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Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung, welche von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmbar ist, umfassend eine Rippenstruktur, welche eine Mehrzahl von Plattenelementen aufweist, wobei Strömungskanäle zwischen Plattenbereichen benachbarter Plattenelemente gebildet sind, ein Plattenelement jeweils eine Abstützeinrichtung zur Abstützung eines oder mehrerer benachbarter Plattenelemente aufweist, und wobei sich benachbarte Plattenelemente über die Abstützeinrichtung aneinander abstützen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer Wärmeübertragungsvorrichtung in einer thermoelektrischen Generatorvorrichtung.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Werkzeug zur Positionierung von Plattenelementen für ein Plattenpaket einer Wärmeübertragungsvorrichtung, wobei die Plattenelemente jeweils eine Mehrzahl von Positionierungselementen aufweisen.
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Aus der
DE 10 2010 001 417 A1 ist ein Wärmetauscher für thermoelektrische Generatoren bekannt, welcher mindestens zwei Kanäle für ein Kühlmedium und mindestens einen Kanal für ein Heizmedium aufweist, wobei der mindestens eine Kanal für das Heizmedium im Innenbereich mit Rippen bestückt ist.
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Aus der
DE 10 2015 115 054 A1 ist eine thermoelektrische Generatorvorrichtung, umfassend eine thermoelektrische Einrichtung und eine Wärmeübertragungseinrichtung mit mindestens einem Heißwärmeübertrager und mindestens einem Kaltwärmeübertrager, welche in thermischem Kontakt mit der thermoelektrischen Einrichtung stehen, bekannt. Es ist dabei zumindest der mindestens eine Heißwärmeübertrager zur Durchströmung mit einem Gas als Wärmeübertragungsfluid vorgesehen. Der mindestens eine Heißwärmeübertrager und/oder der mindestens eine Kaltwärmeübertrager weisen eine Rippenstruktur mit Strömungskanälen auf, welche zwischen Rippen der Rippenstruktur gebildet sind.
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Aus der
DE 10 2010 042 603 A1 ist eine thermoelektrische Generatorvorrichtung bekannt, umfassend ein fluiddichtes erstes Gehäuse, mindestens ein fluiddichtes zweites Gehäuse, welches an dem ersten Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Gehäuse und dem mindestens einen zweiten Gehäuse ein erster Mediumstrom geführt ist, ein fluiddichtes drittes Gehäuse, welches an dem mindestens einen zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei in dem dritten Gehäuse ein zweiter Mediumstrom geführt ist, und mindestens ein thermoelektrisches Modul, welches zwischen dem mindestens einen zweiten Gehäuse und dem dritten Gehäuse angeordnet ist und mit einer ersten Seite in thermischem Kontakt mit dem zweiten Gehäuse steht und mit einer zweiten Seite in thermischem Kontakt mit dem dritten Gehäuse steht.
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Aus der
DE 10 2013 112 911 A1 ist eine thermoelektrische Generatorvorrichtung bekannt, welche ein Gehäuse und mindestens eine Kombination mit den Komponenten erster Kaltwärmeübertrager, zweiter Kaltwärmeübertrager, erste thermoelektrische Lage, zweite thermoelektrische Lage und Heißwärmeübertrager umfasst. In der mindestens einen Kombination ist der Heißwärmeübertrager zwischen der ersten thermoelektrischen Lage und der zweiten thermoelektrischen Lage angeordnet, der erste Kaltwärmeübertrager ist an der ersten thermoelektrische Lage und der zweite Kaltwärmeübertrager an der zweiten thermoelektrischen Lage angeordnet. Es ist dabei vorgesehen, dass die mindestens eine Kombination in dem Gehäuse positioniert ist, wobei eine erste Innenseite einer ersten Wand des Gehäuse in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem ersten Kaltwärmeübertrager der mindestens einen Kombination steht oder die erste Wand eine Wandung des ersten Kaltwärmeübertragers bildet, dass eine der ersten Innenseite gegenüberliegende zweite Innenseite einer zweiten Wand des Gehäuses in direktem flächigen mechanischen Kontakt mit dem zweiten Kaltwärmeübertrager der mindestens einen Kombination oder einer weiteren Kombination steht oder eine Wandung des zweiten Kaltwärmeübertragers ausbildet, und dass das Gehäuse durch Formschluss mindestens bei einem Betriebspunkt oder Betriebspunktbereich der thermoelektrischen Generatorvorrichtung einen Anpressdruck bereitstellt, welcher die Komponenten der mindestens einen Kombination gegeneinander verspannt und in dem Gehäuse einspannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche vereinfacht herstellbar ist und bei welcher ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Wärmeübertragungsvorrichtung dadurch gelöst, dass die Abstützeinrichtung mindestens ein Abstützelement umfasst, welches mit dem Plattenelement verbunden ist und/oder integral an dem Plattenelement gebildet ist.
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Ein Plattenelement ist beispielsweise eine Einzelplatte. Die Rippenstruktur weist beispielsweise eine Mehrzahl voneinander getrennter Einzelplatten auf. Die Strömungskanäle sind dann beispielsweise zwischen Plattenbereichen benachbarter Einzelplatten gebildet.
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Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Plattenelemente als Gleichplatten und/oder Gleichteile ausgebildet sind. Es ergibt sich dadurch ein verringerter konstruktiver Aufwand zur Herstellung der Rippenstruktur.
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Es ist grundsätzlich auch möglich, dass ein Plattenelement ein Bestandteil einer größeren Platteneinheit und/oder Plattenstruktur ist.
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Beispielsweise ist ein Plattenpaket, mittels welchem die Rippenstruktur gebildet ist, aus einer einzelnen Platte hergestellt, an welcher eine Mehrzahl zueinander benachbarter Plattenelement ausgebildet ist.
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Das mindestens eine Abstützelement ist mit dem Plattenelement verbunden und/oder ist integral an dem Plattenelement gebildet. Das mindestens eine Abstützelement ist beispielsweise einstückig oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Plattenelement verbunden. Das mindestens eine Abstützelement ist beispielsweise in das Plattenelement eingepresst und/oder eingestanzt.
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Das mindestens eine Abstützelement ist oder umfasst beispielsweise eine Stanzniete, welche mit dem Plattenelement verbunden ist.
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Alternativ hierzu ist oder umfasst das mindestens eine Abstützelement beispielsweise einen Schweißbolzen, welcher stoffschlüssig mit dem Plattenelement verbunden ist.
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Durch eine insbesondere integrale Ausbildung des mindestens einen Abstützelements der Abstützeinrichtung lassen sich die Plattenelemente vereinfacht herstellen. Durch die integrale Ausbildung des mindestens einen Abstützelements wird ferner die Stabilität und die Haltbarkeit des mindestens einen Abstützelements an dem jeweiligen Plattenelement erhöht.
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Insbesondere sind die Plattenelemente der Rippenstruktur parallel zueinander orientiert. Beispielsweise sind Mittelebenen der Plattenelemente parallel zueinander orientiert.
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Günstig ist es, wenn das mindestens eine Abstützelement einen parallel zu einer Mittelebene des Plattenelements orientierten Stützbereich aufweist. Benachbarte Plattenelemente der Rippenstruktur lassen sich dadurch vereinfacht aneinander abstützen. Es lassen sich dadurch die Plattenelemente insbesondere als Gleichteile ausbilden.
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Insbesondere weist das mindestens eine Abstützelement einen Verbindungsbereich auf, welcher quer und insbesondere senkrecht zur Mittelebene des Plattenelements orientiert ist, wobei der mindestens eine Verbindungsbereich einen Bereich des Plattenelements, welcher in der Mittelebene liegt, mit dem Stützbereich des mindestens einen Abstützelements verbindet. Es lässt sich hierdurch das mindestens eine Abstützelement vereinfacht an dem jeweiligen Plattenelement ausbilden.
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Beispielsweise ist der Stützbereich zumindest näherungsweise eben ausgebildet. Es lassen sich dadurch benachbarte Plattenelemente auf einfache Weise aneinander abstützen.
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Insbesondere weist der Stützbereich eine kreisförmige Begrenzungslinie auf. Dadurch lässt sich der Stützbereich auf einfache Weise an dem mindestens einen Abstützelement des jeweiligen Plattenelements herstellen.
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Günstig ist es, wenn das mindestens eine Abstützelement eine kegelförmige oder zylinderförmige Einhüllende aufweist, wobei eine Höhenrichtung der kegelförmigen oder der zylinderförmigen Einhüllenden quer und insbesondere senkrecht zu einer Mittelebene des Plattenelements orientiert ist. Das mindestens eine Abstützelement lässt sich hierdurch auf einfache Weise ausbilden.
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Beispielsweise ist das mindestens eine Abstützelement als Kegelstumpf oder als Zylinder ausgebildet.
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Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das mindestens eine Abstützelement durch eine Verformung des Plattenelements in einer Verformungsrichtung quer und insbesondere senkrecht zu einer Mittelebene des Plattenelements gebildet ist und/oder mit dem Plattenelement verbunden ist. Das mindestens eine Abstützelement lässt sich dadurch technisch auf einfache Weise integral an dem jeweiligen Plattenelement ausbilden.
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Weiterhin ist es günstig, wenn das mindestens eine Abstützelement an einem Kantenbereich des Plattenelements gebildet ist. Eine Abstützung benachbarter Plattenelemente kann dann über deren Kantenbereiche erfolgen.
