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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher.
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Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
JP 2007-120827 A lehrt zum Beispiel einen Wärmetauscher (noch genauer einen Kühler eines Fahrzeugs). Der Wärmetauscher umfasst einen Kern, in welchem Rohre eines nach dem anderen in einer Stapelrichtung derart gestapelt sind, dass eine Rippe zwischen jede benachbarten zwei von den Rohren zwischengeschaltet ist. Zwei Kernplatten sind jeweils an zwei gegenüberliegenden longitudinalen Endseiten von den Rohren vorgesehen. Jede Kernplatte umfasst Rohrlöcher und eine Nut. Die Rohrlöcher sind in einer Rohrverbindungsoberfläche der Kernplatte gebildet, und die Nut ist gebildet, um die Rohrverbindungsoberfläche in der Kernplatte zu umgeben. Longitudinale Endabschnitte der Rohre sind mit den Rohrlöchern der Kernplatte jeweils verbunden, und ein Öffnungsende von einem Tankhauptkörper ist in die Nut der Kernplatte eingesetzt.
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Des Weiteren ist eine Halteklaue in einer äußeren Wandoberfläche (einem Kernplattenendabschnitt) von jedem longitudinalen Endabschnitt der Kernplatte gebildet und ist um 180 Grad von der Seite des Tankhauptkörpers in Richtung zu der longitudinalen Mittelseite von den Rohren gebogen. Zwei verstärkende Seitenplatten (Einsätze) sind an zwei Seiten von dem Kern jeweils angeordnet, welche zueinander in der Stapelrichtung der Rohre gegenüberliegen. Ein entsprechender longitudinaler Endabschnitt von der entsprechenden Seitenplatte wird in eine Lücke zwischen der äußeren Wandoberfläche und der Halteklaue eingesetzt. In der Seitenplatte ist eine flache Ausnehmung (ein gestufter Teil) in einem breitseitigen Mittelteil von dem longitudinalen Endabschnitt der Seitenplatte gebildet, welcher in dem longitudinalen Endabschnitt in einer Luftströmungsrichtung von Kühlluft, die auf den Kern des Wärmetauschers angelegt wird, zentriert ist. Die Ausnehmung ist an einer entsprechenden Stelle angeordnet, wo ein Ende von der Halteklaue, welche um 180 Grad gebogen ist, relativ zu und in Eingriff mit der flachen Ausnehmung positioniert ist. Die Rohre, die Rippen und die Kernplatten sind sicher miteinander in einem Lötprozess mit einem Lötmaterial verlötet, welches zuvor auf jede Lötstelle (Kontaktstelle) der Rohre, der Rippen und der Kernplatten appliziert wird.
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Im Zeitpunkt des Montierens des Kerns von dem obigen Wärmetauscher werden die Rohre und die Rippen abwechselnd eines nach dem anderen in der Stapelrichtung gestapelt, und die zwei Seitenplatten werden an den zwei am weitesten außen liegenden Seiten jeweils von dem Stapel der Rohre und der Rippen, welche zueinander in der Stapelrichtung gegenüberliegen, angeordnet. Auf diese Weise wird eine gestapelte Anordnung der Rohre, der Rippen und der Seitenplatten gebildet. Danach werden die longitudinalen Endabschnitte der Rohre der gestapelten Anordnung in die Rohrlöcher der Kernplatten eingesetzt, und die longitudinalen Endabschnitte der Seitenplatten werden in die Lücken jeweils eingesetzt, welche jeweils zwischen der entsprechenden äußeren Wandoberfläche und der entsprechenden Halteklaue gebildet sind. Dadurch wird das Zusammenbauen des Kerns vervollständigt.
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Die flache Ausnehmung (gestufter Teil) des longitudinalen Endabschnitts von jeder Seitenplatte ist flach hergestellt und ist relativ zu der entsprechenden Halteklaue positioniert. Wenn eine äußere Kraft in der Luftströmungsrichtung nach der Vervollständigung des Zusammenbaus des Kerns angelegt wird, kann daher jede Seitenplatte möglicherweise unbeabsichtigt von der entsprechenden Lücke zwischen der entsprechenden äußeren Wandoberfläche und der entsprechenden Halteklaue losgelöst werden, um möglicherweise eine Demontage zu verursachen, d. h. einen Zusammenfall des temporär zusammengebauten Kerns vor dem Lötvorgang.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den obigen Nachteil. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Wärmetauscher bereitzustellen, welcher dem obigen Nachteil begegnen kann.
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Wärmetauscher bereitgestellt, welcher eine Mehrzahl von Rohren, eine Seitenplatte, eine Kernplatte und einen Tank umfasst. Die Rohre erstrecken sich in einer ersten Richtung und sind eines nach dem anderen in einer zweiten Richtung, welche senkrecht zu der ersten Richtung ist, gestapelt. Die Seitenplatte ist zum Verstärken der Mehrzahl von Rohren angepasst. Die Seitenplatte ist auf einer äußeren Seite von der Mehrzahl von Rohren in der zweiten Richtung angeordnet und erstreckt sich in der ersten Richtung. Die Kernplatte erstreckt sich in der zweiten Richtung. Ein longitudinaler Endabschnitt von jedem der Mehrzahl von Rohren ist mit der Kernplatte verbunden. Der Tank ist an der Kernplatte befestigt. Eine Halteklaue ist in der Kernplatte gebildet und ist in eine U-Form von einem tankseitigen Ende von einer äußeren Wandoberfläche eines longitudinalen Endabschnitts der Kernplatte gebogen, um sich in der ersten Richtung auf einer äußeren Seite der äußeren Wandoberfläche in Richtung zu einer Seite zu erstrecken, wo die Mehrzahl von Rohren angeordnet ist. Die Seitenplatte umfasst einen Seitenplattenendabschnitt, welcher ein Endabschnitt von der Seitenplatte in der ersten Richtung ist und welcher in eine Lücke eingesetzt ist, die zwischen der äußeren Wandoberfläche und der Halteklaue definiert ist. Ein Durchgangsloch erstreckt sich durch einen gebogenen Abschnitt der Halteklaue, welche in die U-Form gebogen ist. Ein Vorsprung ist in dem Seitenplattenendabschnitt gebildet, um in der ersten Richtung vorzuragen. Der Vorsprung ist durch das Durchgangsloch der Halteklaue eingesetzt.
