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Die
Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung insbesondere
für einen
elektrischen Transformator, mit mindestens zwei Radiatorgliedern,
die mit einem Abstand benachbart zueinander angeordnet sind.
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Aus
der
DE 100 10 737
C2 ist ein Radiatorglied für einen elektrischen Transformator
bekannt, das zwei Bleche aufweist, die mit einer Mehrzahl von Sicken
versehen sind. Die Bleche sind an ihrem Umfang sowie im Bereich
ihrer Sicken miteinander verschweißt und bilden auf diese Weise
ein Horlraumvolumen für
die Kühlflüssigkeit
des Transformators. Bei der
DE 100 10 737 C2 sind die beiden Bleche nur
in Teilbereichen der Sicken miteinander verbunden, so dass sich
das Hohlraumvolumen vergrößern kann, indem
sich die Bleche ausbauchen.
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Mehrere
derartige Radiatorglieder können benachbart
zueinander angeordnet werden, um auf diese Weise eine Kühlvorrichtung
für den
Transformator zu bilden. Die Wärme
der Radiatorglieder wird über
deren Oberfläche
an die zwischen den Radiatorgliedern vorhandene Umgebungsluft abgegeben.
Ein Ausgleichsbehälter
oder dergleichen ist bei einer derartigen Kühlvorrichtung nicht erforderlich.
Statt dessen wird die Ausdehnung der erwärmten Kühlflüssigkeit durch entsprechende
Ausbauchungen kompensiert.
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Diese
Ausbauchungen können
jedoch zur Folge haben, dass die Bleche zweier benachbart angeordneter
Radiatorglieder innerhalb einer größeren Fläche aneinander anliegen. Dies
führt dazu,
dass von den beiden Radiatorgliedern aufgrund der verminderten Oberfläche weniger
Wärme an
die zwischen den beiden Blechen vorhandene Umgebungsluft abgegeben
werden kann, was gleichbedeutend ist mit einer Verminderung der
Kühlwirkung
des Radiatorglieds.
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Aufgabe und Vorteile der
Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung
insbesondere für
einen elektrischen Transformator zu schaffen, bei der keine Verminderung
der Kühlwirkung
aufgrund von Ausbauchungen auftreten kann.
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Bei
einer Kühlvorrichtung
der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zwischen den beiden Radiatorgliedern eine Distanzleiste angeordnet
ist, die Ausbauchungen der beiden Radiatorglieder begrenzt.
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Bei
den beiden benachbart zueinander angeordneten Radiatorgliedern können also
nicht mehr beliebige Ausbauchungen entstehen, die gegebenenfalls
zu einem Aneinanderanliegen der beiden Radiatorglieder führen. Statt
dessen können
bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
nur noch begrenzte Ausbauchungen der Radiatorglieder entstehen.
Durch diese Begrenzung der möglichen
Ausbauchungen wird erreicht, dass zwischen den beiden Radiatorgliedern
immer ein Abstand vorhanden ist, dass also die beiden Radiatorglieder
nicht aneinander zur Anlage kommen können. Damit wird gewährleistet,
dass die Kühlwirkung
der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
nicht durch Ausbauchungen vermindert wird.
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Für die Realisierung
der Erfindung kommt es nur darauf an, dass mögliche Ausbauchungen zweier benachbarter
Radiatorglieder durch eine Distanzleiste begrenzt werden. Damit
wird bereits der Vorteil der Erfindung erreicht, nämlich die
Aufrechterhaltung der Kühlwirkung
auch im Falle von Ausbauchungen.
