Einlassöffnung als auch die Auslassöffnung des Kerns in der oberen Platte angeordnet sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind turbulenzerhöhende Einsätze in den Gasströmungs-Durchgängen angeordnet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Seitenabdeckungen des Gehäuses durch einen Spalt von einer der Seiten des Kerns getrennt, wobei der Wärmetauscher weiterhin zumindest ein Bypass-Blockierungselement aufweist, wobei jedes der Blockierungselemente zumindest teilweise einen der Spalte blockiert. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich jedes der Bypass-Blockierungselemente entlang einer der Seiten des Kerns, und erstreckt sich von der Oberseite zu der Unterseite des Kerns, um einen der Spalte im Wesentlichen vollständig zu blockieren.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind beide Bypass-Blockierungselemente an nur einem der Segmente des Gehäuses angebracht. Bei einem Ausführungsbeispiel sind beide Bypass-Blockierungselemente an dem Auslasssegment des Gehäuses angebracht.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Bypass-Blockierungselemente sowohl in dem Einlass- als auch in dem Auslasssegment des Gehäuses angeordnet. Bei einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Bypass-Blockierungselemente entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des Kerns von Einlassende zu dem Auslassende.
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Bei einem Ausführungsbeispiel enthalten die Seiten des Kerns Vertiefungen, wobei die Bypass-Blockierungselemente jeweils eine Kammstruktur mit Fingern, die sich in die Vertiefungen erstrecken, aufweisen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich die abgedichtete Verbindung in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene, die sich von der unteren Abdeckung zu der oberen Abdeckung erstreckt, wobei sie jede von der oberen Abdeckung, der unteren Abdeckung und den seitlichen Abdeckungen in zwei Teile teilt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die abgedichtete Verbindung durch ein Paar von geschachtelten axialen Flanschen gebildet, von denen ein erster sich axial von einem Ende des Einlasssegments weg erstreckt, und ein zweiter Flansch sich axial von einem Ende des Auslasssegments weg erstreckt. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die axialen Flansche so geformt und bemessen, dass der einen der Flansche in den anderen der Flansche passt und mit diesem verschachtelt ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind das Einlass- und das Auslasssegment des Gehäuses jeweils tassenförmig mit offenen Enden, wobei die abgedichtete Verbindung sich in einer Ebene befindet, die zwischen der Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung liegt, derart, dass die Kühlmittel-Einlassöffnung und die Kühlmittel-Auslassöffnung sich auf entgegengesetzten Seiten der abgedichteten Verbindung befinden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die abgedichtete Verbindung in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene angeordnet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Kühlmittel-Einlassöffnung und die -Auslassöffnung sowie die Kühlmittel-Einlassarmatur und -Auslassarmatur in einem Anschlussbereich des Gehäuses angeordnet, wobei der Anschlussbereich von dem Einlasssegment und dem Auslasssegment getrennt gebildet ist. In einem Ausführungsbeispiel weist der Anschlussbereich einen Abdeckbereich mit einem ersten Ende, an dem die Kühlmittel-Einlassöffnung angeordnet ist und an dem die Einlassarmatur an ihrer oberen Oberfläche befestigt ist, und einem zweiten Ende, an dem die Kühlmittel-Auslassöffnung angeordnet ist und an dem die Auslassarmatur an seiner oberen Oberfläche befestigt ist, auf.
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Bei einem Ausführungsbeispiel hat die obere Abdeckung des Gehäuses eine längliche geschlitzte Öffnung, wobei der Abdeckbereich des Anschlussbereichs so geformt und bemessen ist, dass er die geschlitzte Öffnung abdeckt. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die geschlitzte Öffnung über die abgedichtete Verbindung und enthält einen ersten Bereich in dem Einlasssegment und einen zweiten Bereich in dem Auslasssegment, wobei der erste und der zweite Bereich der geschlitzten Öffnung an den offenen Enden des Einlass- und des Auslasssegments offen sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Kühlmittel-Einlassöffnung des Kerns mit einer Aluminium-Einlassarmatur versehen, und die Kühlmittel-Auslassöffnung des Kerns ist mit einer Aluminium-Auslassarmatur versehen, wobei die Kühlmittel-Einlassöffnung des Kerns in der Kühlmittel-Einlassöffnung des Anschlussbereichs des Gehäuses aufgenommen ist, und die Kühlmittel-Auslassöffnung des Kerns in der Kühlmittel-Auslassöffnung des Anschlussbereichs des Gehäuses aufgenommen ist. Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Abdeckbereich des Anschlussbereichs eine untere Oberfläche, von der sich zylindrische Kragen abwärts erstrecken, wobei die zylindrischen Kragen ausgestaltet sind, über die Einlass- und die Auslassarmatur des Kerns zu passen und diese abzudichten.