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Die Erfindung wird zusammen mit weiteren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von ihr am besten aus der nachfolgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den zugehörigen Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
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1 eine schematische Vorderansicht eines Kühlers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine Ansicht in einer Richtung von einem Pfeil II in der 1 ist;
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3 eine Explosionsansicht ist, welche eine Kernplatte und eine gestapelte Anordnung von Rohren, Rippen und Seitenplatten gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 2 ist;
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5 eine Vorderansicht ist, welche eine Schraube zeigt, die bei einem Montagevorgang eines Kerns eines Kühlers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
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6 eine Vorderansicht ist, welche eine Drückermontagevorrichtung zeigt, welche verwendet wird, um eine Kernplatte an einer gestapelten Anordnung von Rohren, Rippen und Seitenplatten gemäß der zweiten Ausführungsform zu installieren.
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Bei den folgenden Ausführungsformen sind ähnliche Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht redundant beschrieben werden, um die Beschreibung zu vereinfachen. Bei jeder der nachfolgenden Ausführungsformen ist, wenn lediglich ein Teil einer Struktur beschrieben wird, der verbleibende Teil der Struktur der gleiche wie derjenige der zuvor beschriebenen Ausführungsform(en). Jede oder auch mehrere Komponenten von jeder der nachfolgenden Ausführungsformen können mit den Komponenten der anderen der nachfolgenden Ausführungsformen ohne ein Verlassen der Reichweite und der Idee der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
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Erste Ausführungsform
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Die 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten Ausführungsform ist ein Wärmetauscher der vorliegenden Erfindung als ein Kühler 100 ausgeführt, welcher einen Motor eines Fahrzeugs (z. B. eines Kraftfahrzeugs) kühlt, noch genauer ein Kühlmittel des Motors mit Kühlluft, welche von außen an den Kühler 100 angelegt wird. Die 1 ist eine Vorderansicht des Kühlers 100, welche eine gesamte Struktur des Kühlers 100 zeigt. Die 2 ist eine Ansicht in einer Richtung eines Pfeils II in der 1. Die 3 ist eine Explosionsansicht, welche eine der Kernplatten 104 sowie eine gestapelte Anordnung von Rohren 111, Rippen 112 und Seitenplatten 113 zeigt. Die 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 2.
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Wie es in den 1 bis 4 gezeigt ist, umfasst der Kühler 100 einen Kern 110, einen oberen Tank 120 und einen unteren Tank 130. Der Kühler 100 ist ein Kühler vom vertikalen Strömungstyp, bei welchem das Kühlmittel durch die gestapelten Rohre 111 in dem Kern 110 von der oberen Seite in Richtung zu der unteren Seite in der 1 strömt.
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Der Kern 110 umfasst die Rohre 111, die Rippen 112, die Seitenplatten 113 und die Kernplatten 114. Diese Komponenten 111 bis 114 sind aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, welche eine hohe Festigkeit und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion aufweist, hergestellt.
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Jedes Rohr 111 ist ein rohrförmiges Element, in welchem Kühlmittel strömt. Des Weiteren ist das Rohr 111 zum Beispiel durch ein Biegen eines länglichen, rechteckigen Blechmaterials geformt und ist als ein flaches Rohr ausgestaltet, welches einen im Allgemeinen flachen Querschnitt in einer Ebene aufweist, die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung des Rohres 111 erstreckt. Die Längsrichtung des Rohres 111 wird auch als eine erste Richtung bezeichnet werden. Des Weiteren ist jede Rippe 112 ein Wärmestrahlelement, welches einen Wärmeübertragungsoberflächenbereich (d. h. einen Wärmestrahloberflächenbereich) vergrößert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Rippe 112 eine gewellte Rippe, welche durch ein Biegen eines länglichen, dünnen rechteckigen Blechmaterials in eine gewellte Form durch einen Walzformvorgang geformt ist.