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Für die Realisierung
der Erfindung kommt es nicht auf die Ausgestaltung der Radiatorglieder,
auf deren Anordnung zueinander oder auf die Anordnung der Distanzleiste
an. Insbesondere müssen
die Radiatorglieder nicht zwingend parallel zueinander ausgerichtet
sein und die Distanzleiste muss auch nicht zwingend parallel zu
einer Seite eines der Radiatorglieder ausgerichtet sein. Ebenfalls
müssen
die Radiatorglieder nicht zwingend mit Sicken versehen sein und
die Distanzleiste muss auch nicht zwingend im Bereich einer derartigen
Sicke verlaufen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die beiden benachbarten Radiatorglieder
durch die Distanzleiste auf Abstand gehalten werden. Damit wird
sicher gewährleistet,
dass die beiden Radiatorglieder nicht aneinander zur Anlage kommen
können.
Die Kühlwirkung
der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
wird damit auch bei größeren Ausbauchungen
sicher beibehalten.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
bei der die beiden Radiatorglieder jeweils aus zwei geformten und miteinander
verbundenen Blechen gebildet sind, kommen die einander zugewandten
Bleche der beiden benachbarten Radiatorglieder an der Distanzleiste
zur Anlage. Dies stellt eine einfache Realisierungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Begrenzung
möglicher
Ausbauchungen der Radiatorglieder durch die Distanzleiste dar.
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Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Bleche der Radiatorglieder
jeweils Sicken aufweisen, und wenn die Distanzleiste im Bereich
einer der Sicken verläuft.
Damit wird dasjenige Ausmaß,
um das sich die beiden Bleche ausbauchen können, unter anderem durch die
Ausgestaltung derjenigen Sicke festgelegt, in deren Bereich die
Distanzleiste angeordnet ist. Auf diese Weise können mögliche Ausbauchungen der Radiatorglieder
genau festgelegt und damit ein Aneinanderanliegen von Ausbauchungen
benachbarter Radiatorglieder sicher vermieden werden.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
weisen die beiden Bleche der Radiatorglieder jeweils zusätzliche
feste Verbindungen, insbesondere Verschweißungen, auf. Damit können nicht
nur mögliche
Ausbauchungen der Radiatorglieder noch genauer festgelegt werden, sondern
es ist zusätzlich
möglich,
die Stabilität
der Radiatorglieder durch die Verschweißungen zu erhöhen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Verteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw.
in der Zeichnung.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Radiatorgliedglieds
für einen
elektrischen Transformator,
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2 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Mehrzahl der Radiatorglieder
der 1, und 3 zeigt einen Ausschnitt aus
der 2.
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In
der 1 ist ein Radiatorglied 10 für einen elektrischen
Transformator dargestellt. Wie noch erläutert werden wird, können eine
Mehrzahl dieser Radiatorglieder 10 zu einer Kühlvorrichtung
für den Transformator
zusammengefasst werden. Eine derartige Mehrzahl von Radiatorgliedern 10 wird
auch als Radiator bzw. Wärmetauscher
bezeichnet.
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Das
Radiatorglied 10 ist aus zwei geformten und miteinander
verbundenen Blechen 11, 12 gebildet, von denen
in der 1 nur das Blech 11 erkennbar ist. Die
beiden Bleche 11, 12 sind etwa rechteckförmig ausgebildet
und an ihrem Umfang umlaufend miteinander verschweißt. Weiterhin
weisen die beiden Bleche 11, 12 jeweils fünf Sicken 13, 14, 15, 16, 17 auf,
die derart ausgebildet sind, dass zwischen den beiden Blechen 11, 12 ein
Hohlraum entsteht. Die Sicken 13, 14, 15, 16, 17 sind
im wesentlichen etwa parallel zueinander und etwa parallel zu der
längeren
Seite des Radiatorglieds 10 ausgerichtet.
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An
den beiden kürzeren
Seiten ist das Radiatorglied 10 mit jeweils einem Zuführ- bzw.
Ablaufrohr 18, 19 versehen, über die die Kühlflüssigkeit
des Transformators zu dem Radiatorglied 10 hingeführt bzw,
von diesem abgeleitet werden kann.
