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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stapelscheibe für einen Wärmeübertrager gemäß dem unabhängigen Patentanspruch.
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Bei Stapelscheibenwärmeübertragern sind Stapelscheiben übereinander gestapelt und miteinander verbunden. Diese Wärmeübertrager können beispielsweise als Ölkühler oder Ladeluftkühler von Fahrzeugen zum Einsatz kommen. In Fluidflussbereichen zwischen Stapelscheiben und angrenzend an dieselben können ein Arbeitsmedium und ein Kühlmedium fließen, wobei eine Trennung zwischen den Medien besteht. Es kommt zu einer Wärmeübertragung von dem Arbeitsmedium auf das Kühlmedium.
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Die
DE 10 2004 036 951 A1 offenbart einen Wärmeübertrager, wie er insbesondere bei Fahrzeugen als Ölkühler Verwendung findet. Der Wärmeübertrager ist aus miteinander verbundenen Platten gebildet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Stapelscheibe für einen Wärmeübertrager zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stapelscheibe für einen Wärmeübertrager gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Stapelscheibe für einen Wärmeübertrager, die einen plattenförmigen Körper aufweist, wobei die Stapelscheibe folgende Merkmale aufweist:
mindestens einen flachen Abschnitt, der in einem ersten Teil einer Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers angeordnet ist, wobei der flache Abschnitt eine erste Öffnung durch die Stapelscheibe hindurch umgibt;
mindestens einen Dom, der in einem zweiten Teil der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers angeordnet ist und sich in eine Erstreckungsrichtung von der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers weg erstreckt, wobei der Dom eine zweite Öffnung durch die Stapelscheibe hindurch umgibt; und
mindestens einen Vorsprung, der in einem Bereich zwischen der ersten Öffnung in dem flachen Abschnitt und einer peripheren Kante des plattenförmigen Körpers im ersten Teil der Hauptoberfläche gebildet ist und sich in die Erstreckungsrichtung erstreckt.
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Der Wärmeübertrager kann in einem Kühlkreislauf zur Anwendung kommen, wobei Wärme von einem Arbeitsmedium auf ein Kühlmedium übertragen wird. Insbesondere kann der Wärmeübertrager in Fahrzeugen beispielsweise als Ölkühler oder Ladeluftkühler verbaut sein. Der Wärmeübertrager kann auch in einem Kältemittelkreislauf als Kondensator zum Einsatz kommen, wobei in diesem Anwendungsfall Wärme von einem Kältemittel auf ein Kühlmedium übertragen wird. Derartige Kondensatoren werden auch als kühlmittelgekühlte Kondensatoren bezeichnet.
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Eine Stapelscheibe ist mit zumindest einer weiteren Stapelscheibe stapelbar, wobei dies die Grundkonstruktion eines Wärmeübertragers darstellen kann.
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Eine Stapelscheibe weist einen scheiben- oder plattenförmigen Körper bzw. Hauptkörper mit zwei Hauptoberflächen auf. Durch die Stapelscheibe hindurch sind mindestens zwei Öffnungen gebildet. Bei den Öffnungen kann es sich um Durchbrüche, Durchgangsöffnungen oder dergleichen handeln. Die Abmessungen und/oder Umfangsformen der Öffnungen können unterschiedlich oder innerhalb eines Toleranzbereichs gleich sein. Der Toleranzbereich ergibt sich aus angewandten Herstellungsprozessen zum Herstellen der Stapelscheibe und kann beispielsweise < 1%, 5%, 10%, 15% oder dergleichen betragen. An einer Hauptoberfläche der beiden Hauptoberflächen des plattenförmigen Körpers sind zumindest ein flacher Abschnitt, zumindest ein Dom und zumindest ein Vorsprung angeordnet. Der erste und/oder der zweite Teil der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers kann ein Randbereich des plattenförmigen Körpers sein. Der zumindest eine flache Abschnitt ist im Wesentlichen nicht über der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers erhöht. Der zumindest eine Dom und der zumindest eine Vorsprung weisen je eine Höhe über der Hauptoberfläche. Diese Höhenrichtung von der Hauptoberfläche aus entspricht der Erstreckungsrichtung. Der plattenförmige Körper ist entlang seines Umfangs von einer peripheren Kante begrenzt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Kippschutz für Stapelscheiben zueinander, die stapelbar sind, um einen Wärmeübertrager zu bilden, erhebliche Vorteile bietet. Der Kippschutz erfolgt durch eine gleichmäßige Abstützung der Stapelscheiben zueinander, bis dieselben sicher miteinander zu einem Wärmeübertrager verbunden sind.