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Insbesondere weist das Plattenelement an dem Kantenbereich eine Abkantung auf, wobei eine Abkantungsrichtung der Abkantung quer und insbesondere senkrecht zu einer Mittelebene des Plattenelements orientiert ist. Auf diese Weise lässt sich das mindestens eine Abstützelement an dem Kantenbereich des Plattenelements auf technisch einfache Weise realisieren.
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Günstig ist es dann, wenn die Abkantung einen Stützbereich aufweist, welcher zumindest näherungsweise parallel zur Mittelebene des Plattenelements orientiert ist. Es lässt sich dadurch die Abstützung benachbarter Plattenelemente an deren Kantenbereiche auf technisch einfache Weise realisieren.
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Es ist günstig, wenn mindestens ein Abstützelement, bezogen auf eine Mittelebene des Plattenelements, an einer ersten Seite des Plattenelements angeordnet ist, und wenn mindestens ein Abstützelement an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Plattenelements angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine verbesserte Abstützung benachbarter Plattenelemente erreicht.
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Beispielsweise sind das mindestens eine an der ersten Seite des Plattenelements angeordnete Abstützelement und das mindestens eine an der zweiten Seite des Plattenelements angeordnete Abstützelement in einer zu der Mittelebene des Plattenelements parallelen Richtung mit einem Abstand beabstandet.
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Günstig ist es, wenn das mindestens eine an der ersten Seite des Plattenelements angeordnete Abstützelement und das mindestens eine an der zweiten Seite des Plattenelements angeordnete Abstützelement in einer Abstandsrichtung parallel zu einer Längserstreckungsrichtung des Plattenelements beabstandet sind. Es lässt sich dadurch eine verbesserte Abstützung benachbarter Plattenelemente erreichen. Es lassen sich dadurch die Plattenelemente des Rippenpakets ferner insbesondere als Gleichteile ausführen. Dies ermöglicht eine vereinfachte Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Abstützelement in einem ersten Bereich des Plattenelements gebildet, welcher einem Eingang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt ist, und/oder es ist mindestens ein Abstützelement in einem zweiten Bereich des Plattenelements gebildet, welcher einem Ausgang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt ist. Dadurch lässt sich eine Abstützung der Plattenelemente an deren Endbereichen realisieren, welche dem Eingang und/oder dem Ausgang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt sind.
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Beispielsweise ist mindestens ein Abstützelement an einem ersten Ende des Plattenelements gebildet, welches dem Eingang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt ist, und/oder mindestens ein Abstützelement an einem zweiten Ende des Plattenelements gebildet, welches dem Ausgang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt ist.
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Für die Vergleichmäßigung einer Wärmestromdichte in Längsrichtung (parallel zu einer Hauptströmungsrichtung von Wärmeübertragungsfluid) ist es insbesondere für die Wärmeübertragungsvorrichtung günstig, wenn an dem Plattenelement mindestens eine wellenförmige Verformung gebildet ist, welche in einer Amplitudenrichtung bezüglich einer Mittelebene des Plattenelements ein Maximum oder Minimum aufweist, wobei die Amplitudenrichtung senkrecht zur Mittelebene orientiert ist und wobei sich die wellenförmige Verformung entlang einer Längenrichtung erstreckt, welche senkrecht zur Amplitudenrichtung und parallel zur Mittelebene orientiert ist. Es lässt sich dadurch insbesondere eine erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit aus dem Wärmeübertragungsfluid in einem zweiten Bereich des Plattenelements realisieren. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung der Wärmestromdichte in Längsrichtung. Es ergibt sich dadurch ferner ein erhöhter Wirkungsgrad der Wärmeübertragungsvorrichtung.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass eine Mehrzahl wellenförmiger Verformungen entlang einer Längserstreckungsgeraden gebildet ist, wobei die Längserstreckungsgerade parallel zur Mittelebene des Plattenelements orientiert ist, die Längenrichtungen der wellenförmigen Verformungen einer Richtung der Längserstreckungsgeraden entsprechen, und wobei entlang der Längserstreckungsgeraden wellenförmige Verformungen mit einem Maximum und wellenförmige Verformungen mit einem Minimum jeweils abwechselnd aufeinanderfolgen. Die wellenförmigen Verformungen lassen sich dadurch an dem Plattenelement auf technisch einfache Weise realisieren. Dadurch kann insbesondere in einem zweiten Bereich der Plattenelemente eine Oberfläche von Strömungskanälen, welche von dem Wärmeübertragungsfluid durchströmt werden, vergrößert werden. Hierdurch wird wiederum die Wärmeaufnahmefähigkeit der Plattenelemente aus dem Wärmeübertragungsfluid erhöht.
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Insbesondere liegt eine Breite der wellenförmigen Verformungen in einer Breitenrichtung senkrecht zur Längenrichtung bezüglich der Längserstreckungsgeraden axialsymmetrisch, wobei die Breitenrichtung parallel zur Mittelebene des Plattenelements orientiert ist. Es lassen sich dadurch die wellenförmigen Verformungen auf einfache Weise an dem Plattenelement ausbilden.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind Maxima und Minima aufeinanderfolgender wellenförmiger Verformungen jeweils mit einem Abstand beabstandet, wobei eine Abstandsrichtung der Richtung der Längserstreckungsgeraden, entlang welcher die wellenförmigen Verformungen gebildet sind, entspricht. Die wellenförmigen Verformungen lassen sich hierdurch auf technisch einfache Weise an dem Plattenelement ausbilden.
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Insbesondere ist die Längserstreckungsgerade parallel zu einer Längserstreckungsrichtung des Plattenelements orientiert, wobei die Längserstreckungsrichtung parallel zur Mittelebene des Plattenelements liegt. Dadurch lässt sich eine Vergrößerung der Oberfläche für die Wärmeaufnahme des Plattenelements aus dem Wärmeübertragungsfluid parallel zu der Hauptströmungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids realisieren.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine erste Serie mit einer Mehrzahl von wellenförmigen Verformungen entlang einer ersten Längserstreckungsgeraden gebildet ist, und wenn eine zweite Serie mit einer Mehrzahl von wellenförmigen Verformungen entlang einer zur ersten Längserstreckungsgeraden parallelen zweiten Längserstreckungsgeraden gebildet ist. Die Plattenelemente lassen sich dann als Gleichteile ausbilden. Es ist insbesondere eine Mehrzahl zueinander benachbarter Plattenelemente innerhalb der Rippenstruktur als Gleichteile ausgebildet. Die Wärmeübertragungsvorrichtung lässt sich dadurch auf vereinfachte Weise herstellen.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn jeweilige Maxima und Minima der wellenförmigen Verformungen der ersten Serie und jeweilige Maxima und Minima der wellenförmigen Verformungen der zweiten Serie in einer Richtung parallel zur ersten Längserstreckungsgeraden an unterschiedlichen Positionen gebildet sind.
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Beispielsweise liegen sowohl Maxima der ersten Serie und Minima der zweiten Serie als auch Minima der ersten Serie und Maxima der zweiten Serie jeweils auf einer Geraden, welche senkrecht zu der ersten Längserstreckungsgeraden orientiert ist. Die Plattenelemente der Rippenstruktur lassen sich dadurch besonders einfach als Gleichteile ausbilden.
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Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die mindestens eine wellenförmige Verformung in einer Breitenrichtung eine konstante Breite aufweist, wobei die Breitenrichtung parallel zur Mittelebene des Plattenelements und senkrecht zur Längenrichtung der mindestens einen wellenförmigen Verformung orientiert ist. Es lässt sich dadurch die mindestens eine wellenförmige Verformung auf einfache Weise an dem Plattenelement ausbilden bzw. es lässt sich insbesondere eine Mehrzahl wellenförmiger Verformungen vereinfacht an dem Plattenelement positionieren.
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Es ist ferner günstig, wenn die Breite der mindestens einen wellenförmigen Verformung weniger als 90 % und insbesondere weniger als 50 % einer Breite des Plattenelements beträgt, wobei eine Breitenrichtung des Plattenelements senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des Plattenelements orientiert ist, und wobei die Breitenrichtung und die Längserstreckungsrichtung parallel zur Mittelebene orientiert sind. Die mindestens eine wellenförmige Verformung lässt sich dadurch vereinfacht an dem Plattenelement positionieren bzw. es lässt sich auf vereinfachte Weise eine Mehrzahl von Serien wellenförmiger Verformungen an dem Plattenelement ausbilden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine wellenförmige Verformung in einem zweiten Bereich des Plattenelements gebildet, welcher auf einen ersten Bereich folgt, wobei der erste Bereich einem Eingang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt ist und wobei der zweite Bereich einem Ausgang der Wärmeübertragungsvorrichtung für Wärmeübertragungsfluid zugewandt ist, und es weist das Plattenelement in dem ersten Bereich insbesondere eine Mehrzahl von Öffnungen auf. Es lässt sich dadurch eine erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit des Plattenelements innerhalb des zweiten Bereichs im Vergleich zu dem ersten Bereich realisieren.
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Für eine konstruktiv einfache Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung ist es insbesondere für die Wärmeübertragungsvorrichtung günstig, wenn mindestens ein Abstandshalteelement vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Halteeinheiten aufweist, wobei die Halteeinheiten in einer Abstandsrichtung senkrecht zu Mittelebenen der Plattenelemente mit einem Abstand beabstandet sind, Kantenbereiche der Plattenelemente an den Halteeinheiten des mindestens einen Abstandshalteelements festgelegt sind, und wenn mittels des mindestens einen Abstandshalteelements eine Relativbewegung eines jeweiligen Plattenelements zu dem mindestens einen Abstandshalteelement in einer Richtung quer und insbesondere senkrecht zu der Mittelebene des Plattenelements gesperrt ist. Durch das mindestens eine Abstandshalteelement lassen sich benachbarte Plattenelemente auf einfache Weise aneinander abstützen. Benachbarte Plattenelemente können dadurch beispielsweise beabstandet zueinander angeordnet werden.
