mit derartigem Tauscherelement ausgestattetes Fahrgzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tauscherelement zur Verwendung an Bord eines

Fahrzeugs, insbesondere für eine Fahrgastkabine und/oder den Motorraum eines Fahrzeugs, eines Flugzeugs, eines Schiffs, einer Seilbahn oder eines Aufzugs, insbesondere mit

Elektroantrieb oder mit Hybridantrieb oder mit Segelantrieb, sowie auf ein mit einem derartigen Tauscherelement ausgestattetes Fahrzeug. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer Tauscherelement-Packung zur Anordnung in einem Bauraum an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere in einem einer Fahrgastkabine und/oder einem Motorraum zugeordneten Bauraum, zwischen den Innenwänden des Bauraums und einem in den Bauraum einzubauenden Tauscherelement.

Die Verwendung eines Wärmetauschers zur Heizung von Fahrgastkabinen ist bekannt.

Typischerweise verwendet man die Abwärme eines Verbrennungsmotors, um mittels eines Wärmetauschers die in die Fahrgastkabine eingeleitete Zuluft vorzuwärmen. Bei dieser Verwendung ist man auf die Wärmeenergie angewiesen, die bei der Verbrennung des Treibstoffs in dem Verbrennungsmotor anfällt.

Ausserdem ist die Verwendung einer Klimaanlage zur Konditionierung der Luft in

Fahrzeugkabinen bekannt. Typische Anwendungen sind die Trocknung und/oder Kühlung der in die Fahrgastkabine eingeleiteten Zuluft. Auch bei dieser Verwendung ist man auf Energie, die bei der Verbrennung des Treibstoffs in dem Verbrennungsmotor anfällt, für den Betrieb der Klimaanlage (Kompressor) angewiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Beheizen oder Klimatisieren eines

Fahrzeugbereichs, insbesondere einer Fahrgastkabine und/oder eines Motorraums, mit möglichst geringem oder gar keinem zusätzlichen Energieaufwand zu ermöglichen. l Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein Tauscherelement bereit zur Verwendung an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere für eine Fahrgastkabine und/oder den Motorraum eines Fahrzeugs, eines Flugzeugs, eines Schiffs, einer Seilbahn oder eines Aufzugs, insbesondere mit Elektroantrieb oder mit Hybridantrieb oder mit Segelantrieb, wobei das Tauscherelement einen Abluft-Strömungsweg sowie einen Zuluft-Strömungsweg aufweist, und wobei der Abluft-Strömungsweg und der Zuluft-Strömungsweg durch Trennwand- Abschnitte voneinander getrennt sind, welche Wärme übertragende Wandbereiche aufweisen, wobei der Abluft-Strömungsweg eine Fluidverbindung vom Innern des Fahrzeugs, insbesondere von der Fahrgastkabine oder vom Motorraum, zur äusseren Umgebung des Fahrzeugs bildet, und wobei der Zuluft-Strömungsweg eine Fluidverbindung von der äusseren Umgebung des Fahrzeugs zu einem Ort an Bord des Fahrzeugs, insbesondere zum Innern der Fahrgastkabine und/oder des Motorraums bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauscherelement in eine Packung eingebettet ist, deren äussere Oberflächenform komplementär zu den inneren Abmessungen eines Bauraums an Bord des Fahrzeugs, insbesondere in der Fahrgastkabine und/oder im Motorraum, für den Einbau des

Tauscherelements ist.

Das erfindungsgemässe Tauscherelement ermöglicht es, einen Teil der Wärmeenergie der aus dem Fahrzeug austretenden Abluft auf die in das Fahrzeug eintretende Zuluft zu übertragen. Dadurch wird z.B. bei nicht vorhandenem Verbrennungsmotor (reiner

Elektroantrieb) oder nicht immer eingeschaltetem Verbrennungsmotor (Hybridantrieb) ein längeres Warmhalten der Fahrgastkabine im Winter ermöglicht. Durch das Einbetten des Tauscherelements in eine Packung, die speziell an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst ist, wird eine solide Integration des Tauscherelements in den Bauraum an Bord eines Fahrzeugs ermöglicht. Die Packung dient somit einbautechnisch als Schnittstelle zwischen dem Bauraum und dem Tauscherelement. Insbesondere ist die Packung eine Auskleidung zumindest eines Teilbereichs der Fahrgastkabine oder des Motorraums mit Aussparungen für das Tauscherelement. Vorzugsweise dient die Packung oder ein Teil davon zur Festlegung von Luftströmen ausserhalb des Tauscherelements, welche zu dem

Tauscherelement hin oder von dem Tauscherelement weg strömen. Neben einer solchen Luftführung oder Lufttrennung ausserhalb des Tauscherelements bewirkt die Packung auch eine Wärmedämmung sowie Schalldämmung. Im Folgenden werden die Begriffe «Packung» und «Tauscherelement-Packung» verwendet. Sie haben im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung dieselbe Bedeutung.

Bei einer vorteilhaften Ausführung enthält die Packung ein expandiertes und/oder geschäumtes Polymermaterial und/oder ein Fasermaterial, insbesondere aus organischen oder anorganischen Fasern. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Packung vollständig aus einem expandierten und/oder geschäumten Polymermaterial gefertigt ist. Dadurch lässt sich mit geringer Masse eine gute Wärmeisolierung und Schallisolierung für das Tauscherelement erzielen.