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Vorteilhafterweise kann somit ein gegenseitiges Verkippen von Stapelscheiben, die stapelbar sind, um einen Wärmeübertrager zu bilden, verhindert werden. Dies führt zu einer verbesserten Ausrichtung von Stapelscheiben zueinander und ermöglicht daher eine sichere und einfache Verbindung der Stapelscheiben. Ferner ist der Kippschutz kostengünstig und unaufwändig realisierbar und seine Herstellung ist in einen Prozessablauf einer Stapelscheibenherstellung ohne Weiteres integrierbar. Die Form des Kippschutzes kann zudem eine bessere Steifigkeit und Festigkeit in einem Bereich bieten, in dem bisher keine Versteifung vorgesehen war.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Höhe des Doms von der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers aus entlang der Erstreckungsrichtung innerhalb eines Toleranzbereichs gleich einer Höhe des Vorsprungs von der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers aus entlang der Erstreckungsrichtung sein. Der Toleranzbereich ergibt sich aus angewandten Herstellungsprozessen zum Herstellen der Stapelscheibe und kann beispielsweise < 1%, 5%, 10%, 15% oder dergleichen betragen. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Kippen von zwei gestapelten Stapelscheiben zueinander, bevor dieselben verbunden sind, durch die annähernd gleiche Höhe des Vorsprungs und des Doms noch wirksamer verhindert werden kann. Ferner wird eine Verbindung der Stapelscheibe mit einer weiteren Stapelscheibe dadurch fester und stabiler.
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Ferner kann der Vorsprung eine längliche Form mit einem geraden und/oder gekrümmten Verlauf aufweisen. Bei dem Vorsprung gemäß dieser besonderen Ausführungsform kann es sich um eine Sicke handeln. Dieser länglich geformte Vorsprung kann in seinem Verlauf gekrümmt, gerade oder irgendeine Mischung aus gekrümmten und geraden Teilabschnitten sein. Die Höhe des Vorsprungs kann hierbei über einen wesentlichen Teil von dessen Verlauf konstant sein oder an einer Stelle ein Maximum aufweisen. Dies bietet den Vorteil, dass die Auflagefläche für eine auf der Stapelscheibe stapelbare Stapelscheibe vergrößert sein kann und sich somit eine stabilere Stapelung und bessere Gewichtsverteilung ergibt. Ferner verleiht ein Vorsprung in Gestalt einer Sicke dem Randbereich des plattenförmigen Körpers mehr Steifigkeit und Stabilität.
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Ebenso kann ein umlaufender Bord vorgesehen sein, der an der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers gebildet ist und sich von der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers weg in die Erstreckungsrichtung erstreckt, wobei der Bord einen vordefinierten Neigungswinkel bezüglich der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers aufweist. Bei dem Bord kann es sich um einen bezüglich der Hauptoberfläche erhöhten bzw. überstehenden Rand handeln. Der vordefinierte Neigungswinkel kann hierbei so bemessen sein, dass sichere Stapelung sowie Verbindung von gestapelten Stapelscheiben möglich sind. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch den Bord eine sichere horizontale Ausrichtung der Hauptoberflächen von zu stapelnden Stapelscheiben erfolgt. Somit ergibt sich eine größere Ausrichtungsgenauigkeit zwischen Stapelscheiben, sodass dieselben Vorgaben entsprechend präzise verbunden werden können.
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Hierbei kann eine Höhe des Bords von der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers aus entlang der Erstreckungsrichtung größer als eine Höhe des Doms und/oder des Vorsprungs von der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers aus entlang der Erstreckungsrichtung sein. Dies bietet den Vorteil, dass sich eine auf der Stapelscheibe zu stapelnde Stapelscheibe sicher ausgerichtet und auf dem mindestens einen Vorsprung und dem mindestens einen Dom aufliegend stapeln lässt, um mit derselben verbunden zu werden, wobei keine weiteren Merkmale der Hauptoberfläche die Ausrichtung beeinträchtigen.