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Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Abdeckbereich einen sich abwärts erstreckenden Umfangsflansch, und das Gehäuse hat einen hochstehenden Umfangsflansch, der im Wesentlichen die geschlitzte Öffnung in der oberen Abdeckung des Gehäuses umgibt; und wobei der sich abwärts erstreckende Umfangsflansch des Abdeckbereichs ausgestaltet ist, über den hochstehenden Umfangsflansch des Gehäuses zu passen und mit diesem verschachtelt zu sein.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Kern gleitbar sowohl in dem Einlass- als auch dem Auslasssegment des Gehäuses aufgenommen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird nun nur beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Gas/Flüssigkeits-Wärmetauschers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist;
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2 ein Querschnitt entlang der Linie 2-2' in 1 ist;
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3 ein Querschnitt entlang der Linie 3-3' in 1 ist;
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4 ein Längsschnitt durch den Wärmetauscher in 1 ist;
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5 ein vergrößerter Teil des Querschnitts nach 4 ist;
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6 eine isolierte perspektivische Draufsicht auf das Gehäuse des Wärmetauschers in 1 ist;
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7 eine Seitenansicht des Einlasssegments des Gehäuses des Wärmetauschers in 1 ist;
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8 eine Seitenansicht des Auslasssegments des Gehäuses des Wärmetauschers in 1 ist;
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9 eine perspektivische Ansicht ist, die das Innere des Auslasssegments zeigt;
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10 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Gehäuses eines Wärmtauschers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
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11 eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist; und
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12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12' in 11 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein Wärmetauscher 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird nun nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 9 beschrieben.
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Der Wärmetauscher 10 ist ein Ladeluftkühler für ein Motorfahrzeug, das von einer Maschine angetrieben wird, die verdichtete Ladeluft benötigt, wie eine Verbrennungsmaschine mit Turbolader oder eine Brennstoffzellenmaschine. Der Wärmetauscher 10 wird stromabwärts eines Luftkompressors und stromaufwärts eines Lufteinlassverteilers der Maschine, um die heiße verdichtete Ladeluft zu kühlen, bevor sie die Maschine erreicht, befestigt. In der folgenden Beschreibung ist das durch den Wärmetauscher 10 zirkulierende Kühlmittel ein flüssiges Kühlmittel, das dasselbe wie das Maschinenkühlmittel sein kann, und das Wasser oder eine Wasser-Glykol-Mischung aufweisen kann.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die spezifische Anordnung und die Lage der Einlass- und der Auslassöffnung für Luft und Kühlmittel zumindest teilweise von der spezifischen Konfiguration des Lufteinlasssystems eines Fahrzeugs abhängen und entsprechend der jeweiligen Anwendung variieren.
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Der Wärmetauscher 10 weist einen Kern 12 mit einer oberen Seite 14, einer unteren Seite 16, einem Paar von seitlichen Seiten 18, 20, einem Einlassende 22, ein Auslassende 24, eine Kühlmitteleinlassöffnung 26, eine Kühlmittel-Auslassöffnung 28 und eine Gaseinlass- und eine Gasauslassöffnung 30, 32 auf. Die Gaseinlass- und Gasauslassöffnungen 30, 32 sind an dem jeweiligen Einlass- und Auslassende 22, 24 des Kerns 12 angeordnet. Der Kern 12 des Wärmetauschers 10 besteht typischerweise aus einem Metall wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wobei die Komponenten des Kerns 12 durch Hartlöten miteinander verbunden sind. Der hier verwendete Begriff ”Aluminium” soll Aluminium und seine Legierungen enthalten.
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Die Struktur des Kerns 12 ist variabel, und die hier beschriebene und in den Zeichnungen gezeigte spezifische Konstruktion ist nur ein Beispiel für eine mögliche Kernkonstruktion. Die Struktur des Kerns 12 ist am besten aus den Querschnittsansichten der 2 bis 4 ersichtlich. Der Kern 12 weist einen Stapel von flachen Rohren 48 auf, wobei jedes der Rohre 48 ein hohles Inneres hat, das einen Kühlmittel-Strömungsdurchgang 50 definiert. Die Rohre 48 können verschiedene Konstruktionen haben, und sie bestehen in dem ersten Ausführungsbeispiel aus Paaren von Platten, die in einander zugewandter Beziehung miteinander verbunden sind, und sie sind durch Hartlöten entlang ihrer Umfangsflansche abdichtend miteinander verbunden.
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Die Rohre 48 weisen einen gegenseitigen Abstand auf, wobei Gasströmungs-Durchgänge 52 zwischen benachbarten Rohren 48 definiert sind. Die Gasströmungs-Durchgänge 52 erstrecken sich von dem Einlassende 22 zu dem Auslassende 24 des Kerns 12, und die Richtung der Gasströmung durch den Kern 12 ist in den 1 und 4 durch den Pfeil A illustriert.
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Die sich durch den Kern 12 erstreckenden Gasströmungs-Durchgänge 52 können mit turbulenzerhöhenden Einsätzen 62 wie gewellten Rippen oder Turbulizern versehen sein, um eine erhöhte Turbulenz und eine größere Oberfläche für die Wärmeübertragung zu schaffen sowie eine strukturelle Stütze für den Kern 12 zu erhalten. Die gewellten Rippen und die Turbulizer sind in den Zeichnungen nur schematisch gezeigt.
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Die hier verwendeten Begriffe ”Rippe” und ”Turbulizer” sollen sich auf gewellte, turbulenzerhöhende Einsätze beziehen, die mehrere sich axialer erstreckende Kämme oder Grate haben, die durch Seitenwände verbunden sind, wobei die Grate abgerundet oder flach sind. Wie hier definiert ist, hat eine ”Rippe” kontinuierliche Grate, während ein ”Turbulizer” Grate hat, die entlang ihrer Länge unterbrochen sind, so dass die axiale Strömung durch den Turbulizer gewunden ist. Turbulizer werden manchmal als versetzte oder durchbohrte Streifenrippen bezeichnet, und Beispiele für derartige Turbulizer sind im
US-Patent Nr. Re. 35 890 (So) und im
US-Patent Nr. 6 273 183 (So et al.) beschrieben. Die Patente von So und So et al. werden hier in ihrer Gesamtheit einbezogen.
