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Die Erfindung betrifft einen Lastwiderstand mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1 und einen Chopper-Widerstand mit mindestens einem solchen Lastwiderstand.
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Derartige Lastwiderstände, die auch als Bremswiderstände bezeichnet werden, dienen dazu, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln und abzuführen. Dies erfolgt üblicherweise dadurch, dass der Lastwiderstand ein elektrisches Widerstandselement, das z.B. ein gewendelter oder auf einen Träger gewickelter Widerstandsdraht sein kann, aufweist, das in einer Widerstandskammer eines metallenen Kühlkörpers elektrisch isoliert angeordnet ist, über den dann die Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Eine Anwendung für derart aufgebaute Lastwiderstände ist ihr Einsatz in Chopper-Widerständen, in denen typischerweise ein Lastwiderstand oder mehrere miteinander verschaltete Lastwiderstände von einer in der Regel nicht zum Chopper-Widerstands selbst gehörenden Steuerelektronik angesteuert bestromt werden.
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Ein erster aus dem Stand der Technik, z.B. aus der
DE 203 11 068 U1 oder der
EP 1 156 495 bekannter Ansatz zur Konstruktion eines Lastwiderstands bestand darin, eine möglichst große Kontaktfläche zum Kühlkörper zu schaffen und die Oberfläche des Kühlkörpers zu seiner Umgebung hin dadurch zu vergrößern, dass Kühlrippen auf ihm angeordnet werden. Dies führte zu Anordnungen mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt der Widerstandskammer und darauf angeordneten, im Wesentlichen parallel zu den jeweiligen Seiten des Querschnitts verlaufenden Kühlrippen, deren Ausdehnung gemessen von dem proximalen, der Widerstandskammer zugewandten Ende der Kühlrippe zu ihrem distalen, von der Widerstandskammer abgewandten Ende typischerweise weniger als die Hälfte der Ausdehnung des Querschnitts der Widerstandskammer beträgt.
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Ein zweiter Ansatz, der z.B. aus der
DE 20 2009 005 664 U1 bekannt ist, bestand darin, die durch das elektrische Heizelement abgegebene Wärme dadurch von der Außenwand der Widerstandskammer abzuführen, dass im Kühlkörper um die Widerstandskammer herum Luftkanäle bereitgestellt werden, welche den Kühlkörper der Länge nach durchsetzen. Der dabei entstehende Kamineffekt führt zu einer effizienten Wärmeabfuhr.
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Naturgemäß besteht ein ständiger Bedarf danach, noch effizientere Lastwiderstände und Chopper-Widerstände bereitzustellen, um noch schneller elektrische Energie durch Umwandlung in thermische Energie abbauen zu können. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen solchen verbesserten Lastwiderstand und einen Chopper-Widerstand mit einem solchen Lastwiderstand bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lastwiderstand mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 und einen Chopper-Widerstand mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Lastwiderstand besitzt ein Widerstandselement, das in einem Kühlkörper aus Metall angeordnet ist, wobei der Kühlkörper aus Metall eine Widerstandskammer und Kühlrippen aufweist.
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Erfindungswesentlich ist, dass die Ausdehnung zumindest mancher Kühlrippen insbesondere von mindestens zwei mittelbar oder unmittelbar benachbarten Kühlrippen zwischen ihrem proximalen und ihrem distalen Ende, mindestens das 2,5-fache des größten Durchmessers der Widerstandskammer beträgt; noch größere Kühlrippen bis hin zum vier- bis fünffachen des größten Durchmessers (d.h. der längsten direkten Verbindungslinie zwischen einander gegenüberliegenden Punkten der Widerstandskammerwand, betrachtet in der Querschnittsfläche) der Widerstandskammer können anwendungsabhängig zu noch besseren Ergebnissen führen.
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Die Ausdehnung ist dabei gegeben durch die Länge der Kurve, die den Verlauf der Kühlrippe zwischen ihrem proximalen und ihrem distalen Ende beschreibt.
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Mittelbar benachbart zueinander sind Kühlrippen dabei, wenn zwischen ihnen weitere Kühlrippen angeordnet sind, deren Ausdehnung aber kleiner ist als die der mittelbar zueinander benachbarten Kühlrippen.