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Ferner kann ein Prägeprofil mit einer Mehrzahl länglicher Erhöhungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sein, das in einem dritten Teil der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers gebildet ist. Bei dem Prägeprofil kann es sich um einen geprägten oder anderweitig geformten Bereich handeln, der dadurch ein Profil mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen erhält. Das Profil kann in einem Querschnitt beispielsweise wellenförmig sein. Beispielsweise kann das Prägeprofil durch Sicken gebildet sein. Das Prägeprofil kann ein bestimmtes Muster aufweisen, wie es auf dem Gebiet von Stapelscheiben für Wärmeübertrager bekannt ist. Der dritte Teil der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers kann den nicht peripheren Bereich der Hauptoberfläche einnehmen. Dies bietet den Vorteil, dass das Prägeprofil einerseits der Stapelscheibe insgesamt mehr Stabilität verleiht und andererseits ausgebildet ist, um mit einer auf der Stapelscheibe zu stapelnden, weiteren Stapelscheibe Fluidflusskanäle zu bilden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweisen, wobei in jedem der Eckbereiche entweder ein flacher Abschnitt mit einer ersten Öffnung sowie mit einem Vorsprung oder ein Dom mit einer zweiten Öffnung angeordnet ist, wobei sich ein flacher Abschnitt und ein Dom diagonal gegenüber liegen. Bei einem Eckbereich kann es sich um einen Bereich handeln, der sich von einer Ecke der im Wesentlichen rechteckigen Hauptoberfläche in Richtung eines Mittelpunkts der Hauptoberfläche erstreckt. Die Öffnungen können hierbei in einem vordefinierten Abstand zu der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers angeordnet sein. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine derart ausgebildete Stapelscheibe sich besonders gut für eine Verwendung in einem Wärmeübertrager eignet.
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Von Vorteil kann auch ein Stapelscheibenwärmeübertrager sein, der mindestens zwei erfindungsgemäße Stapelscheiben aufweist, die in- und aufeinander gestapelt und an Kontaktstellen miteinander verbunden sind, wobei die Hauptoberflächen der plattenförmigen Körper der Stapelscheiben in die gleiche Richtung weisen. Unter Kontaktstellen können bei einer der zwei Stapelscheiben von dem mindestens einen Dom und dem mindestens einen Vorsprung diejenigen Areale verstanden werden, die am weitesten von der Hauptoberfläche vorstehen. Diese Areale gelangen mit der anderen Stapelscheibe an der Ausrichtung entsprechenden Stellen auf der rückseitigen Hauptoberfläche in Kontakt. Dass die Hauptoberflächen der plattenförmigen Körper der Stapelscheiben in die gleiche Richtung weisen, bedeutet, dass die Borde, Dome und Vorsprünge der Stapelscheiben eine gemeinsame Erstreckungsrichtung aufweisen. Bei einem derartigen Stapelscheibenwärmeübertrager lassen sich erfindungsgemäße Stapelscheiben vorteilhaft einsetzen.
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Hierbei kann eine Stapelscheibe bezüglich einer angrenzend gestapelten Stapelscheibe um eine Normale der Hauptoberfläche um 180 Grad gedreht sein. Bei dem Stapelscheibenwärmeübertrager sind hierbei die von den Domen umgebenen Öffnungen und die von den flachen Bereichen umgebenen Öffnungen abwechselnd übereinander platziert. Dies bietet den Vorteil, dass ein Arbeits- und ein Kühlmedium so auf effiziente Weise geführt und voneinander getrennt werden können.
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Ferner kann das Prägeprofil einer Stapelscheibe ausgebildet sein, um mit dem Prägeprofil einer angrenzend gestapelten Stapelscheibe einen Fluidströmungskanal zwischen den mindestens zwei Stapelscheiben zu definieren. Dies bietet den Vorteil, dass ein jeweiliger Strömungskanal für Arbeitsmedium bzw. -fluid oder Kühlmedium bzw. -fluid auf einfache und präzise Weise erzeugt werden kann. Der Fluidströmungskanal kann ferner einen Verlauf aufweisen, der ausgebildet ist, um einen Wärmeaustausch zu verbessern.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Stapelscheibe;
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2 eine Teilschnittansicht der Stapelscheibe von 1;
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3 eine Draufsicht auf die Stapelscheibe von 1;
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4 eine Draufsicht auf eine Stapelscheibe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Draufsicht auf einen Teilbereich der Stapelscheibe von 4; und
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6 eine Teilschnittansicht eines Teilbereichs der Stapelscheibe von 4 und 5.