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Jede Seitenplatte 113 ist ein Verstärkungselement, welches angepasst ist, um die Struktur des Kerns 110 zu verstärken (wobei dadurch die Rohre 111 verstärkt werden), und ist länglich in der Längsrichtung des Rohres 111. Eine Länge der Seitenplatte 113 ist im Wesentlichen auf die gleiche Länge wie die des Rohres 111 in der Längsrichtung des Rohres 111 eingestellt. Ein Zwischenabschnitt (auch als ein allgemeiner Abschnitt bezeichnet) 113a, welcher in einem longitudinalen Zwischenbereich der Seitenplatte 113 angeordnet ist, ist ausgebildet, einen U-förmigen Querschnitt aufzuweisen, der sich zu einer äußeren Seite hin in einer Stapelrichtung (einer Richtung in der 1 von links nach rechts) der Rohre 111 öffnet, welche auch als eine zweite Richtung bezeichnet wird, die senkrecht zu der ersten Richtung ist. Noch genauer weist der Zwischenabschnitt 113a einen Bodenwandabschnitt und zwei Seitenwandabschnitte auf, und diese zwei Seitenwandabschnitte ragen von zwei seitlichen Ecken des Bodenwandabschnitts in Richtung zu der äußeren Seite (einer linken Seite in der 3) in der Stapelrichtung der Rohre 111 vor. Des Weiteren ist ein longitudinaler Endabschnitt (hier im Folgenden als ein Seitenplattenendabschnitt bezeichnet) 113b der Seitenplatte 113 in einer rechteckigen Plattenform bzw. Blechform ausgebildet, die einer Form des Bodenwandabschnitts des Zwischenabschnitts 113a entspricht, von welchem die zwei Seitenwandabschnitte entfernt sind. Der Seitenplattenendabschnitt 113b ist nach außen in der Stapelrichtung der Rohre 111 gebogen, um eine Stufe (Neigung) zu bilden. Eine Breite des Seitenplattenendabschnitts 113b, welche in einer Strömungsrichtung (hier im Folgenden als eine Luftströmrichtung oder Luftströmungsrichtung bezeichnet) der Kühlluft gemessen wird, welche durch ein elektrisches Gebläse (nicht gezeigt) an den Kern 110 des Kühlers 100 angelegt wird, um denselbigen zu kühlen, ist geringer eingestellt als eine Breite des Zwischenabschnitts 113a, welche in der Luftströmrichtung gemessen wird. Die Luftströmrichtung wird auch als eine dritte Richtung bezeichnet und ist senkrecht zu der Stapelrichtung der Rohre 111 und auch senkrecht zu der Längsrichtung von jedem Rohr 111.
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Ein distaler Endteil 113c ist in einem distalen Endteil (ein oberer Teil in der 2) des Seitenplattenendabschnitts 113b gebildet. Ein Vorsprung 113d ist in dem distalen Endteil 113c gebildet, um in der Längsrichtung der Seitenplatte 113 vorzuragen. Der Vorsprung 113d ist in einer mittleren Stelle von dem distalen Endteil 113c platziert, welche in dem distalen Endteil 113c in der Luftströmungsrichtung zentriert ist. Der Vorsprung 113d ist in einer Plattenform ausgebildet und erstreckt sich kontinuierlich von dem Seitenplattenendabschnitt 113b. Der Vorsprung 113d ist in einer trapezoiden Form geformt und ist in Richtung zu einem distalen Ende von dem Vorsprung 113d verjüngt, wenn der Vorsprung 113d in der Stapelrichtung der Rohre 111 betrachtet wird. Noch genauer sind zwei seitliche Seiten von dem Vorsprung 113d, welche zueinander in der Luftströmungsrichtung gegenüberliegen, von einem Basisende in Richtung zu einem distalen Ende davon verjüngt, um einen zunehmend in distaler Richtung abnehmenden Abstand dazwischen aufzuweisen, d. h. sie sind in Richtung zu einer Mittenstelle von dem Vorsprung 113d geneigt, welche in der Luftströmungsrichtung zentriert ist. Die zwei seitlichen Seiten des Vorsprungs 113d formen dadurch einen verjüngten Abschnitt 113e. Auf bevorzugte Weise ist eine Vorsprungslänge des Vorsprungs 113d, welche von dem Basisende des Vorsprungs 113d gemessen wird, das in dem distalen Endteil 113c angeordnet ist, eingestellt auf im Wesentlichen das zweifache oder das dreifache einer Plattendicke von der Halteklaue 114d der Kernplatte 114, welche später beschrieben werden wird.
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Die Kernplatte 114 ist ein schmales, längliches Plattenelement, welches in der Stapelrichtung der Rohre 111 länglich ist. Eine Nut 114b ist durch ein Pressbearbeiten in einem äußeren umfänglichen Abschnitt der Kernplatte 114 gebildet, um sich um die Kernplatte 114 herum zu erstrecken. Eine Wandoberfläche der Nut 114b, welche an einer äußeren Seite (der linken Seite in der 3) der Nut 114b angeordnet ist, erstreckt sich in der longitudinalen Richtung des Rohres 111. Eine Mehrzahl von Klauen 114c (in diesem Fall zwei) ist in dieser Wandoberfläche der Nut 114b gebildet. Eine äußere umfängliche Wandoberfläche von jedem longitudinalen Endabschnitt (der linke Endabschnitt in der 3) der Kernplatte 114 wird hier im Folgenden als eine äußere Wandoberfläche 114a bezeichnet. Der entsprechende Seitenplattenendabschnitt 113b, welcher sich parallel zu der äußeren Wandoberfläche 114a erstreckt, steht in einem Oberfläche-zu-Oberfläche-Kontakt und ist mit der äußeren Wandoberfläche 114a verbunden.
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Die beiden Klauen 114c sind in der äußeren Wandoberfläche 114a derart gebildet, dass die zwei Klauen 114c symmetrisch um eine Mittenstelle von der äußeren Wandoberfläche 114a herum angeordnet sind, welche in der Luftströmungsrichtung zentriert ist. Eine Ausdehnung eines Raums zwischen den zwei Klauen 114c ist größer eingestellt als die Breite des Seitenplattenendabschnitts 113b, die in der Luftströmungsrichtung gemessen wird. Die Halteklaue 114d ist zwischen den zwei Klauen 114c gebildet (eine Mittenstelle der äußeren Wandoberfläche 114a, welche in der Luftströmungsrichtung zentriert ist). Ein Seitenendabschnitt (ein Klauenabschnitt) des oberen Tanks 120 der äußeren Wandoberfläche 114a, welcher in Richtung zu dem oberen Tank 120 vorragt, ist um 180 Grad in Richtung zu den Rohren 111 gebogen, um die Halteklaue 114d zu bilden. Das heißt, die Halteklaue 114d umfasst einen U-förmig umgedrehten Abschnitt (gebogener Abschnitt) und einen Klauenhauptkörper. Der U-förmig umgedrehte Abschnitt ist durch ein Biegen des Seitenendabschnitts der äußeren Wandoberfläche 114a des oberen Tanks 120 in Richtung zu den Rohren 111 in einer U-förmigen Form gebildet. Der Klauenhauptkörper erstreckt sich von dem U-förmig umgedrehten Abschnitt in Richtung zu den Rohren 111. Eine Lücke ist zwischen der äußeren Wandoberfläche 114a und dem Klauenhauptkörper der Halteklaue 114d gebildet, und der Seitenplattenendabschnitt 113b ist in diese Lücke einsetzbar.