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Herausgestellt sei, dass der so definierte Begriff eines Durchmessers als der längsten direkten Verbindungslinie zwischen einander gegenüberliegenden Punkten der Widerstandskammerwand, betrachtet in der Querschnittsfläche der Widerstandskammer nicht nur für kreisförmige Querschnittsflächen definiert ist. Bei elliptischen oder ovalen Querschnitten ist der größte Durchmesser das Zweifache der großen Halbachse; bei rechteckigen Querschnitten die Länge der großen Seite des Rechtecks. Der betrachtete Querschnitt steht bei rohrförmigen Widerstandskammern senkrecht zur Verlaufsrichtung des Rohrs und insbesondere bei linearen rohrförmigen Widerstandskammern, die eine Rohrachse aufweisen senkrecht auf dieser.
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Der Ausgangspunkt bzw. genauer gesagt die Ausgangslinie der Kühlrippe an der Wand der Widerstandskammer definiert das proximale Ende der Kühlrippe; der Endpunkt, der (bzw. die Endlinie, die) am weitesten von der Wand der Widerstandskammer entfernt ist, definiert das distale Ende der Kühlrippe. Zweckmäßigerweise lassen sich die beanspruchten Längen an Querschnitten, die senkrecht zur Verlaufsrichtung des Lastwiderstands verlaufen, bestimmen.
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Insbesondere wird durch diese Definition der Ausdehnung der Kühlrippen deutlich, dass Kühlrippen, die das erfindungswesentliche Merkmal aufweisen, nicht zwingend ebene Flächen sein müssen, sondern auch gekrümmt oder gewellt sein können.
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Überraschenderweise zeigt sich, dass auf diese Weise auch ohne Bereitstellung geschlossener Kühlkanäle (die natürlich weiterhin und zusätzlich möglich ist, wenn dies gewünscht wird) die entstehende Wärme schneller und effizienter als bei bekannten Lastwiderständen abgeführt wird.
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Bevorzugt ist es, wenn die Widerstandskammer rohrförmig ist. Angemerkt sei, dass der Begriff „rohrförmig“ zunächst keine Beschränkung auf eine kreisförmige Querschnittsgeometrie in Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung des Rohres beinhaltet, sondern die Querschnittsgeometrie frei lässt. Ferner umfasst der Begriff „rohrförmige Widerstandskammer“ im Sinne dieser Anmeldung auch Ausführungsformen, in denen eine Wand der Widerstandskammer über ihre gesamte Länge hinweg durch eine Ausnehmung oder einen Spalt durchbrochen ist.
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Die Widerstandskammer kann aber gegebenenfalls auch nicht rohrförmig sein, sondern z.B. durch eine Nut, in die das Widerstandselement oder eine das Widerstandselement enthaltende Baugruppe, z.B. eine Heizpatrone oder ein Rohrheizkörper, eingelegt oder eingepresst wird, gebildet werden.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer Widerstandskammer können deren Wände aus einzelnen Wandabschnitten zusammengesetzt sein, zwischen denen das Widerstandselement oder eine das Widerstandselement enthaltende Baugruppe angeordnet und fixiert wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass es mindestens ein Paar von benachbarten Kühlrippen gibt, bei dem die proximalen Enden der benachbarten Kühlrippen in einem geringeren Abstand voneinander verlaufen als die distalen Enden der benachbarten Kühlrippen, was zu einer signifikanten weiteren Verbesserung der Kühlwirkung führt.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Abstand zwischen diesen benachbarten Kühlrippen von ihrem proximalen Ende hin zu ihrem distalen Ende monoton wächst.
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Insbesondere weisen vorzugsweise alle benachbarten Kühlrippen eine solche Abstandsbeziehung zueinander auf.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlrippen sich in radialer Richtung von der Widerstandskammer weg erstrecken und die Widerstandskammer umgeben, so dass der Kühlkörper aus Metall einen im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt hat.
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Die Widerstandskammer kann bevorzugt als ein zylindrisches Rohr geformt sein, von dem ausgehend sich die Kühlrippen in radialer Richtung erstrecken.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn das Verhältnis der Ausdehnung der Kühlrippe zu ihrer Dicke, d.h. dem größten Abstand der beiden großen Seitenflächen der Kühlrippe größer als 20, besonders bevorzugt größer als 30, höchst bevorzugt größer als 40 ist. Dies spart Material und verbessert die Dynamik des Aufheiz- und Abkühlverhaltens.
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Das bevorzugte Material für den Kühlkörper aus Metall ist Aluminium, vorzugsweise eloxiertes Aluminium.
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Für die praktische Verwendung des Lastwiderstand ist es zweckmäßig, wenn am Kühlkörper aus Metall Befestigungsmittel vorgesehen sind. Eine erste bevorzugte Stelle, an der diese Befestigungsmittel angeordnet werden können, ist das distale Ende von Kühlrippen, das beispielsweise kreisbogenförmig zur Aufnahme einer Schraube ausgestaltet sein kann.