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In
der 2 sind sechs derartige Radiatorglieder 10 benachbart
zueinander angeordnet. Diese sechs Radiatorglieder 10 bilden
eine Kühlvorrichtung 30 für den elektrischen
Transformator.
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Die
Radiatorglieder 10 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet
und etwa in einer Linie hintereinander angeordnet. Die einzelnen
Radiatorglieder 10 weisen einen etwa gleichen Abstand zueinander auf.
Ergänzend
zur 1 sind in der 2 jeweils beide
Bleche 11, 12 der einzelnen Radiatorglieder 10 erkennbar.
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Ebenfalls
sind die fünf
Sicken 13, 14, 15, 16, 17 bei
den einzelnen Radiatorgliedern 10 erkennbar. Gemäß der 2 sind
die dargestellten sechs Radiatorglieder 10 derart zueinander
ausgerichtet bzw. hintereinander angeordnet, dass einander entsprechende
Sicken der einzelnen Radiatorglieder 10 einander gegenüberstehen.
Beispielsweise bilden die Sicken 14 der sechs Radiatorglieder 10 eine
Linie bzw. Ebne quer zu den von den Blechen 11, 12 der Radiatorglieder 10 gebildeten
Ebenen.
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Schließlich geht
aus der 2 hervor, dass die sechs dargestellten
Radiatorglieder 10 über
das Zuführ-
bzw. Ablaufrohr 18, 19 miteinander verbunden sind.
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Der
durch einen Kreis K gekennzeichnete Ausschnitt aus der 2 ist
in der 3 vergrößert dargestellt.
In der 3 sind damit zwei Radiatorglieder 10', 10'' dargestellt, die in dem bereits
erwähnten Abstand
etwa parallel zueinander angeordnet sind. Jedes der beiden Radiatorglieder 10', 10'' ist aus den beiden, mit Sicken
versehenen Blechen 11, 12 aufgebaut. In der 3 sind
die Sicken 16 der beiden Radiatorglieder 10', 10'' erkennbar, die, wie ebenfalls bereits
erwähnt
wurde, einander gegenüberstehen.
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In
dem Zwischenraum zwischen den beiden Radiatorgliedern 10', 10'' ist eine Distanzleiste 21 vorhanden.
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Die
Distanzleiste 21 weist einen etwa ovalen Querschnitt auf,
wie dies aus der 3 hervorgeht. Die Längsausdehnung
des Querschnitts ist dabei etwa quer zu den von den Blechen 11, 12 der
Radiatorglieder 10', 10'' gebildeten Ebenen ausgerichtet. Es
versteht sich, dass der Querschnitt der Distanzleiste 21 auch
rechteckförmig
oder rund sein kann.
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Weiterhin
ist die Distanzleiste 21 im wesentlichen geradlinig ausgebildet
und weist eine Länge auf,
die etwa. der Länge
der längeren
Seite der Radiatorglieder 10 entspricht. Insbesondere kann
die Distanzleiste 21 aus einem Metall, beispielsweise aus nicht-rostendem
Stahl hergestellt sein. Gegebenenfalls kann die Distanzleiste 21 auch
aus Kunststoff bestehen.
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Wie
aus der 1 hervorgeht, ist die Distanzleiste 21 etwa
parallel zu der längeren
Seite des Radiatorglieds 10 ausgerichtet und verläuft etwa
im Bereich der Sicke 16 desselben. Letzteres ist auch insbesondere
aus der 3 ersichtlich. Es wird jedoch
darauf hingewiesen, dass die Distanzleiste 21 auch außerhalb
der Sicke 16 bzw. außerhalb
der Sicken 13, 14, 15, 16, 17 angeordnet
sein kann. In letzterem Fall kann die Distanzleiste 21 auch
in einem Winkel zu der längeren
Seite des Radiatorglieds 10 verlaufen.