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In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Stapelscheibe. Gezeigt sind zwei erste Öffnungen 110, zwei zweite Öffnungen 120, zwei Dome 125, ein Bord 140 und ein Prägeprofil 150. Gezeigt ist eine obere Hauptoberfläche der Stapelscheibe, die von dem Bord 140 umgeben ist. Auf der Seite der oberen Hautoberfläche der Stapelscheibe ist eine weitere Stapelscheibe stapelbar.
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2 zeigt eine Teilschnittansicht der Stapelscheibe von 1. In der Ansicht von 2 ist ein Querschnitt dargestellt, der durch eine der zweiten Öffnungen 120 gelegt ist. Die Schnittansicht von 2 zeigt von links nach rechts den Bord 140, eine Seite des Doms 125, eine zweite Öffnung 120 (nicht geschnitten, nur angedeutet dargestellt), eine andere Seite des Doms 125 und das Prägeprofil 150. In 2 ist erkennbar, dass zwischen dem Dom 125 und dem Prägeprofil 150 eine Höhendifferenz besteht, wobei der Dom 125 eine größere Höhe als das Prägeprofil 150 aufweist.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Stapelscheibe von 1. Genauer gesagt ist eine Draufsicht auf die obere Hauptoberfläche der Stapelscheibe gezeigt. Aus der Darstellung in 3 wird die Anordnung der Öffnungen 110, 120 sowie der Dome 125 und des Prägeprofils 150 auf der Hauptoberfläche deutlich. Auch hier ist die Hauptoberfläche von dem Bord 140 umgeben.
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4 zeigt eine Draufsicht auf eine Stapelscheibe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 stellt eine Draufsicht auf eine Hauptoberfläche der Stapelscheibe dar. Gezeigt sind zwei erste Öffnungen 410, zwei zweite Öffnungen 420, zwei Dome 425, zwei Vorsprünge 430, einen Bord 440 und ein Prägeprofil 450. Mit Ausnahme des Bords 440 sind die genannten Merkmale 410, 420, 425, 430 und 450 an der Hauptoberfläche der Stapelscheibe angeordnet. Der Bord 440 umgibt die Hauptoberfläche entlang ihres Umfangs.
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Die Stapelscheibe weist einen plattenförmigen Körper auf, der durch den Bord 440 eingefasst ist. Der plattenförmige Körper weist die Hauptoberfläche auf, die 4 dargestellt ist. Der Hauptoberfläche gegenüber liegt eine Rückseite des plattenförmigen Körpers (in 4 nicht dargestellt). Entlang dem Umfangsrand des plattenförmigen Körpers an der Hauptoberfläche, wo sich der Bord 440 anschließt, verläuft eine periphere Kante des plattenförmigen Körpers an der Hauptoberfläche. Die Hauptoberfläche weist einen rechteckigen Grundriss mit abgerundeten Ecken auf. Eine Langseite der Hauptoberfläche ist hierbei in etwa doppelt so lang wie eine Schmalseite der Hauptoberfläche. Durch zwei sich in der Mitte der Hauptoberfläche im rechten Winkel schneidende Linien ist die Hauptoberfläche zu Veranschaulichungszwecken in vier Quadranten unterteilt, einen linken oberen Quadranten, einen rechten oberen Quadranten, einen linken unteren Quadranten und einen rechten unteren Quadranten.
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Eine der ersten Öffnungen 410 ist in dem linken unteren Quadranten der Hauptoberfläche angeordnet. Eine weitere der ersten Öffnungen 410 ist in dem rechten unteren Quadranten der Hauptoberfläche angeordnet. Die erste Öffnung 410 in dem linken unteren Quadranten befindet sich in einem Eckbereich der Hauptoberfläche des linken unteren Quadranten. Die erste Öffnung 410 in dem rechten unteren Quadranten befindet sich in einem Eckbereich der Hauptoberfläche des rechten unteren Quadranten. Die ersten Öffnungen 410 sind in einem vorbestimmten Abstand von der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers angeordnet.