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Eine zweite Möglichkeit, die alternativ oder zusätzlich geschaffen sein kann, besteht darin, Befestigungsmittel zwischen zueinander benachbarten proximalen Enden von Kühlrippen angeordnet sind, z.B. in Form einer Bohrung oder Gewindebohrung im Übergangsbereich zwischen zwei benachbarten Kühlrippen an der Widerstandskammer. Diese zweite Möglichkeit ist weniger empfindlich gegenüber den Auswirkungen thermischer Ausdehnung des Lastwiderstands, wenn er sich erhitzt.
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Solche Befestigungsmittel können an bzw. zwischen allen Kühlrippen oder auch nur an bzw. zwischen einigen Kühlrippen vorgesehen werden.
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Bevorzugt ist ferner, wenn das elektrische Widerstandselement das elektrische Widerstandselement (d.h. das Heizelement) einer Heizpatrone oder eines Rohrheizkörpers ist, die in der Widerstandskammer angeordnet ist. Der große Vorteil, der dadurch erzielt wird besteht darin, dass damit auch verdichtete Systeme verwendet werden können, die einen wesentlich besseren Wärmetransport gewährleisten.
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Dabei können beispielsweise Heizpatronen verwendet werden, bei denen das elektrische Widerstandselement ein auf einen Trägerkörper, z.B. einen Trägerkörper aus Keramik, gewickelter Heizdraht ist, der in einer Isolierstofffüllung, z.B. einer Magnesiumoxidfüllung, innerhalb des Innenraums eines rohrförmigen Metallmantels angeordnet und durch die Isolierstofffüllung von diesem elektrisch isoliert ist.
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Es ist aber auch möglich, solche Heizpatronen zu verwenden, bei denen bei denen das elektrische Widerstandselement eine Heizdrahtwendel ist, die auf der der Anschlussseite gegenüberliegenden Seite der Heizpatrone umgelenkt wird und wieder zur Anschlussseite zurückläuft, die ebenfalls einer Isolierstofffüllung, z.B. einer Magnesiumoxidfüllung, innerhalb des Innenraums eines rohrförmigen Metallmantels angeordnet und durch die Isolierstofffüllung von diesem elektrisch isoliert ist.
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In einer überaus vorteilhaften Alternative dazu, die auch als separate Erfindung angesehen wird, kann das elektrische Widerstandselement auch das elektrische Widerstandselement eines Rohrheizkörpers sein, das durch die Widerstandskammer mehrerer Kühlkörper hindurchgeführt ist. Dies vereinfacht die Ansteuerung und Kontaktierung eines unter Verwendung solcher Lastwiderstände konstruierten Chopper-Widerstands erheblich und löst mögliche Probleme bei der Abdichtung. Zudem ist diese Variante extrem tenmperaturbeständig.
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Dementsprechend weist ein Lastwiderstand gemäß der zweiten Erfindung ein Widerstandselement, das mehrere Abschnitte hat, die jeweils in einem Kühlkörper aus Metall angeordnet sind und diesen durchsetzen, auf, wobei die Kühlkörper aus Metall jeweils eine Widerstandskammer zur Aufnahme der entsprechenden Abschnitte des Widerstandselements haben. Diese Erfindung kann in gleicher Weise weitergebildet werden wie die Erfindung, auf die der Schutzanspruch 1 gerichtet ist.
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Dabei kann insbesondere der Widerstand der elektrischen Widerstandselements des Rohrheizkörpers in Abschnitten des Rohrheizkörpers, die innerhalb von Widerstandskammern von Kühlkörpern geführt sind, höher sein als in andere Abschnitten des Rohrheizkörpers, um zu verhindern, dass in den Abschnitten, in denen kein Kühlkörper die Wärmeabfuhr unterstützt, eine zu große Belastung auf den Rohrheizkörper wirkt.
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Sowohl bei der Verwendung von Heizpatronen als auch bei der Verwendung von Rohrheizkörpern können die Widerstandselemente in MgO-Granulat eingebettet sein, das insbesondere imprägniert und/oder verdichtet sein kann, was die Wärmeabfuhr besonders gut werden lässt.
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Der erfindungsgemäße Chopper-Widertstand zeichnet sich dadurch aus, dass er mindestens einen Lastwiderstand nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Chopper-Widerstands hat der Chopper-Widerstand mehrere -beispielsweise in einer Linie hintereinander angeordnete Lastwiderstände, die mechanisch miteinander zu einem Modul verbunden sind. Dies kann insbesondere durch eine oder mehrere Schienen erfolgen, welche an Befestigungsmitteln der Lastwiderstände befestigt sind, die an distalen Enden von Kühlrippen und/oder zwischen proximalen Enden von Kühlrippen der Lastwiderstände angeordnet sind.