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Weiterhin
geht aus der 3 hervor, dass die Distanzleiste 21 etwa
mittig zwischen den beiden einander gegenüberstehenden Blechen 11, 12 im Bereich
der jeweiligen Sicken 16 der beiden Radiatorglieder 10', 10'' angeordnet ist. Der Abstand der Distanzleiste 21 zu
den jeweiligen Sicken 16 der beiden benachbarten Radiatorglieder 10', 10'' ist damit etwa gleich groß.
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An
ihrem einen freien Ende ist die Distanzleiste 21 mit einer
Halterung 22 fest verbunden. Mit dieser Halterung 22 kann
die Distanzleiste 21 an der kurzen Seite der Radiatorglieder 10 angebracht
werden. Letzteres ist in der 1 dadurch
angedeutet, dass die Distanzleiste 21 mit der Halterung 22 auf den
kurzen Seiten zweier benachbarter Radiatorglieder 10 aufliegt.
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An
ihrem anderen freien Ende ist die Distanzleiste 21 mit
einer weiteren Halterung 23 versehen, die mit der Distanzleiste 21 verschraubt
werden kann. Die Halterung 23 und die zugehörige Verschraubung
ist insbesondere aus der 3 ersichtlich. Aus den 1 und 3 ergibt
sich, dass die Distanzleiste 21 mit der Halterung 23 auf
den kurzen Seiten zweiter benachbarter Radiatorglieder 10 aufliect
und in diesem Zustand mit der Halterung 23 verschraubt
ist.
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Wie
aus der 2 hervorgeht, sind insgesamt
fünf derartige
Distanzleisten 21 zwischen den sechs Radiatorgliedern 10 vorgesehen,
und zwar immer im Bereich der Sicken 16. Weiterhin ist
aus der 2 ersichtlich, dass weitere
fünf Distanzleisten 25 zwischen
den sechs Radiatorgliedern 10 im Bereich der Sicken 14 vorhanden
sind. Bei den Sicken 14, 16, denen die Distanzleisten 21, 25 zugeordnet
sind, handelt es sich um diejenigen Sicken, die zu den mittleren
Sicken 15 der Radiatorglieder 10 benachbart angeordnet
sind.
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Die
Ausbildung und Anordnung der Distanzleisten 25 entspricht
dabei grundsätzlich
der beschriebenen Ausbildung und Anordnung dieser Distanzleisten 21.
Eine dieser Distanzleisten 25 ist in der 1 dargestellt.
Es versteht sich, dass auch noch weitere Distanzleisten im Bereich
der anderen Sicken 13, 15, 17 vorhanden
sein können.
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Wie
insbesondere anhand der 3 erläutert wurde, weisen die einander
gegenüberstehenden
Bleche 11, 12 der beiden benachbarten Radiatorglieder 10', 10' im Bereich
ihrer jeweiligen Sicken 16 einen Zwischenraum auf, in dem
sich die Distanzleiste 21 befindet. Wie ebenfalls erläutert wurde,
besitzt diese Distanzleiste 21 dabei einen etwa gleich großen Abstand
von den Sicken 16 der beiden Radiatorglieder 10', 10''. Weiterhin liegen die beiden Bleche 11, 12 jedes
der beiden Radiatorglieder 10', 10'' gemäß der 3 im
wesentlichen aneinander an. Dies gilt für den kalten oder zumindest
nur geringfügig
erwärmten
Zustand der Kühlflüssigkeit
des Transformators.
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Erwärmt sich
jedoch diese Kühlflüssigkeit,
so dehnt sich die Kühlflüssigkeit
aus und benötigt
ein größeres Volumen.
Dieses größere Volumen
wird von der beschriebenen Kühlvorrichtung 30 dadurch zur
Verfügung
gestellt, dass sich die Bleche 11, 12 der einzelnen
Radiatorglieder 10 ausbauchen. Je stärker sich die Kühlflüssigkeit
dabei erwärmt,
desto größer werden
die Ausbauchungen der Radiatorglieder 10.