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Die ersten Öffnungen 410 weisen ovale Umgangsformen auf. Die ersten Öffnungen 410 sind Durchgangsöffnungen bzw. Durchbrüche durch den plattenförmigen Körper der Stapelscheibe hindurch. Die ersten Öffnungen 410 sind zumindest teilweise von einem flachen Abschnitt der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe umgeben.
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Eine der zweiten Öffnungen 420 ist in dem linken oberen Quadranten der Hauptoberfläche angeordnet. Eine weitere der zweiten Öffnungen 420 ist in dem rechten oberen Quadranten der Hauptoberfläche angeordnet. Die zweite Öffnung 420 in dem linken oberen Quadranten befindet sich in einem Eckbereich der Hauptoberfläche des linken oberen Quadranten. Die zweite Öffnung 420 in dem rechten oberen Quadranten befindet sich in einem Eckbereich der Hauptoberfläche des rechten oberen Quadranten. Die zweiten Öffnungen 420 sind in einem vorbestimmten Abstand von der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers angeordnet.
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Die zweiten Öffnungen 420 weisen ovale Umgangsformen auf. Die zweiten Öffnungen 420 sind Durchgangsöffnungen bzw. Durchbrüche durch den plattenförmigen Körper der Stapelscheibe hindurch. Die zweiten Öffnungen 420 sind von den Domen 425 umgeben.
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Die Dome 425 sind um die zweiten Öffnungen 420 herum angeordnet. Die Domen 425 weisen, wie es in 4 gezeigt ist, Grundrisse auf, deren Umfangsformen den Umgangsformen der zweiten Öffnungen 420 entsprechen. Obwohl es aus 4 nicht direkt ersichtlich ist, weisen die Dome 425 eine Höhe über der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe auf. Anders ausgedrückt, weisen die Dome 425 die Form von geneigten Oberflächen auf, die von einer Ebene der Hautoberfläche auf erhöhte Ebenen ansteigen, die Kanten aufweisen, bei denen es sich um Umfangskanten der zweiten Öffnungen 420 handelt.
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Einer der beiden Vorsprünge 430 ist zwischen der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers in dem linken unteren Quadranten der Hauptoberfläche und der ersten Öffnung 410 in dem linken unteren Quadranten angeordnet. Ein anderer der beiden Vorsprünge 430 ist zwischen der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers in dem rechten unteren Quadranten der Hauptoberfläche und der ersten Öffnung 410 in dem rechten unteren Quadranten angeordnet.
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Bei den Vorsprüngen 430 kann es sich um längliche Sicken handeln. Obwohl es aus 4 ebenfalls nicht direkt ersichtlich ist, weisen die Vorsprünge 430 eine Höhe über der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe auf. Wie es in 4 gezeigt ist, erstrecken sich die Vorsprünge 430 entlang der peripheren Kante in den Eckbereichen das linken unteren und des rechten unteren Quadranten.
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Die Vorsprünge 430 befinden sich, mit anderen Worten, in den Bereichen des vorbestimmten Abstands der ersten Öffnungen 410 von der peripheren Kante. Die Vorsprünge 430 liegen hier bei näher an der peripheren Kante als an den ersten Öffnungen 410. Die Vorsprünge 430 erstrecken sich entlang der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe im Wesentlichen gerade in einem Bereich einer jeweiligen Schmalseite der Hauptoberfläche und gekrümmt in einem Bereich einer jeweiligen abgerundeten Ecke der Hauptoberfläche. Eine Länge der Vorsprünge 430 stimmt in etwa mit einem maximalen Durchmesser der Öffnungen 410 überein.
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Der Bord 440 ist um die Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers herum umlaufend angeordnet. Obwohl es aus 4 nicht direkt ersichtlich ist, weist der Bord 440 eine Höhe über der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe auf. Auch wenn es aus 4 nicht ohne Weiteres ersichtlich ist, weist der Bord 440 eine Neigung bezüglich der Hautoberfläche auf. Der Bord 440 verläuft in der Draufsicht von 4 entlang der peripheren Kante des plattenförmigen Körpers. Eine Dicke des Bords kann in etwa mit einer Dicke des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe übereinstimmen.