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Eine Breite der Halteklaue 114d, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird, ist im Wesentlichen auf die gleiche Breite wie die des Seitenplattenendabschnitts 113b eingestellt, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird. Eine Länge des Vorragens des Halteklauenkörpers der Halteklaue 114d, welche in Richtung zu den Rohren 111 vorragt, ist derart eingestellt, dass der Klauenhauptkörper zumindest einen Abschnitt des Seitenplattenendabschnitts 113b bedeckt, um eine Bewegung des Seitenplattenendabschnitts 113b in der Stapelrichtung der Rohre 111 in Richtung nach außen zu begrenzen. Des Weiteren ist der distale Endteil 113c des Seitenendabschnitts 113b in die innere Seite des U-förmig umgedrehten Abschnitts der Halteklaue 114d gesetzt, und dadurch wird die longitudinale Bewegung des Seitenplattenendabschnitts 113b in der longitudinalen Richtung der Seitenplatte 113 begrenzt.
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Ein Durchgangsloch 114e ist gebildet, um sich durch die Wand des U-förmig urgedrehten Abschnitts der Halteklaue 114d in einer Dickenrichtung davon zu erstrecken, und der Vorsprung 113d der Seitenplatte 113 ist durch das Durchgangsloch 114e in der longitudinalen Richtung der Seitenplatte 113 einsetzbar. Das Durchgangsloch 114e ist in der Luftströmungsrichtung länglich. Eine Breite des Durchgangslochs 114e, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird, ist größer eingestellt als eine Breite des distalen Endes des Vorsprungs 113d, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird. Des Weiteren ist die Breite des Durchgangslochs 114e, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird, geringfügig größer eingestellt oder im Wesentlichen gleich zu einer Breite des Basisendes des Vorsprungs 113d, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird. Wenn der Vorsprung 113d vollständig durch das Durchgangsloch 114e zum Platzieren des Basisendes des Vorsprungs 113d in das Durchgangsloch 114e eingesetzt ist, wird dadurch die Bewegung des Vorsprungs 113d und dadurch der Seitenplatte 113 in der Luftströmungsrichtung begrenzt.
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Eine Mehrzahl von Rohrlöchern 114f ist in der Kernplatte 114 an einem inneren Bereich der Kernplatte 114 gebildet (eine Hauptoberfläche der Kernplatte 114), welcher auf einer inneren Seite (eine rechte Seite in der 3) der Nut 114b angeordnet ist. Die Rohrlöcher 114f sind eines nach dem anderen angeordnet, um zu den Stellen der Rohre 111 zu entsprechen, und jedes Rohrloch 114f weist einen Querschnitt auf, welcher einem Querschnitt des entsprechenden Rohres 111 entspricht.
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Die Rohre 111 und die Rippen 112 sind derart gestapelt, dass die Rohre 111 und die Rippen 112 abwechselnd eine nach der anderen in der Stapelrichtung (der Richtung von links nach rechts von der 1) angeordnet sind. Die Wellengipfel von jeder Rippe 112 stehen mit den äußeren Wandoberflächen der benachbarten Rohre 111 in Kontakt. Jede Seitenplatte 113 ist an eine äußere Seite von einer entsprechenden am weitesten außen liegenden der Rippen 112 (auch bezeichnet als am weitesten außen liegende Rippe) gesetzt, welche nahe zu der Seitenplatte 113 ist und am weitesten außen in der Stapelrichtung der Rohre 111 angeordnet ist. Die Wellengipfel der am weitesten außen liegenden Rippe 112 stehen mit dem Zwischenabschnitt 113a der Seitenplatte 113 in Kontakt. Die Seitenplatte 113 ist derart angeordnet, dass eine Stelle von dem distalen Ende des Vorsprungs 113d der Seitenplatte 113 im Wesentlichen mit einer Stelle von einem longitudinalen Ende (hier im Folgenden bezeichnet als ein Rohrende 111a) von jedem der Rohre 111 in der longitudinalen Richtung des Rohres 111 zusammenfällt, wie es in der 3 durch eine gestrichelte Linie angegeben ist.
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Wie es in der 4 gezeigt ist, wird jedes Rohrende 111a durch das entsprechende Rohrloch 114f der Kernplatte 114 eingesetzt. Des Weiteren wird der Seitenplattenendabschnitt 113b in die Lücke zwischen der äußeren Wandoberfläche 114a der Kernplatte 114 und der Halteklaue 114d eingesetzt, und der Seitenplattenendabschnitt 113b steht mit der äußeren Wandoberfläche 114a in Kontakt. Des Weiteren wird der Vorsprung 113d der Seitenplatte 113 in das Durchgangsloch 114e der Halteklaue 114d eingesetzt.
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Die Rohre 111, die Rippen 112, die Seitenplatten 113 und die Kernplatten 114 werden zusammen mit einem Lötmaterial verlötet, das auf die Oberflächen der Rohre 111, der Seitenplatten 113 und der Kernplatten 114 appliziert wurde, um den Kern 110 zu bilden.