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Beispielsweise entspricht ein Abstand der Plattenelemente dem Abstand der Halteeinheiten des mindestens einen Abstandshalteelements.
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Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Halteeinheit jeweils eine Ausnehmung und/oder jeweils eine Mehrzahl von Erhebungen aufweist, und dass die Kantenbereiche der Plattenelemente innerhalb der Ausnehmungen und/oder zwischen den Erhebungen gehalten sind. Die Ausnehmungen sind oder umfassen beispielsweise an dem Abstandshalteelement ausgebildete Freiräume.
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Beispielsweise ist die Relativbewegung eines jeweiligen Plattenelements zu dem mindestens einen Abstandshalteelement in der Richtung quer und insbesondere senkrecht zu der Mittelebene des Plattenelements durch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Kantenbereich eines Plattenelements und der jeweiligen Ausnehmung des mindestens einen Abstandshalteelements gesperrt.
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Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Kantenbereiche der Plattenelemente durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie z. B. eine Lötverbindung, innerhalb der Ausnehmungen des mindestens einen Abstandshalteelements gehalten sind.
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Günstig ist es, wenn die Kantenbereiche der Plattenelemente durch eine kraftschlüssige Verbindung in einer Richtung parallel zu den Mittelebenen der Plattenelemente innerhalb der Ausnehmungen des mindestens einen Abstandshalteelements gehalten sind. Das mindestens eine Abstandshalteelement lässt sich dadurch auf einfache Weise an den Kantenbereichen der Plattenelemente befestigen.
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Günstig ist es, wenn eine Längserstreckungsrichtung der Strömungskanäle der Wärmeübertragungsvorrichtung parallel zu einer Hauptströmungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids orientiert ist. Es ergibt sich dadurch eine einfache Herstellbarkeit der Wärmeübertragungsvorrichtung.
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Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn Mittelebenen der Plattenelemente parallel zueinander orientiert sind, und insbesondere, wenn die Mittelebenen der Plattenelemente parallel zu einer Hauptströmungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids orientiert sind.
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Eine vorstehend beschriebene Wärmeübertragungsvorrichtung lässt sich erfindungsgemäß in einer thermoelektrischen Generatorvorrichtung verwenden. Die Wärmeübertragungsvorrichtung lässt sich beispielsweise als Kaltwärmeübertrager oder Heißwärmeübertrager für thermoelektrische Module der thermoelektrischen Generatorvorrichtung einsetzen. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Wärmeübertragungsvorrichtung beschriebenen Vorteile.
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Erfindungsgemäß umfasst das eingangs genannte Werkzeug einen ersten Querbereich und einen zu dem ersten Querbereich beabstandeten zweiten Querbereich, wobei der erste Querbereich und der zweite Querbereich über gegenüberliegende Längsbereiche miteinander verbunden sind, an dem ersten Querbereich mindestens ein erstes Positionierungselement angeordnet ist und an dem zweiten Querbereich mindestens ein zweites Positionierungselement angeordnet ist, das mindestens eine erste Positionierungselement und das mindestens eine zweite Positionierungselement jeweils zu Positionierungselementen der Plattenelemente korrespondierend ausgebildet sind, und wobei die Plattenelemente zwischen dem mindestens einen ersten Positionierungselement und dem mindestens einen zweiten Positionierungselement durch eine Druckkraft haltbar sind.
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Mit dem Werkzeug lassen sich beispielsweise Plattenelemente auf einfache Weise parallel und/oder fluchtend zueinander ausrichten. Dadurch kann ein Plattenpaket aus Plattenelementen für die Wärmeübertragungsvorrichtung auf einfache Weise hergestellt werden.
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Das mindestens eine erste Positionierungselement und das mindestens eine zweite Positionierungselement greifen insbesondere in die Positionierungselemente der Plattenelemente und/oder sind durch die Positionierungselemente der Plattenelemente durchführbar. Es lassen sich dadurch die Plattenelemente auf einfache Weise zwischen dem mindestens einen ersten Positionierungselement und dem mindestens einen zweiten Positionierungselement des Werkzeugs halten und insbesondere einspannen.
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Insbesondere ist ein Abstand zwischen dem mindestens einen ersten Positionierungselement und dem mindestens einen zweiten Positionierungselement einstellbar. Es lässt sich dadurch das Werkzeug auf einfache Weise an Plattenelementen für das Plattenpaket positionieren. Dadurch können die Plattenelemente beispielsweise zwischen dem mindestens einen ersten Positionierungselement und dem mindestens einen zweiten Positionierungselement auf einfache Weise eingespannt werden.
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Insbesondere umfasst das Werkzeug eine Federeinrichtung mit einer Mehrzahl von Federn, wobei die Federn jeweils an den Längsbereichen angeordnet sind, und wobei der zweite Querbereich durch Überwindung einer Federkraft auf den ersten Querbereich zu bewegbar ist. Es können dadurch thermische Deformationen parallel zu den Längsbereichen des Werkzeugs zumindest teilweise ausgeglichen werden. Diese thermischen Deformationen entstehen beispielsweise durch das Erhitzen bzw. die Abkühlung von Komponenten bei einer Wärmebehandlung in einem Lötofen.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Wärmeübertragungsvorrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Rippenstruktur der Wärmeübertragungsvorrichtung gemäß 1;
- 3 eine Draufsicht auf Plattenelemente der Rippenstruktur in der Richtung A gemäß 2;
- 4 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Plattenelements der Rippenstruktur;
- 5 eine perspektivische Ansicht von Plattenelementen der Rippenstruktur mit Abstützelementen;
- 6 eine Detailansicht des Teilbereichs B gemäß 5;
- 7 eine seitliche Schnittansicht der Plattenelemente in der Richtung C gemäß 5;
- 8 eine Seitenansicht auf Plattenelemente mit Abstützelementen an Kantenbereichen;
- 9 eine Detailansicht des Teilbereichs D gemäß 8;
- 10 eine perspektivische Ansicht von Plattenelementen mit einem Abstandshalteelement;
- 11 eine perspektivische Ansicht von Plattenelementen mit zwei Abstandshalteelementen;
- 12 eine Detailansicht des Teilbereichs E gemäß 11;
- 13 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Plattenelements;
- 14 eine perspektivische Ansicht des Plattenelements gemäß 13;
- 15 eine Seitenansicht des Plattenelements in der Richtung F gemäß 13;
- 16 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Plattenelements;
- 17 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Plattenelements;
- 18 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Plattenelements;
- 19 eine perspektivische Ansicht einer Wärmeübertragungsvorrichtung mit einem Werkzeug zur Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung; und
- 20 eine teilweise Schnittansicht auf die Wärmeübertragungsvorrichtung mit dem Werkzeug zur Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung in der Richtung G gemäß 19.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Wärmeübertragungsvorrichtung, welches in 1 schematisch gezeigt ist und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 12. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 12 zweiteilig ausgebildet. Das Gehäuse 12 umfasst ein erstes Gehäuseelement 14 und ein zu dem ersten Gehäuseelement 14 gegenüberliegendes zweites Gehäuseelement 16.
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Das Gehäuse 12 hat eine erste Wand 18 und eine der ersten Wand 18 gegenüberliegende zweite Wand 20. An der ersten Wand 18 ist eine Flachseite 22 ausgebildet. An der zweiten Wand 20 ist eine Flachseite 24 ausgebildet. Das erste Gehäuseelement 14 umfasst die erste Wand 18 und das zweite Gehäuseelement 16 umfasst die zweite Wand 20.
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Die erste Wand 18 und die zweite Wand 20 sind über beabstandete Querwände 26 und 28 miteinander verbunden.
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Die erste Wand 18 und die zweite Wand 20 liegen zumindest näherungsweise parallel zueinander. Die Querwände 26 und 28 liegen ebenfalls zumindest näherungsweise parallel zueinander.
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Das Gehäuse 12 umfasst eine Längsachse 30 und eine Querachse 32, welche senkrecht zu der Längsachse 30 orientiert ist. Die Längsachse 30 liegt zumindest näherungsweise parallel zu einer Hauptströmungsrichtung 34 eines Wärmeübertragungsfluids, welches das Gehäuse 12 der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 durchströmt.
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Das erste Gehäuseelement 14 und das zweite Gehäuseelement 16 weisen jeweils einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei eine Querschnittsrichtung senkrecht zu der Längsachse 30 des Gehäuses 12 orientiert ist.
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Das erste Gehäuseelement 14 weist insbesondere eine größere Breite auf als das zweite Gehäuseelement 16, wobei eine Breitenrichtung des ersten Gehäuseelements 14 und des zweiten Gehäuseelements 16 der Richtung der Querachse 32 entspricht.
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Das erste Gehäuseelement 14 weist gegenüberliegende Seitenwände 36a, 36b auf. Die Seitenwände 36a, 36b sind über die erste Wand 18 miteinander verbunden. Das zweite Gehäuseelement 16 umfasst ebenfalls gegenüberliegende Seitenwände 38a, 38b, welche über die zweite Wand 20 miteinander verbunden sind.