Um eine für die Wärmeisolierung, die Schallisolierung und die mechanische Dämpfung, insbesondere die Stossdämpfung des Tauscherelements, vorteilhafte Porosität der Packung zu erzielen, kann ein Material mit geschlossenen Poren, insbesondere ein geschäumtes Polymermaterial, und/oder ein Material mit offenen Poren, insbesondere ein organisches oder anorganisches Fasermaterial, verwendet werden.

Als expandiertes Polymermaterial können ein expandiertes Homo-Polymerisat wie z.B.

expandiertes Polypropylen (EPP), expandiertes Polystyrol (EPS), expandiertes Polyethylen (EPE) oder expandiertes Polylactid (EPLA) verwendet werden.

Gemäss einer ersten Alternative kann als expandiertes Polymermaterial ein expandiertes Co- Polymerisat verwendet werden, welches zumindest eine der Komponenten Propylen, Styrol, Ethylen oder Milchsäure als Komponente aufweist.

Gemäss einerzweiten Alternative kann als expandiertes Polymermaterial ein Gemisch aus expandiertem Homo-Polymerisat verwendet werden, welches zumindest eine der

Komponenten Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyethylen (PE) oder Polylactid (PLA) als Komponente aufweist.

Gemäss einer dritten Alternative kann als expandiertes Polymermaterial ein Gemisch aus expandiertem Co-Polymerisat verwendet werden, welches zumindest eine der

Komponenten Propylen, Styrol, Ethylen oder Milchsäure als Komponente aufweist.

Gemäss einer vierten Alternative kann als expandiertes Polymermaterial ein Gemisch aus expandiertem Homo-Polymerisat und Co-Polymerisat verwendet werden, welches zumindest eine der Komponenten Propylen, Styrol, Ethylen oder Milchsäure als Komponente aufweist.

Das expandierte Polymermaterial kann eine Dichte von 20 bis 120 kg/m ³ haben,

vorzugsweise von SO bis 60 kg/m ³ und besonders bevorzugt von 40 bis 60 kg/m ³ .

Vorzugsweise betragen die Partikeldurchmesser der miteinander verschmolzenen Partikel des expandierten Polymers 2 bis 6 mm. Besonders bevorzugt sind 3 bis 5 mm.

Alternativ kann als Material für die Packung auch Polyurethan verwendet werden, wobei vorzugsweise der innere Teil der Packung Polyurethan-Schaum aufweist und der äussere Teil der Packung massives bzw. weniger geschäumtes Polyurethan aufweist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung enthält die Packung mehrere Packungsteile. Besonders bevorzugt ist eine Packung, welche zwei Packungsteile enthält. Dies ermöglicht den Einbau der Tauscherelements mit seiner Packung in den Bauraum des Fahrzeugs mit nur wenigen Handgriffen.

Zweckmässigerweise enthält die Packung neben dem als Isolierkörper wirkenden

expandierten Polymermaterial ein weiteres Polymermaterial, welches das expandierte Polymermaterial der Packung innen und/oder aussen umhüllt, wobei das weitere

Polymermaterial vorzugsweise ein weniger expandiertes oder ein kompaktes, nicht- expandiertes Polymermaterial ist. Als Einhausung trägt es zum Schutz des Isolierkörpers vor mechanischer oder chemischer Beschädigung bei.

Als Material der Einhausung kann ein Thermoplast verwendet werden, wie z.B. Acrylnitril- Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyamid 6 (PA6), Polyamid 66 (PA66), Polyoxymethylen (POM), Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA), Polystyrol (PS),

Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), etc.

Die verwendeten Thermoplaste können mit Füllstoffen versehen sein, wie z.B.

Glaskügelchen, Talkum, Mineralstoffen, etc., und/oder können mit Fasern verstärkt sein, wie z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, Hanffasern, Bambusfasern, etc.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird das Thermoplast-Material bei der

Herstellung der Einhausung physikalisch und/oder chemisch geschäumt. Dadurch übernimmt die Einhausung gleichzeitig die Funktion des Isolierkörpers, wodurch dieser dann als separates Bauteil entfallen kann.

Zweckmässigerweise ist die Packung, in welche das Tauscherelement eingebettet ist, mit Ausnahme ihrer Öffnungen für den Zuluft-Strömungsweg und den Abluft-Strömungsweg hermetisch dicht. Zur Erzielung einer hermetischen Abdichtung zwischen dem

Tauscherelement und der Packung können Dichtungen aus einem Elastomer-Material, wie z.B. Silikon oder Polyurethan, verwendet werden.

Zweckmässigerweise enthalten die Packungsteile Befestigungsformationen, mit denen aneinandergrenzende Packungsteile aneinander befestigt werden können. So können die Packungsteile in einem ersten Schritt um das Tauscherelement herum angeordnet und aneinander befestigt werden. Die so zusammengebaute Einheit aus Tauscherelement und Packung kann dann in einem zweiten Schritt in den zur Verfügung stehenden Bauraum eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die Befestigungsformationen an dem weiteren, weniger expandierten oder kompakten Polymermaterial der Einhausung befestigt.