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Jeder von dem oberen Tank (Tank) 120 und dem unteren Tank (Tank) 130 erstreckt sich entlang der Länge der entsprechenden Kernplatte 114 in der Stapelrichtung der Rohre 111. Jeder von dem oberen und unteren Tank 120, 130 ist in einem Halbbehälterkörper ausgebildet, der einen U-förmigen Querschnitt in einer Ebene aufweist, welche in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Tanks 120, 130 genommen ist. Ein Öffnungsende von jedem der Tanks 120, 130, welches in Richtung zu dem Kern 110 gerichtet ist, wird in die Nut 114b der angrenzenden Kernplatte 114 eingesetzt und sicher durch die Klauen 114c durch eine Dichtungspackung (nicht gezeigt) durch eine Verpressung der Klauen 114c gegen den Tank 120, 130 gehalten. Jeder von den Tanks 120, 130 ist daher mechanisch an der entsprechenden Kernplatte 114 befestigt. Die Rohre 111 (noch genauer das Innere von jedem Rohr 111) stehen mit dem inneren Raum von jedem Tank 120, 130 in Kommunikation.
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Der obere Tank 120 ist ein Tank, welcher das Kühlmittel von dem Motor auf jedes Rohr 111 verteilt. Der obere Tank 120 ist aus einem Harzmaterial (z. B. Polyamid, auch bezeichnet als ein PA-Material) hergestellt. Der obere Tank 120 umfasst einen Tankhauptkörper 121, welcher als ein Halbbehälterkörper geformt ist. Der Tankhauptkörper 121 weist ein Einlassrohr 121a, eine Mehrzahl (vier in diesem Fall) von Gebläseschutzblechbefestigungsabschnitten 121b und eine Mehrzahl (zwei in diesem Fall) von Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitten 121c auf, welche integral in dem Tankhauptkörper 121 geformt sind. Das Einlassrohr 121a empfängt das Kühlmittel von dem Motor. Obere Verbindungen eines Gebläseschutzblechs des elektrischen Gebläses (nicht gezeigt) sind an den Schutzblechbefestigungsabschnitten 121b jeweils installiert. Die Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitte 121c sind an einer Karosserie des Fahrzeugs installiert.
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Der untere Tank 130 ist ein Tank, welcher das Kühlmittel von den jeweiligen Rohren 111 sammelt. Der untere Tank 130 ist aus einem Harzmaterial (z. B. Polyamid, auch bezeichnet als das PA-Material) hergestellt. Ähnlich zu dem oberen Tank 120 umfasst der untere Tank 130 einen Tankhauptkörper 131, welcher als ein Halbbehälterkörper geformt ist. Der Tankhauptkörper 131 weist ein Auslassrohr 131a, eine Mehrzahl (zwei in diesem Fall) von Gebläseschutzblechbefestigungsabschnitten 131b, eine Mehrzahl (zwei in diesem Fall) von Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitten 131c und ein Abtropfgefäß 131d auf, welche integral in dem Tankhauptkörper 131 geformt sind. Das Auslassrohr 131a gibt das Kühlmittel von dem Inneren des Tankhauptkörpers 131 aus. Untere Verbindungen des Gebläseschutzblechs sind an den Gebläseschutzblechbefestigungsabschnitten 131b jeweils installiert. Die Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitte 131c sind an der Karosserie des Fahrzeugs installiert. Das Abtropfgefäß 131d ist vorgesehen, um das Kühlmittel im Zeitpunkt einer Wartung abfließen zu lassen. Zusätzlich ist ein Ölkühler 140 in dem unteren Tank 130 installiert, um das Automatikgetriebefluid (ATF) eines automatischen Getriebes des Fahrzeugs zu kühlen.
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Der Kühler 100, welcher wie oben beschrieben geformt ist, wird in einem vorderen Abschnitt eines Motorraums (hinter einem Lüftungsgitter) des Fahrzeugs platziert. Die Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitte 121c, 131c sind an einem Rahmen bzw. Chassis der Karosserie des Fahrzeugs installiert. Ein Einlassschlauch, der sich von dem Motor erstreckt, ist an dem Einlassrohr 121a installiert. Zusätzlich ist ein Auslassschlauch, welcher zu dem Motor zurückkehrt, an dem Auslassrohr 131a installiert.
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Das Kühlmittel, welches von dem Motor in den oberen Tank 120 durch den Einlassschlauch und das Einlassrohr 121a geliefert wird, wird in die Rohre 111 verteilt und strömt nach unten durch die Rohre 111. In diesem Zeitpunkt wird das Kühlmittel, welches nach unten durch jedes Rohr 111 strömt, durch den Wärmeaustausch mit der Kühlluft gekühlt, die an den Kern 110 appliziert wird. Dieser Wärmeaustausch wird durch die Rippen 112, welche mit den Rohren 111 verbunden sind, befördert. Das Kühlmittel wird sodann in dem unteren Tank 130 gesammelt, nachdem es durch die Rohre 111 geströmt ist, und zu dem Motor durch das Auslassrohr 131a und den Auslassschlauch zurückgebracht.
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Im Zeitpunkt der Montage des Kerns 110 von dem Kühler 100 wird jeder der zwei Seitenplattenendabschnitte 113b von jeder Seitenplatte 113 in die Lücke zwischen der äußeren Wandoberfläche 114a der entsprechenden Kernplatte 114 und der entsprechenden Halteklaue 114d derart eingesetzt, dass die Seitenplatte 113 mit der Kernplatte 114 durch die Halteklaue 114d fixiert wird. Auf diese Weise werden die Rohre 111 und die Rippen 112 zwischen den Seitenplatten 113 gehalten. Des Weiteren wird der Vorsprung 113d von jedem Seitenplattenendabschnitt 113b von jeder Seitenplatte 113 in das Durchgangsloch 114e der entsprechenden Halteklaue 114d eingesetzt.