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Die Seitenwände 36a, 36b des ersten Gehäuseelements 14 und die Seitenwände 38a, 38b des zweiten Gehäuseelements 16 überlappen sich zumindest bereichsweise. Ein Bereich einer Innenseite 40a der Seitenwand 36a kontaktiert einen Bereich einer Außenseite 42a der Seitenwand 38a insbesondere flächig. Ein Bereich einer Innenseite 40b der Seitenwand 36b kontaktiert einen Bereich einer Außenseite 42b der Seitenwand 38b ebenfalls insbesondere flächig. Die Innenseiten 40a, 40b des ersten Gehäuseelements 14 sind einem Innenraum 44 des Gehäuses 12 zugewandt. Die Außenseiten 42a, 42b des zweiten Gehäuseelements 16 sind dem Innenraum 44 abgewandt.
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Das erste Gehäuseelement 14 und das zweite Gehäuseelement 16 sind an den Kontaktbereichen der Seitenwände 36a, 36b und der Seitenwände 38a, 38b insbesondere formschlüssig miteinander verbunden. Das erste Gehäuseelement 14 und das zweite Gehäuseelement 16 sind an den Kontaktbereichen beispielsweise durch Löten miteinander verbunden.
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Die Seitenwände 36a und 38a bilden die Querwand 26. Die Seitenwände 36b und 38b bilden die Querwand 28.
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Der Innenraum 44 des Gehäuses 12 wird durch die erste Wand 18, die zweite Wand 20 und die Querwände 26, 28 begrenzt.
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Die Wärmeübertragungsvorrichtung 10 hat an dem Gehäuse 12 einen Eingang 46 für Wärmeübertragungsfluid. Das Gehäuse 12 weist einen Ausgang 48 für Wärmeübertragungsfluid auf, welcher dem Eingang 46 gegenüberliegt.
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Zwischen dem Eingang 46 und dem Ausgang 48 durchströmt Wärmeübertragungsfluid insbesondere in Gasform in der Hauptströmungsrichtung 34 das Gehäuse 12 der Wärmeübertragungsvorrichtung 10.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 12 im Bereich des Eingangs 46 und/oder im Bereich des Ausgangs 48 einen Flansch aufweist.
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Das Gehäuse 12 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und insbesondere metallischer Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Es ist insbesondere aus einem metallischen Material hergestellt.
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Die Flachseiten 22, 24 des Gehäuses 12 sind insbesondere eben ausgebildet.
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Über die Flachseiten 22, 24 wird beispielsweise Wärme abgegeben, welche die Wärmeübertragungsvorrichtung 10 über heißes Wärmeübertragungsfluid aufnimmt, welches das Gehäuse 12 durchströmt. An den Flachseiten können beispielsweise thermoelektrische Module angeordnet werden. Auf diese Weise kann ein nutzbarer elektrischer Strom erzeugt werden.
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Bezüglich des konstruktiven Aufbaus einer thermoelektrischen Generatorvorrichtung mit einer Wärmeübertragungsvorrichtung wird auf die deutsche Patentanmeldung Nr.
10 2015 115 054.9 vom 8. September 2015 des gleichen Anmelders verwiesen. Auf dieses Dokument wird ausdrücklich und vollinhaltlich Bezug genommen.
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In dem Innenraum 44 des Gehäuses 12 ist eine Rippenstruktur 50 angeordnet, in welcher Strömungskanäle 52 gebildet sind.
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Die Rippenstruktur 50 ist durch ein Plattenpaket 54 (vgl. 2) gebildet, welches eine Mehrzahl von Plattenelementen 56 umfasst.
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Die Plattenelemente 56 sind in dem Plattenpaket 54 parallel zueinander orientiert. Die Plattenelemente 56 weisen gegenüberliegende Längsseiten 58a, 58b auf. Über die Längsseite 58a stützen sich die Plattenelemente 56 an einer Innenseite der ersten Wand 18 ab. Über die Längsseite 58b stützen sich die Plattenelemente 56 an einer Innenseite der zweiten Wand 20 ab. Eine Ausrichtung der Plattenelemente 56 ist quer und insbesondere senkrecht zu der ersten Wand 18 und der zweiten Wand 20 des Gehäuses 12.
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Die Plattenelemente 56 sind an den Längsseiten 58a, 58b insbesondere abgekantet und weisen dort Abkantungsbereiche 60a, 60b auf (vgl. 3). Der Abkantungsbereich 60a ist dabei an der Längsseite 58a ausgebildet und der Abkantungsbereich 60b ist an der Längsseite 58b ausgebildet.
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Die Abkantungsbereiche 60a, 60b liegen einander gegenüber. Die Abkantungsbereiche 60a, 60b liegen beispielsweise zumindest näherungsweise parallel zu Innenseiten der ersten Wand 18 und der zweiten Wand 20 des Gehäuses 12. Der Abkantungsbereich 60a liegt beispielsweise parallel zu der Innenseite der ersten Wand 18 und der Abkantungsbereich 60b liegt beispielsweise parallel zu der Innenseite der zweiten Wand 20.
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Die Längsseiten 58a, 58b sind insbesondere an den Abkantungsbereichen 60a, 60b mit den Innenseiten des Gehäuses 12 formschlüssig verbunden. Die Längsseiten 58a, 58b sind beispielsweise durch Löten mit den Innenseiten des Gehäuses 12 verbunden.
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Die Plattenelemente 56 sind beispielsweise Einzelteile, welche in dem Plattenpaket 54 miteinander verbunden und insbesondere miteinander verspannt sind.
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Insbesondere sind die Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 Gleichteile, d. h. alle Plattenelemente 56 oder zumindest eine Mehrheit der Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 (eventuell mit Ausnahme von äußeren Plattenelementen 56) sind gleich ausgebildet.
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Die Plattenelemente 56 weisen jeweils eine Abstützeinrichtung 62 auf, über welche sich benachbarte Plattenelemente 56' und 56" aneinander abstützen.
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Zwischen einem oder mehreren Plattenbereichen benachbarter Plattenelemente 56', 56" sind Strömungskanäle 64 gebildet. Die Strömungskanäle 64 liegen dabei zumindest näherungsweise parallel zu der Längsachse 30 des Gehäuses 12. Die Strömungskanäle 64 liegen insbesondere parallel zu der Hauptströmungsrichtung 34 des Wärmeübertragungsfluids.
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Ein Plattenelement 56 weist eine Seite 66 auf, welche zumindest bereichsweise eben ausgebildet ist. Die Seite 66 eines Plattenelements 56' liegt einer Seite 68 eines zu dem Plattenelement 56' benachbarten Plattenelements 56" gegenüber. Zwischen den Seiten 66, 68 der benachbarten Plattenelemente 56' und 56" sind die Strömungskanäle 64 gebildet. Die Strömungskanäle 64 sind dabei in der Hauptströmungsrichtung 34 durchströmbar.
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Das Plattenelement 56 erstreckt sich entlang einer Längserstreckungsrichtung 70 (vgl. 4). Die Längserstreckungsrichtung 70 liegt insbesondere in einer Geraden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Längserstreckungsrichtungen 70 der Plattenelemente 56 parallel zu der Längsachse 30 des Gehäuses 12 orientiert.
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Eine Quererstreckungsrichtung 72 des Plattenelements 56 liegt senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung 70. Die Quererstreckungsrichtung 72 liegt insbesondere in einer Geraden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Quererstreckungsrichtungen 72 der Plattenelemente 56 senkrecht zu der Längsachse 30 und senkrecht zu der Querachse 32 des Gehäuses 12 orientiert. Die Quererstreckungsrichtung 72 liegt beispielsweise senkrecht zu der ersten Wand 18 und der zweiten Wand 20 des Gehäuses 12.
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Die Hauptströmungsrichtung 34 ist zumindest näherungsweise parallel zu der jeweiligen Längserstreckungsrichtung 70 der Plattenelemente 56 orientiert.
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Das Plattenelement 56 liegt zumindest näherungsweise in einer Mittelebene 74, wobei die Längserstreckungsrichtung 70 und die Quererstreckungsrichtung 72 parallel zu der Mittelebene 74 des Plattenelements 56 liegen. Die Plattenelemente 56 sind in dem Plattenpaket 54 so angeordnet, dass ihre Mittelebenen 74 jeweils parallel zueinander orientiert sind. Die Mittelebenen 74 liegen quer und insbesondere senkrecht zu der ersten Wand 18 und der zweiten Wand 20 des Gehäuses 12.
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In der Mittelebene 74 liegen beispielsweise mindestens 50 % der Komponenten des Plattenelements 56. Insbesondere liegen mindestens 70 %, insbesondere mindestens 80 % und insbesondere mindestens 90 % der Komponenten des Plattenelements 56 in der Mittelebene.
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Das Plattenelement 56 weist einen ersten Bereich 74 und einen zweiten Bereich 76 auf, wobei sich der zweite Bereich 76 in der Längserstreckungsrichtung 70 an den ersten Bereich 74 anschließt. Die Plattenelemente 56 sind in dem Plattenpaket 54 derart angeordnet, dass der erste Bereich 74 dem Eingang 46 des Gehäuses 12 zugewandt ist und der zweite Bereich 76 dem Ausgang 48 des Gehäuses 12 zugewandt ist.
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Der zweite Bereich 76 weist im Vergleich zu dem ersten Bereich 74 eine erhöhte Wärmeaufnahmefähigkeit aus dem Wärmeübertragungsfluid auf.
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Innerhalb des ersten Bereichs 74 sind an dem Plattenelement 56 eine oder mehrere Öffnungen 80 ausgebildet. Auf diese Weise wird an der Rippenstruktur 50 ein rippenfreier Bereich realisiert, welcher dem Eingang 46 zugewandt ist. Es wird dadurch die Wärmeaufnahmefähigkeit der Plattenelemente 56 innerhalb des ersten Bereichs 76 gegenüber dem zweiten Bereich 78 verringert.