Vorzugsweise ist dem Tauscherelement ein erster Ventilator zugeordnet, der stromauf oder stromab von dem Tauscherelement in dem Zuluft-Strömungsweg angeordnet und in die Packung eingebettet ist.

Vorzugsweise ist dem Tauscherelement ein zweiter Ventilator zugeordnet, der stromauf oder stromab von dem Tauscherelement in dem Abluft-Strömungsweg angeordnet und in die Packung eingebettet ist.

Vorzugsweise ist dem Tauscherelement ein erster Luftfilter zugeordnet, der stromaufseitig von dem Tauscherelement in dem Zuluft-Strömungsweg angeordnet und in die Packung eingebettet ist.

Vorzugsweise ist dem Tauscherelement ein zweiter Luftfilter zugeordnet, der stromaufseitig von dem Tauscherelement in dem Abluft-Strömungsweg angeordnet und in die Packung eingebettet ist.

Durch das Einbetten solcher Funktionselemente, wie z.B. Ventilator(en) und/oder Luftfilter, wird der Einbau der kompletten Baugruppe, welche das Tauscherelement sowie

Ventilatoren und Luftfilter aufweist, noch weiter erleichtert. Zweckmässigerweise enthält das Tauscherelement ein elektrisches Heizelement, das von einem dem Elektroantrieb oder dem Hybridantrieb zugeordneten Akkumulator gespeist werden kann. Dieses elektrische Heizelement kann bei Bedarf aktiviert werden, um das Tauscherelement zu erwärmen, falls es zu einem Einfrieren des Tauscherelements kommen sollte.

Vorzugsweise ist in dem Tauscherelement mindestens ein Temperatursensor zur Erfassung einer Lufttemperatur in dem Tauscherelement enthalten.

Vorzugsweise ist in dem Tauscherelement mindestens ein Feuchtigkeitssensor zur Erfassung einer Luftfeuchtigkeit in dem Tauscherelement enthalten.

Vorzugsweise ist in dem Tauscherelement mindestens ein Drucksensor zur Erfassung eines Luftdrucks in dem Tauscherelement enthalten.

Vorzugsweise ist in dem Tauscherelement ein Luftgütesensor enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführung enthält das Tauscherelement einen Sensor für flüchtige organische Verbindungen (VOC-Sensor) und/oder einen Kohlendioxid-Sensor und/oder einen

Kohlenmonoxid-Sensor.

Vorzugsweise ist in der Packung eine Steuerungseinheit oder Regelungseinheit enthalten, welche mit mindestens einem der weiter oben genannten Funktionselemente, d.h.

Ventilator oder elektrisches Heizelement, sowie mit mindestens einem der weiter oben genannten Sensoren, d.h. Temperatursensor, Feuchtigkeitssensor oder Drucksensor, verbunden ist. Zusammen mit den Sensoren ermöglicht die Steuerungseinheit oder

Regelungseinheit einen geregelten Betrieb des Tauscherelements.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung enthalten die Trennwand-Abschnitte für Wasserdampf selektiv durchlässige Wandbereiche. Derartige Wandbereiche enthalten vorzugsweise für Wasserdampf selektiv durchlässige Polymermembranen, die auf luftdurchlässigen Trägermaterialien aufgetragen sind. Die selektiv durchlässigen

Polymermembranen lassen die relativ kleinen und polaren Wassermoleküle durch das Membranmaterial hindurchtreten, während sie grosse und/oder weniger bis gar nicht polare Moleküle, wie z.B. Moleküle von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid oder Edelgasen oder von relativ grossen Molekülen angenehm oder unangenehm riechender Stoffe, durch das Membranmaterial nicht hindurchtreten lassen. Das erfindungsgemässe Tauscherelement ermöglicht damit einerseits, einen Teil der Luftfeuchtigkeit der aus der Fahrgastkabine austretenden Abluft auf die in die Fahrgastkabine eintretende Zuluft zu übertragen. Dies ermöglicht im Winter zusätzlich zur Aufrechterhaltung einer angenehmen Raumtemperatur auch die Aufrechterhaltung einer angenehmen, ausreichend hohen Luftfeuchtigkeit in der Fahrgastkabine. Das erfindungsgemässe Tauscherelement ermöglicht damit andererseits, einen Teil der Luftfeuchtigkeit der in die Fahrgastkabine eintretenden Zuluft auf die aus der Fahrgastkabine austretenden Abluft zu übertragen. Dies ermöglicht im Sommer zusätzlich zur Aufrechterhaltung einer angenehmen Raumtemperatur auch die Aufrechterhaltung einer angenehmen, ausreichend tiefen Luftfeuchtigkeit in der Fahrgastkabine.

Vorzugsweise enthält die Packung Bereiche mit einer ersten Härte und Bereiche mit einer zweiten Härte.

Vorzugsweise hat die Packung am Tauscherelement anliegende Bereiche mit einer grösseren Härte und am Bauraum anliegende Bereiche mit einer kleineren Härte oder hat die Packung am Tauscherelement anliegende Bereiche mit einer kleineren Härte und am Bauraum anliegende Bereiche mit einer grösseren Härte.