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Die Kühlmittel-Strömungsdurchgänge 50 des Kerns 12 sind durch ein Paar von Kühlmittelverteilern verbunden, das heißt, einen Kühlmittel-Einlassverteiler 54 und einen Kühlmittel-Auslassverteiler 56. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Verteiler 54, 56 durch Vorsehen geöffneter, hochstehender Wulste oder Blasen in jeder der Platten gebildet, die die Rohre 48 ergeben, wobei die Wulste von benachbarten Plattenpaaren verbunden sind, um kontinuierliche Verteiler 54, 56 zu bilden. Die Verteiler 54, 56 sind mit jedem der Kühlmittel-Strömungsdurchgänge 50 in Verbindung und erstrecken sich über die Höhe des Kerns 12 von der oberen Seite 14 zu der unteren Seite 16. Die unteren Enden der Verteiler 54, 56 sind durch eine untere Platte 58, die die untere Seite 16 des Kerns 12 definiert, verschlossen, während die obere Seite 14 des Kerns 12 durch eine obere Platte 60 definiert ist, in der die Kühlmittel-Einlassöffnung 26 und die Kühlmittel-Auslassöffnung 28 definiert sind.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel weisen der Einlass- und der Auslassverteiler 54, 56 entlang der Richtung A der Gasströmung einen gegenseitigen Abstand auf, wobei sich der Einlassverteiler 54 in der Nähe des Auslassendes 24 des Kerns 12 befindet und der Auslassverteiler 54 sich in der Nähe des Einlassendes 22 des Kerns 12 befindet. Daher bewegen sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Luft und das Kühlmittel im Gegenstrom, wobei das Kühlmittel in einer Richtung entgegengesetzt zur Gasströmungsrichtung A strömt. Alternativ kann die Lage des Einlass- und des Auslassverteilers 54, 56 umgekehrt sein, so dass die Luft und das Kühlmittel sich in einer Parallelströmung bewegen, wobei das Kühlmittel in einer Richtung parallel zu der Gasströmungsrichtung A strömt. Bei noch anderen Ausführungsbeispielen können beide Verteiler 54, 56 benachbart desselben Endes 22 oder 24 des Kerns 12 angeordnet sein, wobei die Kühlmittel-Strömungsdurchgänge 50 U-förmig sind.
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Der Wärmetauscher 10 weist weiterhin ein Gehäuse 34 auf, das den Kern 12 zumindest teilweise umgibt. Das Gehäuse 34 weist zumindest einen Einlassendbereich 36, der über dem Einlassende 22 des Kerns 12 angeordnet ist, und einen Auslassendbereich 38, der über dem Auslassende 24 des Kerns 12 angeordnet ist, auf. Der Einlassendbereich 36 enthält eine Gaseinlassöffnung 40, die mit der Gaseinlassöffnung 30 des Kerns 12 verbunden ist und auch eine Gaseinlassarmatur 41 für eine direkte oder indirekte Verbindung mit einer stromaufwärtsseitigen Komponente eines Fahrzeug-Maschinensystems wie einem Luftkompressor (nicht gezeigt) enthält. Der Auslassendbereich 38 enthält eine Gasauslassöffnung 42, die mit der Gasauslassöffnung 32 des Kerns 12 verbunden ist und auch eine Gasauslassarmatur 43 für eine direkte oder indirekte Verbindung mit einer stromabwärtsseitigen Komponente eines Fahrzeug-Maschinensystems wie einem Einlassverteiler (nicht gezeigt) enthält.
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Der Einlass- und der Auslassendbereich 36, 38 sind in eigenständigen, getrennt gebildeten Segmenten des Gehäuses 34 angeordnet. In dieser Hinsicht ist das Gehäuse 34 aus mehreren Segmenten gebildet, enthaltend ein Einlasssegment 44, das den Einlassendbereich 36 enthält, und ein Auslasssegment 46, das den Auslassendbereich 38 des Gehäuses 34 enthält.
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Wie ersichtlich ist, ist während des Betriebs des Wärmetauschers 10 der Einlassendbereich 36 des Gehäuses 34 in direktem Kontakt mit der heißen Ladeluft, die nicht durch den Kern 12 des Wärmetauschers 10 hindurchgegangen ist, während der Auslassendbereich 38 des Gehäuses 34 in direktem Kontakt mit gekühlter Ladeluft, die beim Durchströmen der Gasströmungs-Durchgänge 52 des Kerns 12 Wärme auf das Kühlmittel übertragen hat, ist. Die Temperaturdifferenz zwischen der heißen und der kalten Ladeluft kann beträchtlich sein, wobei die Ladeluft-Einlasstemperatur zwischen 150 und 200 Grad Celsius liegt und die Ladeluft-Auslasstemperatur zwischen etwa 50 und 100 Grad Celsius liegt.
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Das Vorsehen des Einlass- und des Auslassendbereichs 36, 38 in getrennten Segmenten 44, 46 des Gehäuses 34 ermöglicht den Bereichen des Gehäuses 34, die in direktem Kontakt mit heißer Ladeluft sind, aus einem Material mit höherer Wärmebeständigkeit zu bestehen als die Bereiche des Gehäuses 34, die in direktem Kontakt mit der gekühlten Ladeluft sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat das das Einlasssegment 44 bildende Material einen Wärmewiderstand, der größer als der Wärmewiderstand des das Auslasssegment 46 bildenden Materials ist. Beispielsweise ist der Wärmewiderstand des das Einlasssegment 44 bildenden Materials ausreichend, um kontinuierlichen Betriebstemperaturen zu widerstehen, die höher als die maximale Temperatur der in den Einlassendbereich 36 des Gehäuses 34 eintretenden Ladeluft sind. Andererseits ist der Wärmewiderstand des das Auslasssegment 46 bildenden Materials ausreichend zum Widerstehend kontinuierlicher Betriebstemperaturen, die höher als die maximale Temperatur der in den Auslassendbereich 38 des Gehäuses 34 eintretenden Ladeluft sind.