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Bei einer Ausführungsform des Plattenelements 56 sind in dem zweiten Bereich 78 eine oder mehrere wellenförmige Verformungen 82 gebildet (vgl. auch 13 - 16). Die wellenförmige Verformung 82 ist hierbei in einer Verformungsrichtung quer und insbesondere senkrecht zur Mittelebene 74 des Plattenelements 56 gebildet. Eine Amplitudenrichtung 84 der wellenförmigen Verformung 82 ist insbesondere senkrecht zur Mittelebene 74 orientiert. Die wellenförmige Verformung 82 erstreckt sich entlang einer Längenrichtung 86, welche senkrecht zur Amplitudenrichtung 84 und parallel zur Mittelebene 74 orientiert ist.
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Die wellenförmigen Verformungen 82 an dem Plattenelement 56 weisen insbesondere jeweils eine konstante Länge 88 in der Längenrichtung 86 auf. Die Länge 88 entspricht dabei (in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelebene 74) dem Abstand eines ersten Schnittpunkts 90 zu einem zweiten Schnittpunkt 92 der wellenförmigen Verformung 82 mit der Mittelebene 74 (vgl. 15).
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Die wellenförmige Verformung 82 weist insbesondere eine konstante Breite 94 auf, wobei eine Breitenrichtung 96 der Breite 94 senkrecht zu der Längenrichtung 86 orientiert ist und parallel zu der Mittelebene 74 liegt.
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Eine wellenförmige Verformung 82a weist in der Amplitudenrichtung 84 bezüglich der Mittelebene 74 des Plattenelements 56 ein Maximum 98 auf. Eine wellenförmige Verformung 82b weist in der Amplitudenrichtung 84 bezüglich der Mittelebene 74 ein Minimum 100 auf.
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Das Plattenelement 56 weist in dem zweiten Bereich 78 insbesondere eine Mehrzahl wellenförmiger Verformungen 82 auf, welche entlang einer Längserstreckungsgeraden 102 gebildet sind. Die Längserstreckungsgerade 102 ist dabei parallel zur Mittelebene 74 orientiert. Die Längserstreckungsgerade 102 liegt insbesondere parallel zu der Längserstreckungsrichtung 70 des Plattenelements 56.
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Wellenförmige Verformungen 82 sind entlang der Längserstreckungsgeraden 102 aufeinanderfolgend gebildet. Die jeweiligen Längenrichtungen 86 der wellenförmigen Verformungen 82 sind dabei in Richtung der Längserstreckungsgeraden 102 orientiert.
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Insbesondere folgt entlang der Längserstreckungsgeraden 102 auf eine wellenförmige Verformung 82a mit einem Maximum 98 jeweils eine wellenförmige Verformung 82b mit einem Minimum 100. Wellenförmige Verformungen 82a mit einem Maximum 98 und wellenförmige Verformungen 82b mit einem Minimum 100 folgen entlang der Längserstreckungsgeraden 102 beispielsweise jeweils abwechselnd aufeinander.
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Die Breiten 94 der wellenförmigen Verformungen 82 liegen insbesondere axialsymmetrisch zu der Längserstreckungsgeraden 102.
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Maxima 98 und Minima 100 aufeinanderfolgender wellenförmiger Verformungen 82a, 82b sind jeweils mit einem Abstand 104 zueinander beabstandet, wobei eine Abstandsrichtung 106 des Abstands 104 der Richtung der Längserstreckungsgeraden 102 entspricht.
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Der Abstand 104 entspricht beispielsweise der Länge 88 der wellenförmigen Verformungen 82.
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Bei dem Ausführungsbeispiel des Plattenelements 56 gemäß 4 ist eine erste Serie 108a mit einer Mehrzahl von wellenförmigen Verformungen 82 entlang einer ersten Längserstreckungsgeraden 102a gebildet, und es ist eine zweite Serie 108b mit einer Mehrzahl von wellenförmigen Verformungen 82 entlang einer zu der ersten Längserstreckungsgeraden 102a parallelen zweiten Längserstreckungsgeraden 102b gebildet. Die erste Längserstreckungsgerade 102a und die zweite Längserstreckungsgerade 102b liegen dabei insbesondere parallel zu der Längserstreckungsrichtung 70 des Plattenelements 56.
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Die erste Längserstreckungsgerade 102a und die zweite Längserstreckungsgerade 102b liegen beispielsweise axialsymmetrisch zu der Längserstreckungsrichtung 70 des Plattenelements 56.
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Die erste Längserstreckungsgerade 102a ist zu der zweiten Längserstreckungsgeraden 102b mit einem Abstand 110 beabstandet, wobei eine Abstandsrichtung 112 des Abstands 110 der Breitenrichtung 96 der wellenförmigen Verformungen 82 entspricht.
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Der Abstand 110 entspricht beispielsweise der Breite 94 der wellenförmigen Verformungen 82.
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Jeweilige Maxima 98 und Minima 100 der wellenförmigen Verformungen 82 der ersten Serie 108a und jeweilige Maxima 98 und Minima 100 der wellenförmigen Verformungen 82 der zweiten Serie 108b sind insbesondere in einer Richtung parallel zur ersten Längserstreckungsgeraden 102a an unterschiedlichen Positionen gebildet. Maxima 98 der ersten Serie 108a und Minima 100 der zweiten Serie 108b liegen beispielsweise auf einer Geraden 114a, welche senkrecht zu der ersten Längserstreckungsgeraden 102a orientiert ist. Entsprechend liegen Minima 100 der ersten Serie 108a und Maxima 98 der zweiten Serie 108b beispielsweise auf einer Geraden 114b, welche senkrecht zu der ersten Längserstreckungsgeraden 102a orientiert ist.
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Die Breite 94 einer wellenförmigen Verformung 82 beträgt beispielsweise weniger als 90 % und insbesondere weniger als 50 % einer Breite 116 des Plattenelements 56, wobei eine Breitenrichtung der Breite 116 der Quererstreckungsrichtung 72 des Plattenelements 56 entspricht.
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Durch die wellenförmigen Verformungen 82 wird eine Oberfläche von Seiten 66, 68 der Plattenelemente 56 und/oder eine Oberfläche von Strömungskanälen 64, welche von Wärmeübertragungsfluid durchströmt werden, erhöht. Auf diese Weise wird die Wärmeaufnahmefähigkeit des zweiten Bereichs 78 des Plattenelements gegenüber dem ersten Bereich 76 erhöht.
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Die Abstützeinrichtung 62 des Plattenelements 56 umfasst ein oder mehrere Abstützelemente, über welche sich benachbarte Plattenelemente 56' und 56" aneinander abstützen.
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Das Plattenelement 56 umfasst mindestens ein Abstützelement, welches integral an dem Plattenelement 56 gebildet ist. Das Abstützelement ist beispielsweise durch eine Verformung des Plattenelements 56 in einer Verformungsrichtung quer und insbesondere senkrecht zu der Mittelebene 74 des Plattenelements 56 gebildet.
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Das Plattenelement 56 umfasst in dem ersten Bereich 76 eine Mehrzahl von Abstützelementen 118, welche jeweils einen Stützbereich 120 aufweisen.
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Der Stützbereich 120 ist zumindest näherungsweise eben ausgebildet. Der Stützbereich 120 liegt zumindest näherungsweise parallel zu der Mittelebene 74 des Plattenelements 56.
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Abstützelemente 118 sind an dem Plattenelement 56 bezogen auf die Mittelebene 74 auf unterschiedlichen Seiten gebildet. Beispielsweise liegt ein Abstützelement 118a auf einer ersten Seite 122 des Plattenelements 56. Mindestens ein Abstützelement 118b liegt beispielsweise auf einer zu der ersten Seite 122 gegenüberliegenden zweiten Seite 124 des Plattenelements 56.
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Ein Stützbereich 120a des Abstützelements 118a liegt bezüglich der Mittelebene 74 auf der ersten Seite 122. Ein Stützbereich 120b des Abstützelements 118b liegt entsprechend bezüglich der Mittelebene 74 auf der zweiten Seite 124.
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In dem Plattenpaket 54 sind die Plattenelemente 56 so angeordnet, dass sich benachbarte Plattenelemente 56' und 56" jeweils über Abstützelemente 118a, 118b aneinander abstützen. Die Stützbereiche 120a und 120b benachbarter Plattenelemente 56' und 56" liegen dann jeweils aneinander an.
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Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist ein Plattenelement 56 jeweils ein Abstützelement 118a auf der ersten Seite 122 auf und jeweils zwei Abstützelemente 118b auf der zweiten Seite 124 des Plattenelements 56 auf.
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Die Stützbereiche 120a, 120b sind in der Quererstreckungsrichtung 72 an unterschiedlichen Positionen gebildet. Die Stützbereiche 120a und 120b weisen entlang der Quererstreckungsrichtung 72 ferner unterschiedliche Breiten auf. Auf diese Weise wird, wie in 3 dargestellt, in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse 30 des Gehäuses 12 eine Wabenstruktur gebildet, durch welche sich die Plattenelemente 56 in dem ersten Bereich 76 aneinander abstützen.
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Das Plattenelement 56 umfasst ein erstes Ende 126, welches in dem Plattenpaket 54 dem Eingang 46 des Gehäuses 12 zugewandt ist. Ein zu dem ersten Ende 126 gegenüberliegendes zweites Ende 128 des Plattenelements 56 ist in dem Plattenpaket 54 dem Ausgang 48 zugewandt.