Diese Massnahmen tragen zur Stossdämpfung bei. Insbesondere die weiter oben beschriebenen expandierten Polymermaterialien sind zwar elastisch, absorbieren aber einen grossen Teil der in das Material bei mechanischer Verformung eingetragenen

Verformungsenergie, so dass eine gute Dämpfung erzielt wird.

Durch die Erfindung wird auch ein Fahrzeug, insbesondere Flugzeug, Schiff, Seilbahn oder Aufzug, insbesondere mit Elektroantrieb oder mit Hybridantrieb oder mit Segelantrieb, bereitgestellt, wobei dem Fahrzeug, insbesondere der Fahrgastkabine und/oder dem Motorraum, ein Tauscherelement und eine Packung der weiter oben beschriebenen Bauart zugeordnet ist.

In dem Abluft-Strömungsweg und/oder in dem Zuluft-Strömungsweg kann ein Ventilator geschaltet sein, um Abluft entlang des Abluft-Strömungswegs und/oder Zuluft entlang des Zuluft-Strömungswegs zu transportieren. Vorzugsweise steht der Abluft-Strömungsweg an einem Tiefdruck-Aussenbereich der Fahrgastkabine mit deren äusserer Umgebung in Fluidverbindung. Dadurch kann auch ohne Ventilator die Abluft aus der Fahrgastkabine abgezogen werden.

Vorzugsweise steht der Zuluft-Strömungsweg an einem Hochdruck-Aussenbereich der Fahrgastkabine mit deren äusserer Umgebung in Fluidverbindung. Dadurch kann auch ohne Ventilator die Zuluft in die Fahrgastkabine hineingedrückt werden.

Vorzugsweise ist in der Fahrgastkabine mindestens ein Temperatursensor zur Erfassung einer Lufttemperatur in der Fahrgastkabine enthalten.

Vorzugsweise ist in der Fahrgastkabine mindestens ein Feuchtigkeitssensor zur Erfassung einer Luftfeuchtigkeit in der Fahrgastkabine enthalten.

Vorzugsweise ist in der Fahrgastkabine mindestens ein Drucksensor zur Erfassung eines Luftdrucks in der Fahrgastkabine enthalten.

Zusammen mit den Sensoren in der Fahrgastkabine und/oder den Sensoren in dem

Tauscherelement ermöglicht die Steuerungseinheit oder Regelungseinheit einen geregelten Betrieb des Tauscherelements, um angenehme Klimabedingungen in der Fahrgastkabine zu erzielen.

Wenn das Fahrzeug ein Automobil ist, kann eine Packung mit einem in ihr eingebetteten Tauscherelement an mindestens einem der folgenden Orte des Automobils angeordnet werden: an der Decke der Fahrgastkabine; am Dach des Automobils; an der Frontseite des Automobils; in der A-Säule des Automobils; in der B-Säule des Automobils; in der C-Säule des Automobils; im Heck des Automobils; unter der Motorhaube des Automobils; im Boden des Automobils.

Bei Anordnung der Packung an der Decke bzw. im Dachhimmel der Fahrgastkabine verläuft der Zuluft-Strömungsweg vorzugsweise von einem Eintrittsbereich an der Frontseite des Automobils durch den Motorraum, durch mindestens eine der A-Säulen, durch das

Tauscherelement hindurch und schliesslich durch mindestens eine der B-Säulen in den Fussraum der Fahrgastkabine. Der Abluft-Strömungsweg kann vom Kabinenraum durch den Heckbereich, durch mindestens eine der C-Säulen und durch das Tauscherelement hindurch mit einem Austrittsbereich am Fahrzeugdach verlaufen. Alternativ kann der Abluft- Strömungsweg vom Kabinenraum durch mindestens eine der C-Säulen und durch das Tauscherelement hindurch mit einem Austrittsbereich am Fahrzeugdach verlaufen.

Bei Anordnung der Packung an der Frontseite des Automobils verläuft der Zuluft- Strömungsweg vorzugsweise von einem Eintrittsbereich an der Frontseite des Automobils durch das Tauscherelement und durch den Motorraum hindurch in den Kabinenraum. Der Abluft-Strömungsweg kann vom Kabinenraum durch den Motorraum und durch das Tauscherelement hindurch mit einem Austrittsbereich an mindestens einer Fahrzeugseite verlaufen.

Bei Anordnung der Packung in der B-Säule des Automobils verläuft der Zuluft-Strömungsweg vorzugsweise von einem Eintrittsbereich an der Frontseite des Automobils durch den Motorraum, durch mindestens eine der A-Säulen, durch einen Teil des Fahrzeugdaches und schliesslich durch das Tauscherelement hindurch in den Fussraum der Fahrgastkabine. Der Abluft-Strömungsweg kann vom Kabinenraum durch mindestens eine der B-Säulen, durch das Tauscherelement hindurch und durch einen hinteren Teil des Fahrzeugdaches mit einem Austrittsbereich an der Heckseite des Fahrzeugs verlaufen.