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An
dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Bleche 11, 12 der
bisher beschriebenen Radiatorglieder 10 nur an ihrem Umfang
miteinander verschweißt
sind, nicht jedoch im Bereich ihrer Sicken 13, 14, 15, 16, 17.
Dies bedeutet, dass die Ausbauchungen der Radiatorglieder 10 im
Bereich der gesamten, von den Blechen 11, 12 gebildeten
Oberflächen
erfolgen können.
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Dies
hat zur Folge, dass die in der 3 in Bereich
der Sicken 16 aneinanderliegend dargestellten Bleche 11, 12 der
beiden Radiatorglieder 10', 10'' bei der Bildung der Ausbauchungen
sich voneinander abheben und sich bei steigender Temperatur der Kühlflüssigkeit
langsam voneinander entfernen. In der 3 bewegt
sich damit das Blech 11 des einen Radiatorglieds 10' sowie das Blech 12 des
anderen Radiatorglieds 10'' jeweils umso
mehr auf die Distanzleiste 21 zu, je stärker die Temperatur der Kühlflüssigkeit
ansteigt und je größere Ausbauchungen damit
gebildet werden.
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Irgendwann
kommt das Blech 11 des einen Radiatorglieds 10' sowie das Blech 12 des
anderen Radiatorglieds 10'' an der Distanzleiste 21 zur
Anlage. Aufgrund der etwa mittigen Anordnung der Distanzleiste 21 ist
dies etwa bei derselben Temperatur der Kühlflüssigkeit der Fall.
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Die
Distanzleiste 21 wird damit von den beiden benachbarten
Radiatorgliedern 10', 10'' mit einer etwa gleichartigen Kraft
beaufschlagt. Dies bedeutet, dass nahezu keine Biegekräfte auf
die Distanzleiste 21 einwirken. Dies kann bei der Dimensionierung
und dem Material der Distanzleiste 21 berücksichtigt
werden.
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Nachdem
die einander zugewandten Bleche 11, 12. der beiden
Radiatorglieder 10', 10'' an der Distanzleiste 21 zur
Anlage gekommen sind, können an
diesen Stellen keine weiteren Ausbauchungen mehr erfolgen. Aufgrund
der Längsausdehnung
der Distanzleiste 21 bedeutet dies, dass weitere Ausbauchungen
der beiden Radiatorglieder 10', 10'' im
Bereich der Sicken 16 nicht mehr möglich ist. Die Ausbauchungen
der Radiatorglieder 10', 10'' werden damit begrenzt.
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Dies
ist jedoch gleichbedeutend damit, dass das Blech 11 des
einen Radiatorglieds 10' und
das Blech 12 des anderen Radiatorglieds 10'' im Bereich der Sicken 16 in
keinem Fall aneinander zur Anlage kommen kann. Statt dessen werden
die beiden Bleche 11, 12 der beiden benachbarten
Radiatorglieder 10', 10'' durch die Distanzleiste 21 auf
Abstand gehalten.
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Wie
erläutert
wurde und wie insbesondere aus der 2 hervorgeht,
weist die aus den dort dargestellten Radiatorgliedern 10 gebildete
Kühlvorrichtung 30 eine
Mehrzahl von Distanzleisten 21, 25 auf. Alle diese
Distanzleisten 21, 25 haben zur Folge, dass die
Bleche 11, 12 der Radiatorglieder 10 auf
Abstand zueinander gehalten werden.
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Durch
eine entsprechende Auswahl des Abstands zwischen den einzelnen Radiatorgliedern 10 einerseits
und der Längsausdehnung
des Querschnitts der Distanzleisten 21, 25 andererseits
kann dabei erreicht werden, dass die Bleche 11, 12 benachbarter
Radiatorglieder 10 an keiner Stelle aneinander anliegen.