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Ein oder mehrere Abstützelemente 118 sind beispielsweise in einem Bereich des ersten Endes 126 positioniert.
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Bei einer Ausführungsform des Plattenelements 56 ist es vorgesehen, dass innerhalb des zweiten Bereichs 78 mindestens ein weiteres Abstützelement 130 gebildet ist. Das Abstützelement 130 ist analog zu dem Abstützelement 118 durch eine Verformung des Plattenelements 56 in einer Verformungsrichtung quer zu der Mittelebene 74 des Plattenelements gebildet. Das Abstützelement 130 weist einen Stützbereich 132 auf, welcher insbesondere zumindest näherungsweise parallel zu der Mittelebene 74 des Plattenelements 56 orientiert ist (vgl. 5 - 7).
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Ein oder mehrere Abstützelemente 130 sind beispielsweise in einem Bereich des zweiten Endes 128 des Plattenelements 56 positioniert.
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Ein Stützbereich 132a eines Abstützelements 130a ist auf der ersten Seite 122 des Plattenelements 56 angeordnet. Ein Stützbereich 132b eines Abstützelements 130b ist auf der zweiten Seite 124 des Plattenelements 56 positioniert.
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Benachbarte Plattenelemente 56' und 56" stützen sich jeweils über die Stützbereich 132a und 132b analog zu dem Fall der Abstützelemente 118 aneinander ab. Beispielsweise ist ein Abstützelement 130b des Plattenelements 56' einem Abstützelement 130a des benachbarten Plattenelements 56" zugewandt. Die jeweiligen Stützbereich 132b und 132a der Abstützelemente 130b und 130a liegen dann aneinander an, so dass sich die Plattenelemente aneinander abstützen (siehe beispielsweise 7).
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Das Abstützelement 118 und das Abstützelement 130 weisen jeweils einen oder mehrere Verbindungsbereiche 134 auf, welche den jeweiligen Stützbereich 120, 132 mit einem Bereich des Plattenelements 56, welcher in der Mittelebene 74 liegt, verbinden. Der Verbindungsbereich 134 ist dabei quer und insbesondere senkrecht zur Mittelebene 74 orientiert.
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Eine Einhüllende 136 des Abstützelements 130 ist beispielsweise kegelstumpfförmig. Eine Höhenrichtung des Kegelstumpfs ist dabei quer und insbesondere senkrecht zur Mittelebene 74 orientiert. Das Abstützelement 130 ist beispielsweise als Kegelstumpf oder als Zylinder ausgebildet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines Plattenelements, welches in den 8 und 9 gezeigt ist und dort mit 156 bezeichnet ist, sind ein oder mehrere Abstützelemente 138 an einem Kantenbereich 140 des Plattenelements 156 gebildet. Das Plattenelement 156 ist dabei gleichartig ausgebildet wie das Plattenelement 56 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Für gleiche Elemente werden daher gleiche Bezugszeichen verwendet. Für diese Elemente gilt die Beschreibung für das Plattenelement 56 weiterhin.
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Das Abstützelement 138 ist beispielsweise an der Längsseite 58a oder 58b des Plattenelements 156 gebildet.
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An dem Kantenbereich 140, an welchem das Abstützelement 138 gebildet ist, weist das Plattenelement 156 eine Abkantung 142 auf. Eine Abkantungsrichtung, in welche die Abkantung 142 bezüglich der Mittelebene 74 abgekantet ist, ist quer und insbesondere senkrecht zu der Mittelebene 74 orientiert.
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Das Abstützelement 138 umfasst einen Stützbereich 144, welcher beispielsweise an einem Endbereich 146 der Abkantung 142 gebildet ist. Der Stützbereich 144 ist insbesondere eben ausgebildet.
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Über den Stützbereich 144 des Abstützelements 138 stützt sich beispielsweise ein Plattenelement 156' an einem zu dem Plattenelement 156' benachbarten Plattenelement 156" ab.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass Plattenelemente 256 innerhalb des Plattenpakets 54 durch mindestens ein Abstandshalteelement 148 beabstandet zueinander gehalten werden (vgl. 10 - 12). Die Plattenelemente 256 sind dabei grundsätzlich gleichartig aufgebaut wie das Plattenelement 56. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Das Abstandshalteelement 148 ist insbesondere an einem Kantenbereich 140 des Plattenelements 256 positioniert. Es ist beispielsweise an einem ersten Ende 126 oder an einem zweiten Ende 128 des Plattenelements 256 positioniert. Beispielsweise sind an dem zweiten Ende 128 zwei Abstandshalteelemente 148 angeordnet (vgl. 11).
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Das Abstandshalteelement 148 weist eine Mehrzahl von Halteeinheiten 149 auf, an welchen die Plattenelemente 256 festgelegt sind. Dadurch lassen sich die Plattenelemente 256 zueinander beabstandet anordnen.
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Die Halteeinheiten 149 sind in einer Abstandsrichtung senkrecht zu den Mittelebenen der Plattenelemente 256 mit einem Abstand 152 zueinander beabstandet.
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Die Halteeinheit 149 umfasst beispielsweise eine Ausnehmung 150 und/oder eine Mehrzahl von Erhebungen 151.
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Die Halteeinheit 149 ist beispielsweise als Ausnehmung 150 an dem Abstandshalteelement 148 ausgebildet.
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Beispielsweise ist an dem Abstandshalteelement 148 eine Mehrzahl von Ausnehmungen 150 ausgebildet, welche in einer Abstandsrichtung senkrecht zu den Mittelebenen 74 der Plattenelemente 256 mit einem Abstand 152 beabstandet sind.
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Die Kantenbereiche 140 der Plattenelemente 256 sind jeweils innerhalb der Ausnehmungen 150 des Abstandshalteelements 148 gehalten. Die Kantenbereiche 140 sind in einer Richtung senkrecht zu den Mittelebenen 74 insbesondere durch Formschluss innerhalb der jeweiligen Ausnehmungen 150 gehalten. Auf diese Weise wird eine Relativbewegung eines jeweiligen Plattenelements 256 in einer Richtung senkrecht zu den Mittelebenen 74 durch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Kantenbereich 140 und der jeweiligen Ausnehmung 150 gesperrt. Benachbarte Plattenelemente 256' und 256" sind dadurch über das Abstandshalteelement 148 indirekt aneinander abgestützt.
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Der Abstand 152 der Ausnehmungen 150 entspricht insbesondere einem Abstand der Mittelebenen 74 der Plattenelemente 256 in dem Plattenpaket 54.
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Die Kantenbereiche 140 der Plattenelemente 256 sind in einer Richtung parallel zu den Mittelebenen 74 innerhalb der Ausnehmungen 150 beispielsweise durch Kraftschluss gehalten. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass zwischen den Ausnehmungen 150 und den Kantenbereichen 140 eine formschlüssige Verbindung beispielsweise durch Löten hergestellt wird.
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Alternativ oder zusätzlich sind die Kantenbereiche der Plattenelemente 256 jeweils zwischen einander benachbarten Erhebungen 151 des Abstandshalteelements 148 gehalten.
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Die Erhebung 151 greift beispielsweise in einen Zwischenraum 153 ein, welcher zwischen zwei benachbarten Plattenelementen 256 gebildet ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Plattenelements ist in den 13 bis 15 gezeigt, wobei dort das Plattenelement mit 356a bezeichnet ist. Das Plattenelement 356a ist dabei grundsätzlich gleichartig ausgebildet wie das Plattenelement 56. An dem Plattenelement 356a ist analog zu dem Plattenelement 56 in dem zweiten Bereich 78 die erste Serie 108a und die zweite Serie 108b mit wellenförmigen Verformungen ausgebildet.
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Das Plattenelement 356a umfasst im Gegensatz zu dem Plattenelement 56 innerhalb des zweiten Bereichs 78 keine Abstützelemente 130, sondern Abstützelemente 138, welche jeweils an Kantenbereichen 140 der Längsseiten 58a, 58b ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines Plattenelements, welches in 16 gezeigt ist und dort mit 356b bezeichnet ist, ist es vorgesehen, dass das Plattenelement 356b in dem zweiten Bereich 78 nur eine Serie 108 mit einer Mehrzahl wellenförmiger Verformungen 82 aufweist. Das Plattenelement 356b ist dabei grundsätzlich gleichartig ausgebildet wie das Plattenelement 56. Die Serie 108 mit wellenförmigen Verformungen 82 ist ebenfalls grundsätzlich gleich ausgebildet wie die erste Serie 108a oder die zweite Serie 108b.
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Die Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 sind mit Positionierungselementen 154 versehen, um eine Positionierung der Plattenelemente 56 in dem Plattenpaket 54 zu erreichen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen die Positionierungselemente 154 Öffnungen 158 in den jeweiligen Plattenelementen 56. Diese Öffnungen 158 sind beispielsweise (in einem Querschnitt parallel zur Mittelebene 74) kreisförmig oder halbkreisförmig ausgebildet.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 weisen die Plattenelemente 56 beispielsweise ein kreisförmiges Positionierungselement 154 innerhalb des ersten Bereichs 76 auf. Das Plattenelement 56 umfasst ferner zwei weitere Positionierungselemente 154, welche an dem zweiten Ende 128 des Plattenelements 56 als halbkreisförmige Öffnungen 158 ausgebildet sind. Die genannten Öffnungen 158 sind an dem zweiten Ende 128 in der Quererstreckungsrichtung 72 beabstandet zueinander positioniert. Diese Öffnungen 158 liegen beispielsweise axialsymmetrisch zu der Längserstreckungsrichtung 70 des Plattenelements 56.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Plattenelements, welches in 17 gezeigt und dort mit 456 bezeichnet ist, ist es vorgesehen, dass Positionierungselemente 154 sowohl an dem ersten Ende 126 als auch an dem zweiten Ende 128 des Plattenelements 456 gebildet sind. Das Plattenelement 456 ist dabei grundsätzlich gleichartig ausgebildet wie das Plattenelement 56. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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An dem Plattenelement 456 sind an dem ersten Ende 126 zwei beispielsweise halbkreisförmige Öffnungen 158 gebildet, welche in der Quererstreckungsrichtung 72 zueinander beabstandet sind.