Bei Anordnung der Packung unter der Motorhaube eines Automobils verläuft der Zuluft- Strömungsweg vorzugsweise von einem Eintrittsbereich an der Frontseite des Automobils durch das Tauscherelement hindurch, durch einen Teil des Motorraum und schliesslich in den vorderen Bereich des Kabinenraums. Der Abluft-Strömungsweg kann vom Kabinenraum durch den Heckbereich, entlang des Bodens des Fahrzeugs in den vorderen Bereich des Kabinenraums und durch das Tauscherelement hindurch mit einem Austrittsbereich an mindestens einer Fahrzeugseite verlaufen.

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit zum Herstellen einer Tauscherelement- Packung zur Anordnung in einem Bauraum an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere in einem einer Fahrgastkabine und/oder einem Motorraum zugeordneten Bauraum, zwischen den Innenwänden des Bauraums und einem in den Bauraum einzubauenden Tauscherelement, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Tauscherelements;

b) Erfassen der inneren Abmessungen des Bauraums;

c) Erfassen der äusseren Abmessungen des Tauscherelements; d) Bereitstellen einer Form mit einem Formhohlraum, welcher durch eine äussere

Formwand und eine innere Formwand begrenzt ist, wobei die Gestalt der äusseren Formwand durch die inneren Abmessungen bzw. Innenwandbereiche des Bauraums definiert ist und die Gestalt der inneren Formwand durch die äusseren Abmessungen bzw. Aussenwandbereiche des Tauscherelements definiert ist;

e) partielles Füllen des Formhohlraums mit einem fliessfähigen oder rieselfähigen Material; f) Expandieren bzw. Schäumen des fliessfähigen oder rieselfähigen Materials, wobei der Formhohlraum mit dem expandierten bzw. geschäumten Material ausgefüllt wird; und g) Öffnen der Form und Entnehmen des expandierten bzw. geschäumten Materials aus dem Formhohlraum als Tauscherelement-Packung, nachdem sich das expandierte bzw.

geschäumte Material verfestigt hat.

Die Schritte a), b) und c) werden für jede Art von Fahrgastkabine einmal durchgeführt. Die Schritte d), e), f) und g) werden dann zur Herstellung einer Vielzahl von Tauscherelement- Packungen, die für eine gegebene Fahrgastkabine passend sind, wiederholt durchgeführt.

Die Erfindung stellt auch ein alternatives Verfahren bereit zum Herstellen einer

Tauscherelement-Packung in einem Bauraum an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere in einem einer Fahrgastkabine und/oder einem Motorraum zugeordneten Bauraum, zwischen den Innenwänden des Bauraums und einem in den Bauraum einzubauenden

Tauscherelement, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Tauscherelements;

b) Anordnen des Tauscherelements in dem Bauraum, wodurch ein Formhohlraum definiert wird zwischen den inneren Abmessungen bzw. Innenwandbereichen des Bauraums und äusseren Abmessungen bzw. Aussenwandbereichen des Tauscherelements;

c) Ausschäumen des Formhohlraums mit einem schäumbaren Polymermaterial; und d) Warten, bis sich das geschäumte Polymermaterial verfestigt hat.

Die Erfindung stellt auch ein weiteres alternatives Verfahren bereit zum Herstellen einer Tauscherelement-Packung zur Anordnung in einem Bauraum an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere in einem einer Fahrgastkabine und/oder einem Motorraum zugeordneten Bauraum, zwischen den Innenwänden des Bauraums und einem in den Bauraum

einzubauenden Tauscherelement, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Tauscherelements; b) Erfassen der inneren Abmessungen des Bauraums;

c) Erfassen der äusseren Abmessungen des Tauscherelements;

d) Bereitstellen einer Form mit einem Formhohlraum, welcher durch eine äussere

Formwand und eine innere Formwand begrenzt ist, wobei die Gestalt der äusseren

Formwand durch die inneren Abmessungen bzw. Innenwandbereiche des Bauraums definiert ist und die Gestalt der inneren Formwand durch die äusseren Abmessungen bzw. Aussenwandbereiche des Tauscherelements definiert ist;

e) Füllen des Formhohlraums mit einem geschmolzenen Material durch Einspritzen des geschmolzenen Materials in den Formhohlraum; und

f) Öffnen der Form und Entnehmen des eingespritzten Materials aus dem Formhohlraum als Tauscherelement-Packung, nachdem sich das eingespritzte Material verfestigt hat.

Die Schritte a), b) und c) werden für jede Art von Fahrgastkabine einmal durchgeführt. Die Schritte d), e) und f) werden dann zur Herstellung einer Vielzahl von Tauscherelement- Packungen, die für eine gegebene Fahrgastkabine passend sind, wiederholt durchgeführt.

Ein derartiges Spritzguss-Verfahren kann zur Herstellung der Tauscherelement-Packung als Kompaktspritzguss-Verfahren, als Schaumspritzguss-Verfahren mit physikalischem und/oder chemischem Schäumen, als Gasinnendruck-Spritzgussverfahren oder als Gasgegendruck- Spritzgussverfahren durchgeführt werden.