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Da Materialien mit einem größeren Wärmewiderstand im Allgemeinen kostenaufwendiger als Materialien mit einem niedrigeren Wärmewiderstand sind, kann die Trennung des Gehäuses 34 in das Einlasssegment 44, das hochtemperaturbeständig ist, und das Auslasssegment 46, das niedrigtemperaturbeständig ist, einen Kostennutzen gegenüber einem Gehäuse ergeben, das vollständig aus einem Material mit ausreichendem Wärmewiderstand, um kontinuierlich heißer Ladeluft ausgesetzt zu sein, gebildet ist.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung besteht das Gehäuse 34 aus Kunststoff, wobei das Einlasssegment 44 aus einem oder mehreren Kunststoffmaterialien mit hohem Wärmewiderstand gebildet ist, wie vorstehend beschrieben ist, und das Auslasssegment 46 aus einem oder mehreren Kunststoffmaterialien gebildet ist, die einen niedrigeren Wärmewiderstand haben, wie vorstehend beschrieben ist.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 34 kontinuierlich und umgibt im Wesentlichen vollständig den Kern 12. Zusätzlich zu dem Einlassendbereich 36 und dem Auslassendbereich 38 weist das Gehäuse 34 auch eine obere Abdeckung 64, die über der oberen Seite 14 des Kerns 12 angeordnet ist, eine untere Abdeckung 66, die über der unteren Seite 16 des Kerns 12 angeordnet ist, und ein Paar von seitlichen Abdeckungen 68, 70, die über den Seiten 18, 20 des Kerns 12 angeordnet sind, auf. Die Endbereiche 36, 38 und die Abdeckungen 64, 66, 68, 70 des Gehäuses 34 sind so miteinander verbunden, dass sie den Kern 12 kontinuierlich umschließen, mit Ausnahme der Gaseinlass- und der Gasauslassöffnung 40, 42.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 34 diskontinuierlich sein, wobei das Einlass- und das Auslasssegment 44, 46 jeweils eine Endkappe oder einen Endbehälter aufweisen können, der über ein Ende 22 oder 24 des Kerns 12 passt. Bei einer derartigen Konstruktion können die Segmente 44, 46 direkt an der oberen Seite 14, der unteren Seite 16 und den seitlichen Seiten 18, 20 des Kerns 12 angebracht sein, beispielsweise durch Falten oder andere Befestigungsmittel. Bei diesem Konstruktionstyp ist der Kern 12 notwendigerweise selbst umschlossen, mit geschlossenen Seiten 18, 20.
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Bei dem kontinuierlichen Gehäuse 12 des ersten Ausführungsbeispiels sind das Einlass- und das Auslasssegment 44, 46 des Gehäuses 34 entlang einer abgedichteten Verbindung 76 direkt miteinander verbunden. Ein Teil der abgedichteten Verbindung 76 kann sich durch eine oder beide der seitlichen Abdeckungen 68, 70 des Gehäuses 34 erstrecken. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel teilt die abgedichtete Verbindung 76 jede der seitlichen Abdeckungen 68, 70 in zwei Teile, wobei ein Teil zu dem Einlasssegment 44 gehört und der andere Teil zu dem Auslasssegment 46 gehört. Obgleich dies nicht wesentlich ist, kann ein Teil der abgedichteten Verbindung 76 sich in einer Diagonalebene befinden, die sich von der unteren Abdeckung 66 zu der oberen Abdeckung 64 erstreckt. Weiterhin können sich die diagonalen Teile der abgedichteten Verbindung 76 von einem Ende des Gehäuses 34 zu dem anderen hin erstrecken, beginnend an der unteren Abdeckung 66 nahe des Einlassendbereichs 36 und endend an der oberen Abdeckung 64 nahe des Auslassendbereichs 38. Zusätzlich enthält die abgedichtete Verbindung 76 einen Teil, der sich quer über die obere Abdeckung 64 des Gehäuses 34 nahe des Auslassendbereichs 38 erstreckt, und einen Teil, der sich quer über die untere Abdeckung 66 des Gehäuses 34 nahe des Einlassendbereichs 36 erstreckt.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie in den 7 und 8 gezeigt ist, die Verbindung 76 durch ein Paar von Flanschen 77 gebildet, die von den äußeren Oberflächen des Gehäuses 34 nach außen vorstehen und sich kontinuierlich entlang des gesamten Umfangs der Verbindung 76 erstrecken, wobei ein Flansch 77 an dem Einlasssegment 44 vorgesehen ist und der andere Flansch 77 an dem Auslasssegment 46 vorgesehen ist. Zusätzlich können die gepaarten Flansche 77 mit einer ineinandergreifenden Anordnung (nur in 5 gezeigt) versehen sein, bei der eine vorstehende Rippe 79 eines Segments 44 oder 46 in einer Nut 81 des anderen Segments 44 oder 46 aufgenommen ist.