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Das Prägeprofil 450 erstreckt sich mit Ausnahme der Bereiche der Öffnungen 410, 420, des flachen Abschnitts um die ersten Öffnungen 410 herum, der Abstände zwischen den Öffnungen 410, 420 und dem Bord 440, der Dome 425, der Vorsprünge 430 und des Bords 440 im wesentlichen über die gesamte restliche Fläche der Hautoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe. Das Prägeprofil 450 weist eine Mehrzahl von geprägten Erhöhungen auf.
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Obwohl es aus 4 nicht direkt ersichtlich ist, weisen die Erhöhungen des Prägeprofils 450 eine Höhe über der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe auf. Zwischen zwei Erhöhungen des Prägeprofils 450 befindet sich jeweils eine Vertiefung. Die Erhöhungen des Prägeprofils 450 verlaufen zickzackförmig entlang einer Breitenrichtung der Hauptoberfläche. Die Erhöhungen des Prägeprofils 450 erstrecken sich somit von einer Langseite der Hauptoberfläche zu der gegenüberliegenden Langseite der Hauptoberfläche. Eine allgemeine Ausrichtung der Erhöhungen des Prägeprofils 450 ist somit entlang der Schmalseiten der Hauptoberfläche gegeben. Ein beliebiger Querschnitt durch die gesamte Hauptoberfläche zeigt ein im Wesentlichen wellenförmiges Profil des Prägeprofils 450 mit den Erhöhungen und Vertiefungen.
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Obwohl es aus 4 nicht direkt ersichtlich ist, können bezüglich der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe die Höhe des Doms 425 und die Höhe des Vorsprungs 430 in etwa gleich sein, wobei die Höhe des Bords 440 größer und die Höhe des Prägeprofils 450 kleiner ist.
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5 zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich der Stapelscheibe von 4. Der in 5 gezeigte Teilbereich umfasst eine erste Öffnung 410, einen Teil einer zweiten Öffnung 420, einen Teil des Doms 425, einen Vorsprung 430, einen Teil des Bords 440 und einen Teil des Prägeprofils 450 der Stapelscheibe aus 4. Die Ansicht von 5 ist hierbei bezüglich der Ansicht von 4 um 180 Grad gedreht und etwas vergrößert. In 5 ist zusätzlich eine Schnittlinie dargestellt, die durch zwei Pfeile gekennzeichnet ist.
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6 zeigt eine Teilschnittansicht eines Teilbereichs der Stapelscheibe von 4 und 5. Die Teilschnittansicht von 6 zeigt einen Schnitt durch einen Teilbereich der Stapelscheibe entlang der Schnittlinie aus 5. Der Schnitt verläuft durch den Bord 440 und den Vorsprung 430, wobei eine erste Öffnung 410, die sich an den Vorsprung 430 in 6 rechts anschließt, zu Veranschaulichungszwecken angedeutet ist. Zwischen dem Bord 440 und dem Vorsprung 430 befindet sich ein tief liegender Bereich, der ungefähr in einer Ebene mit der Hauptoberfläche des plattenförmigen Körpers der Stapelscheibe liegt. Bis zu dem tief liegenden Bereich fällt der Bord 440, von links nach rechts in 6 betrachtet, mit einem zunächst konstanten und sich zuletzt graduell verringernden Neigungswinkel bezüglich der Hauptoberfläche ab. Von dem tief liegenden Bereich aus steigt der Vorsprung 430 bis zu der Höhe des Vorsprungs 430 an und fällt wieder auf die Ebene der Hautoberfläche ab. Der Vorsprung 430 weist ein Profil einer wellenförmigen Erhebung über der Hautoberfläche auf. Die Höhe des Vorsprungs 430 in 6 ist wesentlich geringer als die Höhe des Bords 440.