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Auf der anschlussseitigen Seite des Lastwiderstands, an der die Anschlüsse des Widerstandselements aus dem Lastwiderstand herausragen, kann dies auch eine Schiene mit einer mittigen, U-förmigen Vertiefung sein, in der dann die elektrischen Zuleitungen geführt sind.
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Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn die miteinander zu einem Modul verbundenen Lastwiderstände so elektrisch miteinander verbunden sind, dass sie gruppenweise oder gemeinsam abgesichert und/oder gruppenweise oder gemeinsam angesteuert werden können.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Anschlüsse der Lastwiderstände isoliert aus dem Lastwiderstand herausgeführt sind.
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Noch weiter ist es besonders bevorzugt, wenn die Anschlüsse der Lastwiderstände nach unten, also entgegen der Richtung, in der die Kaminwirkung einen Luftzug erzeugt, aus dem Lastwiderstand herausgeführt sind. Dort herrscht eine geringere Umgebungstemperatur, so dass eine Isolation der Anschlüsse weniger beansprucht wird, was gegebenenfalls den Einsatz preisgünstigerer Isolierwerkstoffe ermöglicht.
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Vorzugsweise werden die Lastwiderstände und/oder die aus Lastwiderständen gebildeten Module innerhalb eines Außengehäuses mit Öffnungen, insbesondere innerhalb einer Gitterbox angeordnet sind.
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Die besten Ergebnisse werden mit Chopper-Widerständen erzielt, bei denen die Lastwiderstände so orientiert sind, dass sie dann, wenn der Chopper-Widerstand in seiner regulären Betriebsposition angeordnet ist, relativ zum Erdboden in etwa vertikal verlaufen. Vermutlich hat dies mit der sich ausbildenden Dynamik der Wärme von den Kühlrippen abtransportierenden Luft zu tun, die aufsteigt und von unten und von der Seite her durch kältere Luft ersetzt wird.
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Möglicherweise ist gerade dieser Luftersatz von der Seite her, der bei dem auf einem Kamineffekt basierenden früheren Ansatz nicht möglich war, weil dort der Kamin keine Öffnung in Umfangsrichtung aufwies, sondern kalte Luft nur von unten ansaugen konnte, für die gute erzielte Wirkung erfindungsgemäßer Bremswiderstände verantwortlich.
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Bei dieser geometrischen Anordnung erweist es sich als Vorteilhaft, Lastwiderstände einzusetzen, deren Wärmeabgabe über ihre Länge hinweg variiert. Insbesondere können die Abschnitte des Lastwiderstands, die unten, also in der Nähe der Stelle, an der die Luft eingesaugt wird, angeordnet sind, für eine stärkere Wärmeabgabe ausgelegt sein als in Förderrichtung der Luft weiter oben liegende Abschnitte des Lastwiderstands.
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Praktisch lässt sich dies beispielsweise bei der Verwendung von Heizpatronen oder Rohrheizkörpern dadurch erreichen, dass die Wendelsteigung des Widerstandselements der Heizpatrone oder des Rohrheizkörpers variiert wird.
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Um die Luftdynamik im Chopper-Widerstand weiter zu optimieren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kühlkörper der Lastwiderstände so anzuordnen, dass sie voneinander beabstandet sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, welche Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigt:
- 1a: Eine partielle Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Bremswiderstands,
- 1b: eine Detailvergrößerung aus 1a,
- 1c: eine Skizze einer ersten Widerstandselementanordnung,
- 1d: eine Skizze einer alternativen Widerstandselementanordnung,
- 1e: eine teilweise geöffnete Darstellung des Lastwiderstands aus 1a,
- 2a: eine Querschnittsdarstellung des Lastwiderstands aus 1a,
- 2b: ein erstes Detail der Querschnittsdarstellung gemäß 2a,
- 2c: ein zweites Detail der Querschnittsdarstellung gemäß 2a,
- 2d: ein drittes Detail der Querschnittsdarstellung gemäß 2a,
- 3: ein Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands,
- 4: ein Lastwiderstandsmodul des Chopper-Widerstands aus 3, und
- 5 ein alternatives Lastwiderstandsmodul.