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Auf diese Weise können beim Vervollständigen des Montagevorgangs von dem Kern 110 durch das Montieren der Rohre 111, der Rippen 112, der Seitenplatten 113 und der Kernplatten 114 die Seitenplattenendabschnitte 113b sicher durch die Halteklauen 114d jeweils gehalten werden, sowohl in der Stapelrichtung der Rohre 111 als auch in der Längsrichtung der Rohre 111. Des Weiteren ist jeder Vorsprung 113d von jeder Seitenplatte 113 in das Durchgangsloch 114e der entsprechenden Halteklaue 114d so eingesetzt, dass der entsprechende Seitenplattenendabschnitt 113b zuverlässig und sicher in der Luftströmungsrichtung gehalten werden kann. Der montierte Zustand des Kerns 110 wird dadurch sicher aufrechterhalten, so dass die Seitenplatten 113 nicht von den Kernplatten 114 abgehen. Es ist dadurch möglich, die Auflösung bzw. Demontage des Kerns 110 einzuschränken.
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Der verjüngte Abschnitt 113e ist in jedem Vorsprung 113d wie oben diskutiert gebildet. Im Zeitpunkt der Montage der Rohre 111 und der Seitenplatten 113 an den Kernplatten 114 kann daher das Einsetzen des Vorsprungs 113d gestartet werden, wobei eine ausreichende Lücke zwischen dem distalen Ende des Vorsprungs 113d und der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 114e vorgesehen ist. Es ist daher möglich, das Einsetzen des Vorsprungs 113d in das Durchgangsloch 114e zu verbessern und zu erleichtern. Wenn der Vorsprung 113d vollständig durch das Durchgangsloch 114e eingesetzt ist, wird das Basisende des Vorsprungs 113d in das Durchgangsloch 114e eingepasst, ohne eine wesentliche Lücke zwischen dem Basisende des Vorsprungs 113d und der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 114e aufzuweisen. Der Vorsprung 113d kann daher sicher durch die Halteklaue 114d gehalten werden, ohne ein wesentliches bzw. beträchtliches Spiel in der Luftströmungsrichtung dazwischen zu bilden, d. h. ohne eine Klapperbewegung dazwischen in der Luftströmungsrichtung zu verursachen.
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Des Weiteren ist die Stelle des distalen Endes von dem Vorsprung 113d von jeder Seitenplatte 113 eingestellt, um im Wesentlichen mit der Stelle von dem Rohrende 111a von jedem der Rohre 111 in der Längsrichtung der Rohre 111 zusammenzufallen, wie oben diskutiert. Im Zeitpunkt des Stapelns, d. h. eines Zusammenbauens der Rohre 111, der Rippen 112 und der Seitenplatten 113 zusammen, oder im Zeitpunkt eines Installierens der Kernplatten 114 an den Rohren 111 und den Seitenplatten 113 kann daher ein Positionierelement wie beispielsweise eine einfache Platte auf die Seite platziert werden, wo der entsprechende Tank 120, 130 während des Vorgangs eines Positionierens der Rohrenden 111a der Rohre 111 und der distalen Enden der Vorsprünge 113d der Seitenplatten 113 angeordnet wird. Auf diese Weise kann der Vorgang des Positionierens erleichtert werden, während die Ausgestaltung des Positionierelements vereinfacht ist.
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Zweite Ausführungsform
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Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des nachfolgenden Unterschieds. Bei der zweiten Ausführungsform ist noch genauer die Stelle von jedem Vorsprung 113d von jeder Seitenplatte 113 (der Seitenplattenendabschnitt 113b) relativ zu dem angrenzenden, am weitesten außen liegenden der Rohre 111 (auch bezeichnet als am weitesten außen liegendes Rohr), welches am nächsten zu der Seitenplatte 113 ist und am weitesten außen in der Stapelrichtung der Rohre 111 angeordnet ist, eingestellt basierend auf einem Rohr-zu-Rohr-Abstand Tp.
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Bei dem Kern 110 ist der Rohr-zu-Rohr-Abstand Tp, d. h. ein Intervall zwischen jeden angrenzenden zweien der Rohre 111, auf einen vorherbestimmten Wert eingestellt basierend auf einer Dicke von jedem Rohr 111, welche in der Stapelrichtung gemessen wird, und einer Höhe der Gipfel von jeder Rippe 112, welche in der Stapelrichtung gemessen wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abstand (hier im Folgenden bezeichnet als ein Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand) zwischen einer Mitte von dem am weitesten außen liegenden Rohr 111, welche in dem am weitesten außen liegenden Rohr 111 in der Stapelrichtung zentriert ist, und einer Mitte von dem benachbarten Vorsprung 113d (der Seitenplattenendabschnitt 113b), welche in dem Vorsprung 113d in der Stapelrichtung zentriert ist, auf einen Wert eingestellt, welcher durch ein Multiplizieren des Rohr-zu-Rohr-Abstands Tp mit einer ganzen Zahl erhalten wird. Es ist wünschenswert, dass diese ganze Zahl zwei (2) ist, so dass der Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand = 2Tp bei dieser Ausführungsform ist. Dieses Einstellen wird aus dem nachfolgenden Grund im Hinblick auf ein Erfordernis des folgenden Herstellungsprozesses gemacht.
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Noch genauer wird der Kern 110 durch den folgenden Vorgang zusammengebaut.
- (1) Die Rohre 111, die Rippen 112 und die Seitenplatten 113 werden in der gestapelten Anordnung zusammengebaut und zu einem nächsten Montagevorgang transferiert.
- (2) Die gestapelte Anordnung wird in der Stapelrichtung komprimiert, um den voreingestellten Rohr-zu-Rohr-Abstand Tp zu implementieren und aufrechtzuerhalten.