Eine Verminderung der Kühlwirkung der
Radiatorglieder 10 aufgrund von aneinander anliegenden
Blechen 11, 12 wird damit ausgeschlossen.
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Zusätzlich ist
es möglich,
feste Verbindungen im Bereich der Sicken 13, 14, 15, 16, 17 der
einzelnen Radiatorglieder 10 vorzusehen, um die Art und
Weise der Ausbauchungen ergänzend
zu beeinflussen. Dabei ist es möglich,
einzelne Schweißpunkte
vorzusehen oder auch Schweißnähte. Ebenfalls
ist es möglich,
die verschiedenen Sicken 13, 14, 15, 16, 17 der
einzelnen Radiatorglieder 10 mit unterschiedlichen Schweißverbindungen
zu versehen. Entsprechend können
auch die verschiedenen Radiatorglieder 10 unterschiedliche
Schweißverbindungen
aufweisen.
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Beispielhaft
ist in der 1 eine Schweißnaht 27 angedeutet,
die entlang der mittleren Sicke 15 des Radiatorglieds 10 verläuft. Mit
dieser Schweißnaht
sind also die Bleche 11, 12 des Radiatorglieds 10 im
Bereich der Sicke 15 fest miteinander verbunden. Eine Ausbauchung
kann damit an dieser Stelle nicht entstehen.
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Wie
bereits angedeutet wurde, kann zusätzlich oder alternativ auch
eine Schweißnaht
im Bereich der Sicke 13 und/oder im Bereich der Sicke 17 vorhanden
sein. Wie ebenfalls angedeutet wurde, können anstelle der Schweißnaht auch
ein einzelner Schweißpunkt
oder mehrere vereinzelte Schweißpunkte
vorhanden sein.
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In
Abhängigkeit
von derartigen Schweißverbindungen
ist es möglich,
dass die Anzahl und/oder die Ausbildung und/oder die Anordnung der
Distanzleisten 21, 25 andersartig ausgeführt werden
kann. Insbesondere ist gegebenenfalls eine geringere Anzahl von
Distanzleisten 21, 25 erforderlich, um zu gewährleisten,
dass zwischen den Blechen 11, 12 benachbarter
Radiatorglieder 10 immer ein Abstand vorhanden ist.
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Weiterhin
kann durch die beschriebenen Schweißverbindungen die Stabilität der einzelnen Radiatorglieder 10 erhöht werden.
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Entsprechend
der 2 sind die Distanzleisten 21, 25 nur
zwischen den Radiatorgliedern 10 vorgesehen, da nur dort
die Möglichkeit
besteht, dass die Bleche 11, 12 benachbarter Radiatorglieder 10 aneinander
zur Anlage kommen. Auf den Außenseiten
der beiden äußeren Radiatorglieder 10 sind
in der 2 deshalb keine Distanzleisten vorhanden. Es versteht
sich, dass auch dort Distanzleisten vorgesehen sein können, um
auf diese Weise Ausbauchungen an den Außenseiten dieser äußeren Radiatorglieder 10 zu
beeinflussen. Da auf die dortigen Distanzleisten jedoch einseitige
Biegekräfte
einwirken, müssen
diese Distanzleisten gegebenenfalls stabiler dimensioniert sein
als die beschriebenen Distanzleisten 21, 25.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist es möglich, dass
bei den beiden äußeren Radiatorgliedern 10 der 2 im
Unterschied zu den inneren Radiatorgliedern 10 zusätzliche
Verschweißungen
vorhanden sind, um auf diese Weise die Ausbauchungen dieser äußeren Radiatorglieder 10 zu
beeinflussen. Insbesondere kann auf diese Weise auch bei den äußeren Radiatorgliedern 10 der
in der 2 gezeigten Kühlvorrichtung 30 erreicht
werden, dass sich deren Ausbauchungen auf den Außenseiten nur in einem bestimmten,
durch die Verschweißungen
vorgegebenen Umfang bewegen.