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An dem zweiten Ende 128 des Plattenelements 456 sind ebenfalls zwei Öffnungen 158 ausgebildet, welche beispielsweise halbkreisförmig sind, und welche in der Quererstreckungsrichtung 72 zueinander beabstandet sind.
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Insbesondere liegen ein an dem ersten Ende 126 ausgebildetes Positionierungselement 154 und ein an dem zweiten Ende 128 ausgebildetes Positionierungselement 154 auf einer Geraden 160, welche parallel zu der Längserstreckungsrichtung 70 des Plattenelements 456 orientiert ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines Plattenelements, welches in 18 gezeigt und dort mit 556 bezeichnet ist, sind Positionierungselemente 154 vorgesehen, welche sowohl in dem ersten Bereich 76 als auch in dem zweiten Bereich 78 an dem zweiten Ende 128 ausgebildet sind. Das Plattenelement 556 ist dabei grundsätzlich gleichartig ausgebildet wie das Plattenelement 56. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Ein Plattenelement 556' stützt sich mittels der Abstützeinrichtung 62 an einem zu dem Plattenelement 556' benachbarten Plattenelement 556" ab.
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Das Positionierungselement 154, welches innerhalb des ersten Bereichs 76 gebildet ist, ist dort als beispielsweise kreisförmige Öffnung 158 gebildet.
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Das Plattenelement 556 umfasst an seinem zweiten Ende 128 ein weiteres Positionierungselement 154, welches dort als beispielsweise halbkreisförmige Öffnung 158 gebildet ist. Diese halbkreisförmige Öffnung 158 liegt beispielsweise (in einem Querschnitt parallel zur Mittelebene 74 des Plattenelements 556) axialsymmetrisch zu der Längserstreckungsrichtung 70 des Plattenelements 556.
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Positionierungselemente 154 sind insbesondere an Kantenbereichen und/oder Eckbereichen der Plattenelemente 556 des Plattenpakets 54 positioniert.
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Die Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 sind aus einem Material mit hoher und insbesondere metallischer Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Sie sind beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellt.
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Die Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 stehen in thermisch wirksamem Kontakt mit der ersten Wand 18 und der zweiten Wand 20 des Gehäuses 12. Beispielsweise sind die Längsseiten 58a, 58b der Plattenelemente 56 mit der ersten Wand 18 bzw. der zweiten Wand 20 insbesondere stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung ist beispielsweise durch Löten hergestellt.
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Die Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 wird nachfolgend anhand der 19 und 20 beispielhaft für ein Plattenpaket 54 mit Plattenelementen 556 erläutert. In einem ersten Schritt werden die Plattenelemente 556 zur Herstellung des Plattenpakets 54 parallel zueinander ausgerichtet und nacheinander angeordnet, wobei die Mittelebenen 74 der Plattenelemente 556 insbesondere parallel zueinander orientiert sind (vgl. 19 und 20).
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Das Plattenpaket 54 wird beispielsweise durch Zusammenspannen der Plattenelemente 556 hergestellt. Benachbarte Plattenelemente 56' und 56" stützen sich dabei wie oben beschrieben über die jeweiligen Abstützeinrichtungen 62 aneinander ab.
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Das Gehäuse 12 (oder ein Teil des Gehäuses 12) umfasst zum Zusammenspannen der Plattenelemente 556 beispielsweise Halteelemente 162a und 162b, welche an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 12 angeordnet sind. Das Halteelement 162a ist beispielsweise an der Innenseite 40a der Seitenwand 36a des ersten Gehäuseelements 14 angeordnet. Das Halteelement 162b ist beispielsweise an der Innenseite 40b der Seitenwand 36b des ersten Gehäuseelements 14 angeordnet. Über die Halteelemente 162a, 162b sitzt das Plattenpaket 54 in dem Gehäuse 12 beispielsweise an dem ersten Gehäuseelement 14. Über die Halteelemente 162a, 162b sind die Plattenelemente 556 des Plattenpakets 54 zusammengespannt.
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Zur Positionierung der Plattenelemente 556 des Plattenpakets 54 in einer Richtung parallel zur Längsachse 30 des Gehäuses 12 ist ein Werkzeug 164 vorgesehen. Das Werkzeug 164 ermöglicht eine Positionierung der Plattenelemente 556 derart, dass ihre Positionierungselemente 154 bzw. die Öffnungen 158 der Positionierungselemente 154 innerhalb des Plattenpakets 54 fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
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Das Werkzeug 164 umfasst eine erste Stange 166, welche beispielsweise U-förmig ausgebildet ist.
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Die erste Stange 166 weist einen ersten Längsbereich 168a und einen zu dem ersten Längsbereich 168a gegenüberliegenden zweiten Längsbereich 168b auf. Die Längsbereiche 168a und 168b sind über einen ersten Querbereich 170 der ersten Stange 166 miteinander verbunden.
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Die Längsbereiche 168a, 168b sind insbesondere gerade ausgebildet. Der erste Querbereich 170 ist ebenfalls insbesondere gerade ausgebildet. Die Längsbereiche 168a, 168b sind jeweils quer und insbesondere senkrecht zu dem ersten Querbereich 170 orientiert.
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Eine zweite Stange 172 ist zwischen den Längsbereichen 168a und 168b der ersten Stange 166 an der ersten Stange 166 angeordnet. Die zweite Stange 172 bildet einen zweiten Querbereich 174 des Werkzeugs 164.
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Die zweite Stange 172 bzw. der zweite Querbereich 174 sind insbesondere gerade ausgebildet. Der zweite Querbereich 174 liegt beispielsweise zumindest näherungsweise parallel zu dem ersten Querbereich 170.
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Die zweite Stange 172 umfasst ein erstes Ende 176 und ein zu dem ersten Ende 176 gegenüberliegendes zweites Ende 178.
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An dem ersten Ende 176 und dem zweiten Ende 178 umfasst die zweite Stange 172 jeweils Öffnungen 180a, 180b. Hierzu ist die zweite Stange 172 an dem ersten Ende 176 und dem zweiten Ende 178 beispielsweise jeweils kreisringförmig ausgebildet bzw. es sind dort kreisringförmige Elemente angeordnet.
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Die Längsbereiche 168a, 168b der ersten Stange 166 sind durch die Öffnungen 180a, 180b der zweiten Stange 172 durchgeführt. Die zweite Stange 172 ist an den Längsbereichen 168a, 168b der ersten Stange 166 beispielsweise mittels Schraubverbindungen 182 befestigt. Die zweite Stange 172 ist beispielsweise lösbar mit der ersten Stange 166 verbunden.
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Zwischen dem ersten Querbereich 170, dem zweiten Querbereich 174 und den Längsbereichen 168a, 168b des Werkzeugs 164 ist ein Innenbereich 184 des Werkzeugs 164 gebildet.
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Bei einer Ausführungsform des Werkzeugs 164 ist es vorgesehen, dass der zweite Querbereich 174 der zweiten Stange 172 durch Überwindung einer Federkraft auf den ersten Querbereich 170 der ersten Stange 166 zu bewegbar ist. Es ist hierzu eine Federeinrichtung 185 mit Federn 186a und 186b vorgesehen, welche jeweils an den Längsbereichen 168a und 168b der ersten Stange 166 angeordnet sind.
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An den Längsbereichen 168a, 168b der ersten Stange 166 sind hierzu jeweils Halteelemente 188a, 188b angeordnet. Die Halteelemente 188a, 188b sind beispielsweise kreisringförmig.
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Die Federn 186a, 186b sind dann zwischen den Halteelementen 188a, 188b und den Öffnungen 180a, 180b der zweiten Stange 172 angeordnet. Die Federn 186a, 186b stützen sich beispielsweise jeweils sowohl an dem Halteelement 188a, 188b als auch an einem Bereich an der Öffnung 180a, 180b ab. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Federn 186a, 186b mit den Halteelementen 188a, 188b und/oder mit Bereichen an den Öffnungen 180a, 180b beispielsweise durch Löten stoffschlüssig verbunden sind.
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Auf diese Weise kann die zweite Stange 172 durch Überwindung einer Federkraft der Federn 186a, 186b auf den ersten Querbereich 170 der ersten Stange 166 zu bewegt werden.
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Eine Bewegung der zweiten Stange 172 in eine bezüglich des ersten Querbereichs 170 entfernte Richtung wird beispielsweise durch Schraubverbindungen 182 verhindert. Hierzu sind beispielsweise an einer zu den Federn 186a, 186b gegenüberliegenden Seite der Öffnungen 180a, 180b jeweils Schraubenmuttern 190a, 190b angeordnet, welche beispielsweise an einem Gewindebereich der Längsbereiche 168a, 168b der ersten Stange 166 verschraubt sind.