- (3) Die Kernplatten 114 werden gepresst und an den entsprechenden Rohrenden 111a eingepasst, und die Seitenplattenendabschnitte 113b der Seitenplatten 113 werden in die entsprechenden Halteklauen 114d eingesetzt, so dass die Vorsprünge 113d durch die Durchgangslöcher 114e der entsprechenden Halteklauen 114d eingesetzt sind.
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Im Zeitpunkt des Transferierens, d. h. eines Transportierens der gestapelten Anordnung zu dem nächsten Montagevorgang, der oben im Abschnitt (1) diskutiert ist, wird eine Schraube 210 verwendet, welche in der 5 gezeigt ist. Die Schraube 210 ist eine mit einem Gewinde versehene Struktur, bei welcher eine Erhöhung 211 und eine Mulde 212 spiralförmig gewickelt sind. Ein Mulde-zu-Mulde-Abstand (auch bezeichnet als ein Schraubenabstand), welcher gemessen wird zwischen jeden benachbarten zweien Segmenten der Mulde 212, die auf einer Seite angeordnet sind, und der anderen Seite von einem benachbarten Segment der Erhöhung 211 entlang der Länge von der Schraube 210, ist auf das gleiche eingestellt wie der Rohr-zu-Rohr-Abstand Tp. Wie es in der 5 gezeigt ist, sind die Rohrenden 111a der Rohre 111 und die Vorsprünge 113d der Seitenplatten 113 in die entsprechenden Segmente jeweils von der Mulde 212 der Schraube 210 eingesetzt. Wenn die Schraube 210 gedreht wird, wird die gestapelte Anordnung in der axialen Richtung der Schraube 210 transferiert.
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Zu diesem Zeitpunkt können, da der Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand auf den Wert eingestellt ist, welcher erhalten wird durch ein Multiplizieren des Rohr-zu-Rohr-Abstands Tp mit der ganzen Zahl (zwei in dieser Ausführungsform), die Vorsprünge 113d (die Seitenplattenendabschnitte 113b) von den Seitenplatten 113 in die entsprechenden Segmente der Mulde 212 zusätzlich zu den Rohrenden 111a eingesetzt werden. Dadurch kann die gestapelte Anordnung der Rohre 111, der Rippen 112 und der Seitenplatten 113 transferiert werden, d. h. mit der Schraube 210 transportiert werden.
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Im Zeitpunkt des Installierens der Kernplatten 114, was oben im Abschnitt (3) diskutiert ist, wird des Weiteren eine Drückermontagevorrichtung 220, die in der 6 gezeigt ist, verwendet. Die Drückermontagevorrichtung 220 umfasst eine Mehrzahl von Vorsprüngen 221, welche von einem ebenen Hauptkörper der Drückermontagevorrichtung 220 vorragen, der parallel zu gehalten wird und angeordnet ist auf einer Tankseite von der Hauptoberfläche der Kernplatte 114, mit welcher die Rohre 111 verbunden werden. Die Vorsprünge 221 sind einer nach dem anderen in der Stapelrichtung der Rohre 111 angeordnet. Ein Vorsprung-zu-Vorsprung-Abstand (auch einfach bezeichnet als ein Vorsprungsabstand) zwischen den Mitten von jeden benachbarten zweien von den Vorsprüngen 221 in der longitudinalen Richtung der Schraube 210 ist auf das gleiche eingestellt wie der Rohr-zu-Rohr-Abstand Tp. Des Weiteren ist in einem Fall, in welchem verschiedene Größen von den Kernen 110 durch die Herstellungslinie (Montagelinie) hergestellt werden, eine Länge von der Drückermontagevorrichtung 220 (der Hauptkörper), welche in einer Richtung von der Reihe von Vorsprüngen 221 von der Drückermontagevorrichtung 220 gemessen wird, auf das gleiche eingestellt wie eine maximal mögliche Länge von der Kernplatte 114 des Kerns 110, welche die maximal mögliche Anzahl von den Rohren 111, den Rippen 112 und den Seitenplatten 113 unter den verschiedenen Größen der Kerne 110 aufweist.
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In dem Zustand, in welchem jeder der Vorsprünge 221 der Drückermontagevorrichtung 220 zwischen die entsprechenden benachbarten zwei der Rohre 111 platziert wird nach dem Einstellen der Kernplatte 114 auf die gestapelte Anordnung der Rohre 111, der Rippen 112 und der Seitenplatten 113, wird die Drückermontagevorrichtung 220 gegen die Kernplatte 114 von der Seite des Tanks 120, 130 in Richtung zu der Seite der Rohre 111 gedrückt. Dadurch wird die Kernplatte 114 an die gestapelte Anordnung der Rohre 111, der Rippen 112 und der Seitenplatten 113 angepasst.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand auf den Wert eingestellt, welcher durch ein Multiplizieren des Rohr-zu-Rohr-Abstands Tp mit der ganzen Zahl (zwei in dieser Ausführungsform) erhalten wird. Es ist daher nur erforderlich, die Drückermontagevorrichtung 220 vorzusehen, welche die Länge aufweist, welche der maximal möglichen Anzahl der Rohre 111, der Rippen 112 und der Seitenplatten 113, welche miteinander gestapelt werden, entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, das Anstoßen der Vorsprünge 113d (der Seitenplattenendabschnitte 113b) der Seitenplatten 113 gegen die Vorsprünge 221 der Drückermontagevorrichtung 220 zu vermeiden, selbst in dem Fall, in welchem es die Produktionslinie erfordert, verschiedene Größen der Kerne 110 herzustellen, welche eine verschiedene Anzahl von den Rohren 111, den Rippen 112 und den Seitenplatten 113 jeweils aufweisen. Die Kernplatten 114 der verschiedenen Größen können daher installiert werden unter Verwenden der einzigen Drückermontagevorrichtung 220 ohne ein Erfordernis eines Ersetzens der Drückermontagevorrichtung 220 durch eine andere.