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Bei dem wie vorstehend beschrieben aus Segmenten 44, 46 gebildeten Gehäuse 34 ist dieses effektiv in zwei keilförmige Segmente geteilt. Diese Konstruktion ist unter dem Gesichtspunkt der Herstellung vorteilhaft, da sie ermöglicht, dass der vorher zusammengesetzte Kern 12 zuerst an einem der Segmente 44 oder 46 angebracht wird, und dann ermöglicht, dass das andere Segment 44 oder 46 des Gehäuses 34 zu der Anordnung hinzugefügt und an dem anderen Segment 44 oder 46 entlang der abgedichteten Verbindung 76 befestigt wird. Die Vorteile dieser Konstruktion werden nachfolgend weiter diskutiert.
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Wie vorstehend diskutiert ist, haben der Kühlmittel-Einlassverteiler und -Auslassverteiler 54, 56 in der Gasströmungsrichtung A einen gegenseitigen Abstand, und sind beide durch die untere Platte 58 geschlossen. Folglich sind die Kühlmittel-Einlassöffnung 26 und die Kühlmittel-Auslassöffnung 28 jeweils in der oberen Seite 14 des Kerns 12 angeordnet, und genauer gesagt in der oberen Platte 60, um mit den Verteilern 54, 56 in Verbindung zu sein. In gleicher Weise sind sowohl die Kühlmittel-Einlassöffnung 72 und die Kühlmittel-Auslassöffnung 74 des Gehäuses 34 in der oberen Abdeckung 64 von diesem angeordnet und in Verbindung mit der Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung 26, 28 des Kerns 12. Das Gehäuse 34 weist weiterhin ein Paar von Kühlmittel-Einlass- und -Auslassarmaturen 78, 80 auf, die mit den jeweiligen Kühlmittel-Einlass- und -Auslassöffnungen 72, 74 verbunden und ausgestaltet sind für die Verbindung mit Kühlmittelleitungen (nicht gezeigt) in einem Kühlmittel-Zirkulationssystem (nicht gezeigt).
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Wenn das Gehäuse 34 aus Kunststoff besteht und der Kern 12 eine aus Aluminium bestehende, hartgelötete Anordnung aufweist, enthält der Wärmetauscher 10 Mittel zum Bilden einer abgedichteten Verbindung zwischen der Kühlmittel-Einlass- und -Auslassöffnung 26, 28 des Kerns 12 und der Kühlmittel-Einlass- und -Auslassöffnung 72, 74 des Gehäuses 34, und/oder der Einlass- und der Auslassarmatur 78, 80. Für diesen Zweck weist der Kern 12 weiterhin eine Kühlmittel-Einlass- und -Auslassarmatur 82, 84 auf, die aus Aluminium gebildet und mit dem Rest des Kerns 12 hartverlötet sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel haben die Kühlmittel-Einlass- und -Auslassarmatur 82, 84 die Form zylindrischer Stutzen, die abdichtend innerhalb hochstehender zylindrischer Kragen 86, 88, die die Kühlmittel-Einlassöffnung und Auslassöffnung 72, 74 des Gehäuses 34 umgeben, aufgenommen sind. Die Kragen 86, 88 sind mit dem Gehäuse 34 integriert. Die Einlass- und die Auslassarmatur 82, 84 sind innerhalb der Kragen 86, 88 durch einen O-Ring 85 abgedichtet, der in einer ringförmigen Nut in den äußeren Oberflächen der Armaturen 82, 84 aufgenommen ist.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel haben die Kühlmittelarmaturen 78, 80 jeweils einen zylindrischen Basisbereich, der über den hochstehenden Kragen 86 oder 88 von einer von der Einlass- oder Auslassöffnung 72 oder 74 gepasst und mit dieser versiegelt ist.
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Während der Herstellung des Wärmetauschers 10 wird die hartgelötete Anordnung des Kerns 12 an dem Einlasssegment 44 des Gehäuses 34 befestigt durch Einsetzen der Kühlmittelarmaturen 82, 84 des Kerns 12 in die Kragen 86, 88, die die Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung 72, 74 des Gehäuses 34 umgeben. Um die Bildung dieser Subanordnung zu ermöglichen, ist die untere Seite des Einlasssegments 44 im Wesentlichen offen, und daher ist im Wesentlichen die gesamte untere Abdeckung 66 des Gehäuses 34 in dem Auslasssegment 46 des Gehäuses 34 angeordnet.
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Die turbulenzerhöhenden Einsätze 62 verleihen dem Kern 12 einen bestimmten Widerstand gegenüber der Gasströmung, und daher hat die heiße Ladeluft die Tendenz, den Wärmetauscherkern 12 zu umgehen und durch etwaige Spalte zwischen dem Gehäuse 34 und dem Kern 12, die eine freie Strömung zwischen der Gaseinlassöffnung 40 und der Gasauslassöffnung 42 des Gehäuses 34 zulassen, hindurchzugehen.
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Wie am besten aus den 2 und 3 ersichtlich ist, gibt es seitliche Spalte 90, 92 zwischen jeder seitlichen Abdeckung 68 oder 70 des Gehäuses 34 und der entsprechenden Seite 18 oder 20 des Kerns 12. Die Anwesenheit der Spalte 90, 92 ergibt sich teilweise durch den Abstand zwischen den Rohren 48 und den seitlichen Abdeckungen 68, 70 des Gehäuses 34, und teilweise durch den Abstand zwischen den Kanten der turbulenzerhöhenden Einsätze 62 und den seitlichen Abdeckungen 68, 70 des Gehäuses 34. Wenn diese offengelassen werden, ermöglichen diese Spalte 90, 92 eine übermäßige Umgehungsströmung der heißen Ladeluft, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmetauschers 10 verringert wird. Daher sind die Seitenabdeckungen 68, 70 des Kerns 34 mit Bypass-Blockierungselementen 94, 96 versehen, von denen jedes zumindest teilweise einen der Spalte 90 oder 92 blockiert.