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Zusammenfassend gesagt weist die Stapelscheibe eine Sicke bzw. einen Vorsprung 430 zwischen einem Durchbruch bzw. einer ersten Öffnung 410 und dem Bord 440 auf. Bei herkömmlichen Stapelscheiben ist der zumindest eine Dom 125 gegenüber der übrigen Scheibenprägung bzw. das Prägeprofil 450 überhöht. Dies führt zu einer prozesssicheren Verlötung zwischen dem Dom 125 und einer darüber liegend gestapelten Stapelscheibe. Durch die beiden Dome 125 ist die Stapelscheibe nur auf einer Seite zu der darüber liegenden Stapelscheibe abgestützt, bis die übrige Scheibenprägung bzw. das Prägeprofil 450 mit der darüber liegenden Stapelscheibe Kontakt erhält. Dies führt zum Kippen der Scheibe. Bei einer Stapelscheibe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jedoch wird durch Sicken bzw. Vorsprünge 430 zwischen den Durchbrüchen bzw. ersten Öffnungen 410 der Stapelscheibe und dem Bord 440 die Stapelscheibe gleichmäßig abgestützt und ein Kippen vermieden. Zusätzlich führen die Sicken bzw. Vorsprünge 430 zu einer Versteifung der Stapelscheibe im Bereich zwischen den Durchbrüchen bzw. ersten Öffnungen 410 und dem Bord 440.
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Herkömmlicherweise zentrieren beim Stapeln von zwei TE-losen Stapelscheiben zunächst die Borde 140 der beiden Stapelscheiben die horizontalen Positionen der Stapelscheiben zueinander. Die Dome 125 der Stapelscheibe und die übrige Scheibenprägung 150 sind erhaben in Richtung des Bords 140 aus der unteren Ebene der Stapelscheibe geprägt. Dabei sind die Dome 125 gegenüber der übrigen Scheibenprägung 150 überhöht. Wegen der Überhöhung der Dome 125 kommen als nächstes die beiden Dome 125 der unten liegenden Stapelscheibe mit der unteren Ebene der darüber liegenden Stapelscheibe in Kontakt. Der Kontakt zwischen den Domen 125 der unten liegenden Stapelscheibe und der unteren Ebene der darüber liegenden Stapelscheibe führt zu einer prozesssicheren, dichten Verlötung an dieser Stelle. Die übrige Scheibenprägung bzw. das Prägeprofil 450 der unten liegenden Stapelscheibe und die untere Ebene der darüber liegenden Stapelscheibe kommen durch die vertikale Kraft des Spannens des Blocks und beim Löten des Blocks in Kontakt. Dadurch wird die Festigkeit des gelöteten Blocks erreicht. Die nur einseitige Abstützung von zwei übereinander liegenden Stapelscheiben durch die Dome 125 zwischen den Phasen des Kontakts der beiden Dome 125 und des Kontakts der übrigen Scheibenprägung bzw. des Prägeprofils 450 mit der unteren Ebene der darüber liegenden Stapelscheibe führt zu einem Kippen der Stapelscheiben zueinander.
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Erfindungsgemäß wird jedoch durch eine Abstützung der Stapelscheiben durch die Dome 425 und geeignete Maßnahmen in Gestalt der Vorsprünge 430 auf der gegenüberliegenden Seite der Stapelscheibe das Kippen verhindert. In den beiden Eckbereichen der Stapelscheibe ohne Dom 425 sind zwischen dem Durchbruch bzw. der ersten Öffnung 410 und dem Bord 440 der Stapelscheibe je eine Sicke bzw. ein Vorsprung 430 mit der gleichen Überhöhung wie der Dom 425 ausgeprägt. Damit ist die Stapelscheibe in allen vier Ecken durch die Dome 425 und die Sicken bzw. Vorsprünge 430 gleichmäßig abgestützt. Durch die vertikale Kraft des Spannens auf die Stapelscheibe und während des Lötprozesses setzt sich die Stapelscheibe, bis die übrige Scheibenprägung bzw. das Prägeprofil 450 und die untere Ebene der darüber liegenden Stapelscheibe zur Anlage kommen. Ein Kippen der Stapelscheiben untereinander ist dadurch nicht möglich. Die Sicken bzw. Vorsprünge 430 in den Eckbereichen der Stapelscheibe zwischen dem Durchbruch bzw. der ersten Öffnung 410 der Stapelscheibe und dem Bord 440 versteifen die ebene Fläche in diesem Bereich und bieten durch das Verlöten der Sicke bzw. des Vorsprungs 430 mit der darüber liegenden Stapelscheibe eine hohe Festigkeit.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Auch können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nur Teile der in den Figuren gezeigten Elemente aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004036951 A1 [0003]