Die Erfindung stellt auch ein noch weiteres alternatives Verfahren bereit zum Herstellen einer Tauscherelement-Packung zur Anordnung in einem Bauraum an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere in einem einer Fahrgastkabine und/oder einem Motorraum zugeordneten Bauraum, zwischen den Innenwänden des Bauraums und einem in den Bauraum

einzubauenden Tauscherelement, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Tauscherelements;

b) Anordnen des Tauscherelements in dem Bauraum, wodurch ein Formhohlraum definiert wird zwischen den inneren Abmessungen bzw. Innenwandbereichen des Bauraums und äusseren Abmessungen bzw. Aussenwandbereichen des Tauscherelements;

c) Bereitstellen von pulverförmigem oder grobkörnigem, schmelzbaren Baumaterial;

d) Aufbringen einer das pulverförmige oder grobkörnige Baumaterial aufweisenden

Baumaterial-Schicht auf eine Zieloberfläche in einem Baubereich mittels eines

Aufbringungsmittels; e) gezieltes Einwirkenlassen von Energie auf ausgewählte Stellen der Baumaterial-Schicht, die einem Querschnitt der zu bildenden Tauscherelement-Packung bzw. des Formhohlraums innerhalb der Baumaterial-Schicht entsprechen, um das pulverförmige oder grobkörnige Baumaterial an den ausgewählten Stellen innerhalb der Baumaterial-Schicht und mit einer zuvor aufgebrachten und verschmolzenen Baumaterial-Schicht zu verschmelzen; und f) ggfs. Entfernen von nicht verschmolzenem pulverförmigem oder grobkörnigem

Baumaterial;

wobei die Schritte c), d), e) und f) wiederholt durchgeführt werden, um die zu bildende Tauscherelement-Packung schichtweise aufzubauen.

Die Schritte a) und b) werden für jede Art von Fahrgastkabine einmal durchgeführt. Die Schritte c), d), e) und f) werden dann zur Herstellung einer Vielzahl von Tauscherelement- Packungen, die für eine gegebene Fahrgastkabine passend sind, wiederholt durchgeführt.

Je nach Feinheit der Baumaterial-Partikel des pulverförmigen bis grobkörnigen Baumaterials können verschiedene Energiequellen verwendet werden.

Vorzugsweise verwendet man für pulverförmiges Baumaterial (mittlere Partikel- Durchmesser kleiner als 1 mm) stark fokussierte Laserstrahlen, d.h. ein Feines Selektives Lasersintern.

Vorzugsweise verwendet man für grobkörniges Baumaterial (mittlere Partikel-Durchmesser grösser als 1 mm) weniger stark fokussierte Laserstrahlen, d.h. ein Grobes Selektives

Lasersintern. Bei diesem groben selektiven Lasersintern kann grobkörniges Baumaterial verwendet werden, das durch die Einwirkung von Energie, insbesondere von Laserstrahlung und/oder Wärme durch physikalisch und/oder chemisch ausgelöste Gasproduktion in den Baumaterial-Körnern erweicht und/oder schmilzt und dabei expandiert bzw. schäumt, wobei ein Verkleben bzw. Verschmelzen expandierter bzw. geschäumter Partikel innerhalb einer aufgebrachten Schicht und mit einer zuvor aufgebrachten Schicht erzielt wird.

Vorzugsweise betragen die Partikeldurchmesser der miteinander verklebten bzw.

miteinander verschmolzenen Partikel des expandierten Polymers 2 bis 6 mm. Besonders bevorzugt sind 3 bis 5 mm. Dies hat den Vorteil, dass man bei ausreichender Glattheit der Oberfläche für eine mit diesem additiven Verfahren hergestellte Tauscherelement-Packung kurze Bauzeiten erzielen kann. Die Erfindung stellt auch ein noch zusätzliches weiteres alternatives Verfahren bereit zum Herstellen einer Tauscherelement-Packung zur Anordnung in einem Bauraum eines Fahrzeugs, insbesondere in einem einer Fahrgastkabine und/oder einem Motorraum zugeordneten Bauraum, zwischen den Innenwänden des Bauraums und einem in den Bauraum einzubauenden Tauscherelement, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Tauscherelements;

b) Anordnen des Tauscherelements in dem Bauraum, wodurch ein Formhohlraum definiert wird zwischen den inneren Abmessungen bzw. Innenwandbereichen des Bauraums und äusseren Abmessungen bzw. Aussenwandbereichen des Tauscherelements;

c) Bereitstellen von flüssigem oder pastösem, aushärtbarem Baumaterial;

d) gezieltes Aufträgen des flüssigen oder pastösen, aushärtbaren Baumaterials an ausgewählten Stellen als Baumaterial-Schicht auf eine Zieloberfläche in einem Baubereich mittels eines Auftragungsmittels, wobei die Baumaterial-Schicht einem Querschnitt der zu bildenden Tauscherelement-Packung bzw. des Formhohlraums entspricht;

e) Aushärtenlassen der Baumaterial-Schicht, um das flüssige oder pastöse Baumaterial innerhalb der Baumaterial-Schicht zu verfestigen und mit einer zuvor aufgetragenen und ausgehärteten Baumaterial-Schicht zu verbinden;

wobei die Schritte d) und e) wiederholt durchgeführt werden, um die zu bildende

Tauscherelement-Packung schichtweise aufzubauen.