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In der in den Zeichnungen gezeigten Kernkonstruktion bestehen die Kanten der Rohre 48 aus den Umfangsflanschen der Kernplatten, aus denen die Rohre 48 gebildet sind. Die turbulenzerhöhenden Einsätze 62 sind nur zwischen den erhabenen Bereichen der Kernplatten, die die Kühlmittel-Strömungsdurchgänge 50 definieren, angeordnet, und sie erstrecken sich daher nicht bis zu den Kanten der Umfangsflansche der Rohre 48. Aus diesem Grund haben die Seiten 18, 20 des Kerns 12 ein kammartiges Aussehen. Als eine Folge haben die Bypass-Blockierungselemente 94, 96 ein komplementäres kammartiges Profil mit Fingern 98, wie in 9 gezeigt ist. Diese Finger 98 erstrecken sich in die Räume zwischen den Rohren 48, wie in 3 gezeigt ist, wodurch einige oder sämtliche der Spalte 90, 92 blockiert werden.
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Um eine effektive Blockierung der Bypassströmung zu erhalten, können sich die Blockierungselemente 94, 96 von der oberen Seite 14 bis zur unteren Seite 16 des Kerns 12 erstrecken, und sie können integral mit dem Gehäuse 34 gebildet sein. Da die kammartige Struktur der Blockierungselemente 94, 96 die Bildung der Subanordnung aus dem Kern 12 und dem Einlasssegment 44 des Gehäuses 34 stören kann, sind beide Bypass-Blockierungselemente 94, 96 an dem Auslasssegment 46 des Gehäuses 34 angebracht. Um die Montage des Wärmetauschers 10 zu beenden, kann das Auslasssegment 46 dann über das Einlassende 22 des Kerns 12 in der Richtung des Pfeils A gleiten, derart, dass die Finger 98 der Blockierungselemente 94, 96 zwischen die Rohre 48 gleiten.
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Da die Bypass-Blockierungselemente 94, 96 jeweils in dem Auslasssegment 46 angeordnet sind und sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Kerns 12 erstrecken, sind sie nahe des Auslassendbereichs 38 des Wärmetauschers 10 angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Konfiguration der Bypass-Blockierungselemente 94, 96 teilweise von der Konstruktion des Kerns 12 abhängt, und dass die Konfiguration und die Lage der Blockierungselemente 94, 96 abhängig von der Struktur des Kerns 12 von den hier beschriebenen verschieden sein können.
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Obgleich das erste Ausführungsbeispiel eine spezifische Konfiguration der abgedichteten Verbindung 76, die in einer diagonalen Ebene liegt, zeigt, ist darauf hinzuweisen, dass andere Konstruktionen möglich sind. Beispielsweise können das Einlass- und das Auslasssegmente 44, 46 des Gehäuses 34 entlang einer vertikalen Ebene, die durch die seitlichen Abdeckungen 68, 70 des Gehäuses 34 schneidet, getrennt sein. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel liegt ein Teil der abgedichteten Verbindung in einer Ebene, die sich durch beide Seitenabdeckungen 68, 70 des Gehäuses 34 erstreckt, wobei diese Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Abdeckung 64 und/oder der unteren Abdeckung 68 des Gehäuses 34 verläuft.
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Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Richtung der Strömung der Ladeluft durch den Wärmetauscher 10 gegenüber der in den Zeichnungen gezeigten umgekehrt sein kann.
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Ein Wärmetauscher 110 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend mit Bezug auf die 10 bis 12 beschrieben. Der Wärmetauscher 110 enthält eine Anzahl von Elementen, die dieselben sind wie die Elemente des vorstehend beschriebenen Wärmetauschers 10 oder diesem ähnlich sind. Demgemäß werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Elemente des Wärmetauschers 110 zu identifizieren, und die vorstehende Beschreibung dieser Elemente ist in gleicher Weise auf die entsprechenden Elemente des Wärmetauschers 110 anwendbar, sofern dies in der folgenden Diskussion nicht anders angezeigt ist.
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Der Wärmetauscher 110 weist einen Kern 12 auf, der in dem Querschnitt der 12 illustriert ist. Der Kern 12 kann derselbe wie der vorbeschriebene Kern 12 oder diesem ähnlich sein, und daher werden die Komponenten des Kerns 12 des Wärmetauschers 110 hier nicht weiter beschrieben.
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Der Wärmetauscher 110 weist weiterhin ein den Kern 12 umgebendes Gehäuse 34 auf, wobei das Gehäuse 34 ein Einlasssegment 44, das einen Einlassendbereich 36 des Gehäuses 34 enthält, und ein Auslasssegment 46, das einen Auslassendbereich 38 des Gehäuses 34 enthält, aufweist. Das das Einlasssegment 44 aufweisende Material kann einen größeren Wärmewiderstand als das das Auslasssegment 46 bildende Material haben, und die Segmente 44, 46 können aus Kunststoffmaterialien bestehen.
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Das Gehäuse 34 ist kontinuierlich und umgibt im Wesentlichen vollständig den Kern 12. Zusätzlich zu dem Einlassendbereich 36 und dem Auslassendbereich 38 weist das Gehäuse 34 auch eine obere Abdeckung 64, die über der oberen Seite 14 des Kerns 12 angeordnet ist, eine untere Abdeckung 66, die über der unteren Seite 16 des Kerns 12 angeordnet ist, und ein Paar von seitlichen Abdeckungen 68, 70, die über den Seiten 18, 20 des Kerns 12 angeordnet sind, auf.