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Des Weiteren ist der Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand auf den Wert eingestellt, welcher durch ein Multiplizieren des Rohr-zu-Rohr-Abstands Tp mit zwei bei dieser Ausführungsform erhalten wird, wie oben diskutiert. Daher kann die minimale Größe der Verbindung (der Nut 114b) zwischen der Kernplatte 114 und dem Tank 120, 130 in dem äußeren peripheren Abschnitt von der Kernplatte 114 gebildet werden, und es ist möglich, die Bildung eines nutzlosen Raums zu vermeiden, welcher nicht durch den Wärmeaustausch verwendet wird, an einer Stelle zwischen jedem am weitesten außen liegenden Rohr 111 und dem benachbarten Seitenplattenendabschnitt 113b. Es ist daher möglich, den Kühler 100 in einer kompakten Größe (niedriges Profil) zu formen.
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Nun werden Modifikationen der obigen Ausführungsformen beschrieben werden.
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Bei den obigen Ausführungsformen ist der verjüngte Abschnitt 113e in dem Vorsprung 113d von jeder Seitenplatte 113 gebildet. Wenn der Vorsprung 113d auf geeignete Art und Weise in das entsprechende Durchgangsloch 114e ohne Schwierigkeit eingesetzt werden kann, kann der verjüngte Abschnitt 113e jedoch weggelassen werden. In solch einem Fall kann die Breite des Vorsprungs 113d, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird, auf geringfügig weniger als die Breite des entsprechenden Durchgangslochs 114e, welche in der Luftströmungsrichtung gemessen wird, eingestellt sein.
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Bei den obigen Ausführungsformen fällt des Weiteren die Stelle des distalen Endes von jedem Vorsprung 113d von jeder Seitenplatte 113 in der longitudinalen Richtung der Rohre 111 mit der Stelle von jedem entsprechenden Rohrende 111a in der longitudinalen Richtung der Rohre 111 zusammen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Form des Positionierelements, welches zum Positionieren der entsprechenden Komponente (die Rohre 111, die Rippen 112 und die Seitenplatten 113) der gestapelten Anordnung oder der Anordnung des Kerns 110 verwendet wird, kann noch genauer in jede geeignete Form geändert werden (zum Beispiel durch ein Ändern des ebenen Elements in ein gestuftes Element), um solch einer Veränderung in der Positionierung der entsprechenden Komponente (die Rohre 111, die Rippen 112 und die Seitenplatten 113) zu entsprechen.
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Bei den obigen Ausführungsformen ist des Weiteren der Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand auf den Wert eingestellt, welcher durch ein Multiplizieren des Rohr-zu-Rohr-Abstands Tp mit der ganzen Zahl (zum Beispiel zwei) erhalten wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Verwendung der Schraube 210 und der Drückermontagevorrichtung 220, welche bei der zweiten Ausführungsform diskutiert wurde, kann noch genauer aus dem Herstellungsprozess weggelassen werden. Ein Transferierungsmechanismus (ein Transportmechanismus) und ein Druckermechanismus, welcher der Ausgestaltung der gestapelten Anordnung oder des Kerns 110 entspricht, können alternativ anstelle der Schraube 210 und der Drückermontagevorrichtung 220 verwendet werden. In solch einem Fall kann der Rohr-zu-Seitenplatten-Abstand abhängig von dem jeweiligen Bedarf in geeigneter Art und Weise eingestellt werden.
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Bei den obigen Ausführungsformen ist des Weiteren der Wärmetauscher als der Kühler 100 für das Kühlen des Motors implementiert. Der Wärmetauscher der vorliegenden Erfindung kann jedoch als jede andere Art von Wärmetauscher implementiert bzw. eingesetzt werden, wie zum Beispiel einen Zwischenkühler für das Kühlen der Einlassluft des Motors oder einen Kondensator für einen Kältekreislauf, so lange der Seitenplattenendabschnitt 113b in die Lücke zwischen der äußeren Wandoberfläche 114a der Kernplatte 114 und der Halteklaue 114d eingesetzt ist.
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Die Halteklaue 114d ist in den obigen Ausführungsformen die einzige Halteklaue in jedem longitudinalen Endabschnitt der Kernplatte 114 und ist in dem longitudinalen Endabschnitt der Kernplatte 114 in der Luftströmungsrichtung zentriert, und der Vorsprung 113d ist der einzige Vorsprung in jedem Seitenplattenendabschnitt 113b der Seitenplatte 113 und ist in dem Seitenplattenendabschnitt 113b (auch in der Seitenplatte 113) in der Luftströmungsrichtung zentriert. Die Anzahl der Halteklauen) 114d, von denen jede das Durchgangsloch 114e in jedem longitudinalen Endabschnitt der Kernplatte 114 aufweist, ist jedoch nicht auf eins beschränkt und kann auf jede gewünschte Anzahl erhöht werden. Auf ähnliche Art und Weise ist die Anzahl des Vorsprungs (der Vorsprünge) 113d in jedem Seitenplattenendabschnitt 113b der Seitenplatte 113 nicht auf eins beschränkt und kann auf jede gewünschte Anzahl erhöht werden, die der Zahl von den Halteklauen 114d entspricht.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden einem Fachmann des Gebiets unmittelbar offensichtlich sein. Die Erfindung in ihren breiteren Begriffen ist daher nicht auf die spezifischen Details, die darstellende Vorrichtung und die exemplarischen Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden, beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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