Die Schritte a) und b) werden für jede Art von Fahrgastkabine einmal durchgeführt. Die Schritte c), d) und e) werden dann zur Herstellung einer Vielzahl von Tauscherelement- Packungen, die für eine gegebene Fahrgastkabine passend sind, wiederholt durchgeführt.

Je nach Feinheit bzw. Portionsgrösse des punktförmig und/oder linienförmig aufgetragenen flüssigen oder pastösen Baumaterials können verschiedene Energiequellen verwendet werden.

Vorzugsweise verwendet man ein grobes Aufträgen des Baumaterials (mittlere Tropfen- Durchmesser oder Strang-Durchmesser grösser als 1 mm), d.h. ein Grobes Selektives Aufträgen bzw. einen Groben BD-Druck. Bei diesem groben selektiven Aufträgen bzw. groben 3D-Druck kann eine Baumaterial-Masse verwendet werden, die beim Austreten aus einem Baumaterial-Vorratsbehälter über eine Düse und/oder durch die Einwirkung von Energie, insbesondere von Strahlung und/oder Wärme durch physikalisch und/oder chemisch ausgelöste Gasproduktion in der Baumaterial-Masse expandiert bzw. schäumt, wobei ein Verkleben bzw. Verschmelzen expandierter bzw. geschäumter Partikel innerhalb einer aufgebrachten Schicht und mit einer zuvor aufgebrachten Schicht erzielt wird.

Vorzugsweise betragen auch hier die Durchmesser der miteinander verklebten bzw.

miteinander verschmolzenen Tropfen oder Stränge des expandierten bzw. geschäumten Polymers 2 bis 6 mm. Besonders bevorzugt sind 3 bis 5 mm. Dies hat den Vorteil, dass man bei ausreichender Glattheit der Oberfläche auch für eine mit diesem additiven Verfahren hergestellte Tauscherelement-Packung kurze Bauzeiten erzielen kann.

Wie weiter oben erwähnt, sind das erfindungsgemässe Tauscherelement bzw. die erfindungsgemässe Fahrgastkabine nicht auf den„Winterbetrieb" (tiefe Aussen-Temperatur und geringe Aussen-Luftfeuchtigkeit) beschränkt, bei dem es darum geht, möglichst viel Wärme und ggfs. Wasserdampf von Personen in der Fahrgastkabine zurückzuhalten.

Vielmehr eignet sich das erfindungsgemässe Tauscherelement bzw. die erfindungsgemässe Fahrgastkabine auch für den„Sommerbetrieb" (hohe Aussen-Temperatur und hohe Aussen- Luftfeuchtigkeit), bei dem es darum geht, möglichst viel Wärme und ggfs. Wasserdampf von Personen in der Fahrgastkabine fernzuhalten, d.h. die relativ warme und relativ feuchte Zuluft durch die relativ kühle und relativ trockene Abluft vorzukühlen und ggfs

vorzutrocknen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung nicht einschränkend aufzufassender Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht des Tauscherelements mit Packung;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Tauscherelements mit Packung;

Fig. 3 eine erste Seitenansicht des Tauscherelements mit Packung;

Fig. 4 eine zweite Seitenansicht des Tauscherelements mit Packung;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer ersten Tauscherelement/Packung-Anordnung; Fig. 6 eine schematische Ansicht einer zweiten Tauscherelement/Packung-Anordnung;

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer dritten Tauscherelement/Packung-Anordnung;

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer vierten Tauscherelement/Packung-Anordnung.

In Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 sind ein Tauscherelement 1 für eine Fahrgastkabine eines Fahrzeugs gezeigt. Das Tauscherelement 1 hat einen Abluft-Strömungsweg 2 sowie einen Zuluft-Strömungsweg 3. Der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 sind durch Trennwand-Abschnitte (nicht gezeigt) voneinander getrennt sind. Diese Trennwand- Abschnitte enthalten Wärme übertragende Wandbereiche. Der Abluft-Strömungsweg 2 bildet eine Fluidverbindung vom Innern der Fahrgastkabine zur äusseren Umgebung der Fahrgastkabine, während der Zuluft-Strömungsweg 3 eine Fluidverbindung von der äusseren Umgebung der Fahrgastkabine zum Innern der Fahrgastkabine bildet. Im Innern des

Tauscherelements 1 befinden sich ein erster Kreuzstrombereich la, ein Gegenstrombereich lb und ein zweiter Kreuzstrombereich lc. In den beiden Kreuzstrombereichen la und lc verlaufen der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 zueinander gekreuzt. In dem Gegenstrombereich lb verlaufen der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft- Strömungsweg 3 zueinander parallel.

Das Tauscherelement 1 ist in eine Packung 4 eingebettet, deren äussere Oberflächenform komplementär zu den inneren Abmessungen eines Bauraums in der Fahrgastkabine für den Einbau des Tauscherelements 1 ist. Die Packung 4 ist aus einem expandierten

Polymermaterial gefertigt und besteht aus einem ersten Packungsteil 41 und einem zweiten Packungsteil 42, die je nach Situation symmetrisch zueinander oder sogar identisch sein können oder aber eine ganz spezielle «unförmige» Gestalt haben können, die den

Gegebenheiten des zur Verfügung stehenden Bauraums in der Fahrgastkabine angepasst ist.