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Das Einlass- und das Auslasssegment 44, 46 des Kerns 12 sind entlang einer abgedichteten Verbindung 76 direkt miteinander verbunden. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann sich die abgedichtete Verbindung 76 in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene befinden, die sich von der unteren Abdeckung 66 bis zu der oberen Abdeckung 64 erstreckt, wobei sie jeweils die obere Abdeckung 64, die untere Abdeckung 66 und die seitlichen Abdeckungen 68, 70 in zwei Teile teilt. Die Verbindung 76 des Wärmetauschers 110 ist durch ein Paar von ineinandergeschachtelten, sich axial erstreckenden Flanschen gebildet, wobei sich ein erster Flansch 112 axial von dem sich an der Verbindung 76 befindenden Ende des Einlasssegments 44 weg erstreckt und ein zweiter Flansch 114 sich axial von dem sich an der Verbindung 76 befindenden Ende des äußeren Segments 46 weg erstreckt. Die Flansche 112, 114 sind so geformt und bemessen, dass der zweite Flansch 114 des Auslasssegments 46 in den ersten Flansch 112 des Einlasssegments 44 passt und mit diesem verschachtelt ist. Die äußere Oberfläche des zweiten Flansches 114 wird dann gegenüber der inneren Oberfläche des ersten Flansches 112 abgedichtet, um die abgedichtete Verbindung 76 zu bilden. Es ist aus den Zeichnungen ersichtlich, dass die Flansche 112, 114 eine im Wesentlichen rechteckige Form haben und kontinuierlich sind, ausgenommen entlang eines Teils der oberen Abdeckung 64, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Mit dem wie vorstehend beschrieben aus den Segmenten 44, 46 gebildeten Gehäuse 34 wird das Gehäuse 34 effektiv in zwei tassenförmige Segmente mit offenen Enden geteilt. Diese Konstruktion ist unter dem Gesichtspunkt der Herstellung vorteilhaft, da sie ermöglicht, dass der vormontierte Kern 12 zuerst an einem der Segmente 44, 46 angebracht wird, und dann ermöglicht, dass das andere Segment 44 oder 46 des Gehäuses 34 zu der Anordnung hinzufügt und entlang der abgedichteten Verbindung 76 an dem anderen Segment 44 oder 46 befestigt wird. Die Vorteile dieser Konstruktion werden nachfolgend diskutiert. Obgleich die abgedichtete Verbindung 76 des Wärmetauschers 110 als sich in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene befindend gezeigt ist, ist darauf hinzuweisen, dass dies nicht wesentlich ist. Es ist möglich, die Verbindung in einer nichtvertikalen Ebene anzuordnen, wie einer diagonalen Ebene ähnlich der Verbindung 76 des Wärmetauschers 10.
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Die Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung 26, 28 des Kerns 12 sind jeweils in der oberen Seite 14 des Kerns 12 angeordnet, und genauer gesagt in der oberen Platte 60, um eine Verbindung mit dem Kühlmittel-Einlassverteiler und -Auslassverteiler 54, 56 herzustellen. Der Kern 12 weist weiterhin eine Kühlmittel-Einlassarmatur und -Auslassarmatur 82, 84 auf, die aus Aluminium gebildet sind und mit dem Rest des Kerns hartverlötet sind.
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Im Gegensatz zu dem Wärmetauscher 10 sind die Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung 72, 74 und die jeweils entsprechende Einlass- und Auslassarmatur 78, 80 des Wärmetauschers 110 in einem Anschlussbereich 116 des Gehäuses 34 angeordnet. Insbesondere weist der Anschlussbereich 116 einen Abdeckbereich 118 mit einem ersten Ende, in welchem die Kühlmittel-Einlassöffnung 72 vorgesehen ist und an dem die Einlassarmatur 78 auf einer oberen Oberfläche des Abdeckbereichs 118 befestigt ist, und ein zweites Ende, in welchem die Kühlmittel-Auslassöffnung 74 vorgesehen ist und an dem die Auslassarmatur 80 auf einer oberen Oberfläche des Abdeckbereichs 118 befestigt ist, auf. Der Abdeckbereich 118 ist geformt und bemessen, um eine längliche geschlitzte Öffnung 120 in der oberen Abdeckung 64 des Gehäuses 34 abzudecken, wobei sich die geschlitzte Öffnung 120 über den Bereich der Verbindung 76 erstreckt und einen ersten Bereich 122 in dem Einlasssegment 44 und einen zweiten Bereich 124 in dem Auslasssegment 46 enthält. Jeder Bereich 122, 124 der geschlitzten Öffnung 120 ist an dem offenen Ende des tassenförmigen Einlass- oder Auslasssegments 44 oder 46 offen, um den Segmenten 44, 46 zu ermöglichen, über den Kern mit seiner vorstehenden Kühlmittel-Einlassarmatur und -Auslassarmatur 82, 84 zu gleiten.
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Die Kühlmittel-Einlassöffnung 72 und die Kühlmittel-Auslassöffnung 74 weisen in dem Abdeckbereich 118 einen gegenseitigen Abstand auf, um in Strömungsverbindung mit der Kühlmittel-Einlassöffnung und -Auslassöffnung 26, 28 des Kerns 12 zu sein. Auch hat der Abdeckbereich 118 eine untere Oberfläche, von der sich zylindrische Kragen 86, 88 abwärts erstrecken. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bilden die Kragen 86, 88 Abdichtungen mit der Einlass- und der Auslassarmatur 82, 84 des Kerns 12. Beispielsweise können die Armaturen 82, 84 innerhalb des jeweiligen Kragens 86, 88 durch O-Ringe 85 abgedichtet sein, die jeweils in einer ringförmigen Nut in der äußeren Oberfläche von einer der Armaturen 82, 84 aufgenommen sind.