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Zur Positionierung der Plattenelemente 556 des Plattenpakets 54 wird das Plattenpaket 54 in dem Innenbereich 184 des Werkzeugs 164 angeordnet. Das Plattenpaket 54 ist dabei beispielsweise zwischen den Halteelementen 162a, 162b des ersten Gehäuseelements 14 eingespannt.
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Das Werkzeug 164 ist derart angeordnet, dass der erste Querbereich 170 und der zweite Querbereich 174 quer und insbesondere senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung 70 der Plattenelemente 556 orientiert sind. Der erste Querbereich 170 und der zweite Querbereich 174 liegen ferner insbesondere senkrecht zu der Längsachse des Gehäuses 12 (bzw. des ersten Gehäuseelements 14).
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Der erste Bereich 76 der Plattenelemente 556 ist beispielsweise dem zweiten Querbereich 174 des Werkzeugs 164 zugewandt. Der zweite Bereich 78 der Plattenelemente 56 ist beispielsweise dem ersten Querbereich 170 zugewandt.
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An dem ersten Querbereich 170 weist das Werkzeug 164 ein erstes Positionierungselement 192 auf. An dem zweiten Querbereich 174 umfasst das Werkzeug 164 ein zweites Positionierungselement 194.
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Das erste Positionierungselement 192 und das zweite Positionierungselement 194 sind jeweils zu den Positionierungselementen 154 der Plattenelemente 556 korrespondierend ausgebildet. Das erste Positionierungselement 192 und das zweite Positionierungselement 194 greifen insbesondere in die Positionierungselemente 154 der Plattenelemente 556 und/oder sind durch die Positionierungselemente 154 durchführbar.
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Die Plattenelemente 556 des Plattenpakets 54 werden in der Längserstreckungsrichtung 70 zwischen dem ersten Positionierungselement 192 und dem zweiten Positionierungselement 194 des Werkzeugs 164 gehalten und insbesondere eingespannt. Auf diese Weise lassen sich die Plattenelemente 556 beispielsweise derart positionieren, dass ihre Positionierungselemente 154 fluchtend zueinander angeordnet sind.
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Zur Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 wird beispielsweise in einem nächsten Schritt das zweite Gehäuseelement 16 angeordnet und auf diese Weise das Gehäuse 12 vervollständigt (vgl. 19).
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An Innenseiten des ersten Gehäuseelements 14 und des zweiten Gehäuseelements 16, welche dem Innenraum 44 bzw. dem Plattenpaket 54 zugewandt sind, wird beispielsweise Lötmaterial angeordnet. Anschließend wird das Gehäuse 12 mit dem Werkzeug 164 beispielsweise in einem Lötofen erhitzt. Dadurch wird mittels des Lötmaterials eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Innenseiten des ersten Gehäuseelements 14 und des zweiten Gehäuseelements 16 sowie den Längsseiten 58a, 58b der Plattenelemente 56 hergestellt.
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Durch die Federeinrichtung 185 des Werkzeugs 164 können thermische Deformationen parallel zu der Längsachse 30 des Gehäuses 12 zumindest teilweise ausgeglichen werden. Diese thermischen Deformationen entstehen durch das Erhitzen bzw. die Abkühlung von Komponenten der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 und des Werkzeugs 164 bei der Wärmebehandlung in dem Lötofen.
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Nach Abschluss der Wärmebehandlung innerhalb des Lötofens wird das Werkzeug 164 von der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 gelöst. Dies geschieht insbesondere durch Lösen der Schraubverbindungen 182 bzw. durch Abschrauben der Schraubenmuttern 190a, 190b.
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Die Wärmeübertragungsvorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
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Das Gehäuse 12 der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 wird mit einem beispielsweise heißen Wärmeübertragungsfluid durchströmt. Das Wärmeübertragungsfluid ist dabei insbesondere ein Gas wie beispielsweise das Abgas eines Verbrennungsmotors.
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Das Wärmeübertragungsfluid durchströmt die Strömungskanäle 64 und gibt auf diese Weise Wärme an die Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 ab. Die Plattenelemente 56 des Plattenpakets 54 übertragen die Wärme auf das erste Gehäuseelement 14 und das zweite Gehäuseelement 16 des Gehäuses 12.
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Die von der Wärmeübertragungsvorrichtung 10 aufgenommene Wärme kann über die Flachseiten 22 und 24 des Gehäuses 12 abgegriffen werden. An den Flachseiten 22, 24 sind hierzu beispielsweise thermoelektrische Module angeordnet.
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Durch die Ausbildung der Rippenstruktur 50 erhält man eine Vergleichmäßigung des Wärmestroms in der Hauptströmungsrichtung 34. Grundsätzlich ist es so, dass ein Wärmeübertragungsfluid, welches die Wärmeübertragungsvorrichtung 10 in der Hauptströmungsrichtung 34 durchströmt, auf seinem Weg thermische Energie verliert und abkühlt. Dadurch ist der Wärmestrom in der Nähe des Eingangs 46 größer als in der Nähe des Ausgangs 48.
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Die Wärmeaufnahmefähigkeit der Plattenelemente 56 der Rippenstruktur 50 ist, wie vorstehend beschrieben, in dem zweiten Bereich 78 der Plattenelemente 56 im Vergleich zu dem ersten Bereich 76 erhöht.
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Die Ausbildung von ersten Bereichen 76, welche dem Eingang 46 zugewandt sind, und von zweiten Bereichen 78, welche dem Ausgang 48 zugewandt sind, führt zu einer Vergleichmäßigung der Wärmeabgabe des Wärmeübertragungsfluids in der Hauptströmungsrichtung 34.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wärmeübertragungsvorrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- erstes Gehäuseelement
- 16
- zweites Gehäuseelement
- 18
- erste Wand
- 20
- zweite Wand
- 22
- Flachseite
- 24
- Flachseite
- 26
- Querwand
- 28
- Querwand
- 30
- Längsachse
- 32
- Querachse
- 34
- Hauptströmungsrichtung
- 36a, 36b
- Seitenwand
- 38a, 38b
- Seitenwand
- 40a, 40b
- Innenseite
- 42a, 42b
- Außenseite
- 44
- Innenraum
- 46
- Eingang
- 48
- Ausgang
- 50
- Rippenstruktur
- 52
- Strömungskanäle
- 54
- Plattenpaket
- 56
- Plattenelement
- 56'
- Plattenelement
- 56"
- Plattenelement
- 58a, 58b
- Längsseite
- 60a, 60b
- Abkantungsbereich
- 62
- Abstützeinrichtung
- 64
- Strömungskanäle
- 66
- Seite
- 68
- Seite
- 70
- Längserstreckungsrichtung
- 72
- Quererstreckungsrichtung
- 74
- Mittelebene
- 76
- erster Bereich
- 78
- zweiter Bereich
- 80
- Öffnung
- 82
- wellenförmige Verformung
- 82a, 82b
- wellenförmige Verformung
- 84
- Amplitudenrichtung
- 86
- Längenrichtung
- 88
- Länge
- 90
- erster Schnittpunkt
- 92
- zweiter Schnittpunkt
- 94
- Breite
- 96
- Breitenrichtung
- 98
- Maximum
- 100
- Minimum
- 102
- Längserstreckungsgerade
- 102a
- erste Längserstreckungsgerade
- 102b
- zweite Längserstreckungsgerade
- 104
- Abstand
- 106
- Abstandsrichtung
- 108
- Serie
- 108a
- erste Serie
- 108b
- zweite Serie
- 110
- Abstand
- 112
- Abstandsrichtung
- 114a, 114b
- Gerade
- 116
- Breite
- 118
- Abstützelement
- 118a, 118b
- Abstützelement
- 120
- Stützbereich
- 120a, 120b
- Stützbereich
- 122
- erste Seite
- 124
- zweite Seite
- 126
- erstes Ende
- 128
- zweites Ende
- 130
- Abstützelement
- 130a, 130b
- Abstützelement
- 132
- Stützbereich
- 132a, 132b
- Stützbereich
- 134
- Verbindungsbereich
- 136
- Einhüllende
- 138
- Abstützelement
- 140
- Kantenbereich
- 142
- Abkantung
- 144
- Stützbereich
- 146
- Endbereich
- 148
- Abstandshalteelement
- 149
- Halteeinheit
- 150
- Ausnehmung
- 151
- Erhebung
- 152
- Abstand
- 153
- Zwischenraum
- 154
- Positionierungselement
- 156
- Plattenelement
- 156'
- Plattenelement
- 156"
- Plattenelement
- 158
- Öffnung
- 160
- Gerade
- 162a, 162b
- Halteelement
- 164
- Werkzeug
- 166
- erste Stange
- 168a, 168b
- Längsbereich
- 170
- erster Querbereich
- 172
- zweite Stange
- 174
- zweiter Querbereich
- 176
- erstes Ende
- 178
- zweites Ende
- 180a, 180b
- Öffnung
- 182
- Schraubverbindung
- 184
- Innenbereich
- 185
- Federeinrichtung
- 186a, 186b
- Feder
- 188a, 188b
- Halteelement
- 190a, 190b
- Schraubenmutter
- 192
- erstes Positionierungselement
- 194
- zweites Positionierungselement
- 256
- Plattenelement
- 256'
- Plattenelement
- 256"
- Plattenelement
- 356a, 356b
- Plattenelement
- 456
- Plattenelement
- 556
- Plattenelement
- 556'
- Plattenelement
- 556"
- Plattenelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010001417 A1 [0004]
- DE 102015115054 A1 [0005]
- DE 102010042603 A1 [0006]
- DE 102013112911 A1 [0007]
- DE 102015115054 [0078]