Dem Tauscherelement 1 ist ein erster Ventilator 5 zugeordnet, der stromab von dem

Tauscherelement 1 in dem Zuluft-Strömungsweg 3 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Ausserdem ist dem Tauscherelement 1 ein zweiter Ventilator 6 zugeordnet, der stromab von dem Tauscherelement 1 in dem Abluft-Strömungsweg 2 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Dem Tauscherelement 1 ist ein erster Luftfilter 7 zugeordnet, der stromaufseitig von dem Tauscherelement in dem Zuluft-Strömungsweg S angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Ausserdem ist dem Tauscherelement 1 ein zweiter Luftfilter 8 zugeordnet, der stromaufseitig von dem Tauscherelement in dem Abluft-Strömungsweg 2 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist.

In Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 sind jeweils eine Anordnung aus Tauscherelement 1 und Packung 4 gezeigt. Dem Tauscherelement 1 ist ein erster Ventilator 5 zugeordnet, der stromab von dem Tauscherelement 1 in dem Zuluft-Strömungsweg 3 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Dem Tauscherelement 1 ist ein zweiter Ventilator 6 zugeordnet, der stromauf oder stromab von dem Tauscherelement 1 in dem Abluft-Strömungsweg 2 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Dem Tauscherelement 1 ist ein erster Luftfilter 7 zugeordnet, der stromaufseitig von dem Tauscherelement 1 in dem Zuluft- Strömungsweg 3 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Dem Tauscherelement 1 ist ein zweiter Luftfilter 8 zugeordnet, der stromaufseitig von dem Tauscherelement 1 in dem Abluft-Strömungsweg 2 angeordnet und in die Packung 4 eingebettet ist. Bei diesen Anordnungen arbeiten die beiden Ventilatoren 5 und 6 jeweils im Saugmodus.

In Fig. 5 ist eine schematische Ansicht einer ersten Anordnung aus Tauscherelement 1 und Packung 4 gezeigt. Das Tauscherelement 1 ist hier ein symmetrischer Gegenstrom- Wärmetauscher mit einem ersten Kreuzstrombereich auf der linken Seite und einem zweiten Kreuzstrombereich auf der rechten Seite, in welchen sich jeweils der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 kreuzen. Dazwischen ist ein Gegenstrombereich

angeordnet, in welchem der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 parallel und gegenläufig sind.

In Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Anordnung aus Tauscherelement 1 und Packung 4 gezeigt. Das Tauscherelement 1 ist hier ein asymmetrischer Gegenstrom- Wärmetauscher mit einem ersten Kreuzstrombereich auf der linken Seite und einem zweiten Kreuzstrombereich auf der rechten Seite, in welchen sich jeweils der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 kreuzen. Dazwischen ist ein Gegenstrombereich

angeordnet, in welchem der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 parallel und gegenläufig sind. Einem ersten grossen Ausströmbereich la des Tauscherelements 1 ist ein erster grosser Ventilator 5 zugeordnet. Einem zweiten grossen Ausströmbereich lb des Tauscherelements 1 ist ein zweiter grosser Ventilator 6 zugeordnet. Einem ersten kleinen Einströmbereich lc des Tauscherelements 1 ist ein erster kleiner Luftfilter 7 zugeordnet. Einem zweiten kleinen Einströmbereich ld des Tauscherelements 1 ist ein zweiter kleiner Luftfilter 8 zugeordnet.

In Fig. 7 ist eine schematische Ansicht einer dritten Anordnung aus Tauscherelement 1 und Packung 4 gezeigt. Das Tauscherelement 1 ist hier ebenfalls ein asymmetrischer

Gegenstrom-Wärmetauscher mit einem ersten Kreuzstrombereich auf der linken Seite und einem zweiten Kreuzstrombereich auf der rechten Seite, in welchen sich jeweils der Abluft- Strömungsweg 2 und der Zuluft-Strömungsweg 3 kreuzen. Dazwischen ist ein

Gegenstrombereich angeordnet, in welchem der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft- Strömungsweg 3 parallel und gegenläufig sind. Einem ersten kleinen Ausströmbereich la des Tauscherelements 1 ist ein erster kleiner Ventilator 5 zugeordnet. Einem zweiten kleinen Ausströmbereich lb des Tauscherelements 1 ist ein zweiter kleiner Ventilator 6 zugeordnet. Einem ersten grossen Einströmbereich lc des Tauscherelements 1 ist ein erster grosser Luftfilter 7 zugeordnet. Einem zweiten grossen Einströmbereich ld des Tauscherelements 1 ist ein zweiter grosser Luftfilter 8 zugeordnet.

In Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer vierten Anordnung aus Tauscherelement 1 und Packung 4 gezeigt. Das Tauscherelement 1 ist hier ein Kreuzstrom-Wärmetauscher mit nur einem Kreuzstrombereich, in welchem sich der Abluft-Strömungsweg 2 und der Zuluft- Strömungsweg 3 kreuzen.