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Wie in den 10 und 12 gezeigt ist, haben die Kühlmittelarmaturen 78, 80 jeweils einen zylindrischen Basisbereich, der integral mit einem sich abwärts erstreckenden Umfangsflansch 126 des Abdeckbereichs 118 gebildet sein kann. Der sich abwärts erstreckende Umfangsflansch 126 des Abdeckbereichs 118 ist ausgestaltet, über einen hochstehenden Umfangsflansch 128, der die geschlitzte Öffnung 120 in der oberen Abdeckung 64 des Gehäuses 34 umgibt, zu passen und mit diesem verschachtelt zu sein. An den Enden des Anschlussbereichs 116 weist der sich abwärts erstreckende Umfangsflansch 126 des Abdeckbereichs 118 einen Abstand von Kragen 86, 88 auf, um einen Spalt 128 zu bilden, in welchem der hochstehende Flansch 128 aufgenommen ist. Der hochstehende Flansch 128 des Gehäuses 34 und der sich abwärts erstreckende Flansch 126 des Abdeckbereichs 118 sind entlang ihres jeweiligen gesamten Umfangs gegeneinander abgedichtet, um hierdurch den Anschlussbereich 116 gegenüber dem Einlass- und dem Auslasssegment 44, 46 des Gehäuses 34 abzudichten.
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Während der Herstellung wird der Kern 12 zuerst innerhalb des Einlass- und des Auslasssegments 44, 46 des Gehäuses 34 aufgenommen, wobei die axialen Flansche 112, 114 wie vorstehend beschrieben ineinander verschachtelt werden. Die geschlitzte Öffnung 120 wird dann durch den Anschlussbereich 116 abgedeckt, der abwärts geschoben wird, um die Flansche 126, 128 miteinander zu verschachteln, und derart, dass die Kühlmittelarmaturen 82, 84 des Kerns 12 innerhalb der Kragen 86, 88 des Anschlussbereichs 116 aufgenommen werden. Es ist ersichtlich, dass diese Anordnung dem Kern 12 mit den vorstehenden Armaturen 82, 84 ermöglicht, gleitbar innerhalb beider Segmente 44, 46 des Gehäuses 34 aufgenommen zu werden.
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Das Gehäuse 34 ist mit Bypass-Blockierungselementen 94, 96 entlang der inneren Oberflächen der seitlichen Abdeckungen 68, 70 so versehen, dass jeder Spalt zwischen den seitlichen Abdeckungen 68, 70 und den unregelmäßigen, kammförmigen Seiten 18, 20 des Kerns 12 zumindest teilweise blockiert wird. Die Bypass-Blockierungselemente 94, 96 haben ein komplementäres kammartiges Profil mit Fingern 98, wie in den 10 und 12 gezeigt ist. Diese Finger 98 erstrecken sich in die Räume zwischen Rohren 48, wie in 12 gezeigt ist, wodurch sie jegliche Spalte zwischen den Seiten 18, 20 des Kerns 12 und den seitlichen Abdeckungen 68, 70 des Gehäuses 34 im Wesentlichen vollständig blockieren.
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Die Blockierungselemente 94, 96 erstrecken sich von der oberen Seite 14 bis zu der unteren Seite 16 des Kerns 12 und sind in allen Räumen zwischen benachbarten Rohren 48 des Kerns 12 angeordnet. Weiterhin sind die Blockierungselemente 94, 96 integral mit dem Gehäuse 34 gebildet. In dieser Hinsicht erstrecken sich die Finger 98 der Blockierungselemente 94, 96 entlang zumindest eines Teils der axialen Länge des Kerns 12 nach innen zu dem Kern 12 hin. In dem illustrierten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Blockierungselemente 94, 96 entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des Kerns 12, und erstrecken sich daher entlang im Wesentlichen der gesamten Länge der seitlichen Abdeckungen 68, 70, wobei sie sowohl in dem Einlass- als auch dem Auslasssegment 44, 46 des Kerns 34 angeordnet sind. Jedoch ist darauf hinzuweisen, dass eine wirksame Bypassblockierung erhalten werden kann, wenn sich die Blockierungselemente 94, 96 nur entlang eines Teils der Länge des Kerns 12 erstrecken, und nur entlang Teilen der Längen der seitlichen Abdeckungen 68, 70, und/oder sie in nur einem von dem Einlass- oder Auslasssegment 44 oder 46 des Kerns 34 angeordnet sind.
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Weiterhin können, um die Dicke der seitlichen Abdeckungen 68, 70 zu minimieren, die Profile der Blockierungselemente 94, 96 sich über die Dicke der seitlichen Abdeckungen 68, 70 erstrecken, wodurch den äußeren Oberflächen der seitlichen Abdeckungen 68, 70 ein geripptes Aussehen gegeben wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass dies nicht erforderlich ist, und dass die äußeren Oberflächen der seitlichen Abdeckungen 68, 70 glatte Oberflächen haben können. Während der Montage des Wärmetauschers 110 gleiten sowohl das Einlass- als auch das Auslasssegment 44, 46 des Gehäuses 34 in der axialen Richtung über den Kern 12, wie vorstehend erwähnt ist.
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Obgleich die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie nicht hierauf beschränkt. Vielmehr enthält die Erfindung alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der folgenden Ansprüche fallen können.