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Die 1a zeigt einen Lastwiderstand 100 mit einem Widerstandselement 111, das in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb einer teilweise geöffnet dargestellten Heizpatrone 110 angeordnet ist, und mit einem Kühlkörper 150 aus Metall, der eine in diesem Beispiel rohrförmige Widerstandskammer 151 mit Kühlrippen 152 aufweist, wobei in der Darstellung der 1a zur besseren Veranschaulichung diese beiden Baugruppen in einer partiellen Explosionsdarstellung getrennt voneinander dargestellt sind. Im Zusammengesetzten Zustand ist, wie durch den Pfeil in 1a angedeutet und in der partiell geöffneten Darstellung der 1e gezeigt, die Heizpatrone 110 in der Widerstandskammer 151 eingeschoben.
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Wie man in den 1a bis 1c gut erkennt, ist das Widerstandselement 111 ein auf einen Träger 112 gewickelter Heizdraht, der innerhalb des rohrförmigen Metallmantels 113 angeordnet und durch einen elektrisch isolierenden Stoff 114, z.B. MgO-Pulver, das verpresst sein kann, der in den Figuren weiß dargestellt ist, um diese übersichtlich zu halten, vom rohrförmigen Metallmantel 113 isoliert ist. Der Anschluss des Widerstandselements 111 erfolgt über Anschlussdrähte 115, die aus dem rohrförmigen Metallmantel 113 der Heizpatrone 110 herausragen.
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Einen alternativen Innenaufbau der Heizpatrone 110 kann man der 1d entnehmen. Dort ist das Widerstandselement 111' ein gewendelter Widerstandsdraht, der in Bohrungen 116 eines Isolierstoffkörpers 117 zu einem nicht dargestellten Umkehrpunkt und wieder zurück verläuft.
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Der Isolierstoffkörper 117 ist seinerseits innerhalb des rohrförmigen Metallmantels 113' angeordnet; verbleibende Zwischenräume zwischen Isolierstoffkörper 117 und rohrförmigem Metallmantel 113' und in den Bohrungen 116 des Isolierstoffkörpers 117 verbleibende Volumina sind wieder mit einem elektrisch isolierenden Stoff 114', z.B. MgO-Pulver, das verpresst sein kann, der in den Figuren weiß dargestellt ist, um diese übersichtlich zu halten, gefüllt.
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Der Aufbau des Kühlkörpers 150 ist besonders gut unter zusätzlicher Beiziehung der senkrecht zur Erstreckungsrichtung bzw. zur Längsachse der Widerstandskammer 151 des Kühlkörpers 150 geschnittenen Querschnittsdarstellung der 2a sowie der zugehörigen Detaildarstellungen der 2b bis 2d nachzuvollziehen.
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Von der in diesem Beispiel als zylindrisches Rohr ausgebildeten Widerstandskammer 151, in der die Heizpatrone 110 angeordnet ist, genauer gesagt von der Außenseite der Wandung der Widerstandskammer 151 ausgehend erstrecken sich in radialer Richtung, d.h. in Richtung von in der dargestellten Schnittebene liegenden gedachten Verbindungslinien zwischen der Mittelachse A der Widerstandskammer 151 zur Wand der Widerstandskammer 151, Kühlrippen 152, was zu einem im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt führt.
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Angemerkt sei, dass diese Definition des Begriffs „radial“ unmittelbar auf ebenfalls mögliche alternative, von der zylindrischen Ausgestaltung abweichenden Geometrien der Widerstandskammer 151, bei denen diese keinen kreisförmigen, sondern beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt haben, übertragbar ist. Dann stehen die Kühlrippen 152 lediglich nicht mehr alle senkrecht auf der Wand einer solchen Widerstandskammer.
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Wie in der 2a unmittelbar auffällt, ist die Ausdehnung 1 der Kühlrippen 152 in der so definierten radialen Richtung um mehr als das 2,5-fache des Durchmessers d der Widerstandskammer. Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lastwiderständen werden also durch die Kühlrippen 152 sehr viel größere Flächen bereitgestellt, an denen die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Gleichzeitig ist das Verhältnis aus der Ausdehnung 1 der Kühlrippen 152 zu ihrer Dicke D, die durch den größten Abstand der großen Seitenflächen der Kühlrippe 152 definiert ist, größer als 20
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Die einzelnen Kühlrippen 152 weisen jeweils proximale Enden 152a, die an der Wand der Widerstandskammer 151 liegen und distale Enden 152b, die den proximalen Enden 152a gegenüber liegen auf. Bedingt durch die radiale Anordnung der Kühlrippen 152 wächst, was z.B. in der 2b sehr deutlich zu sehen ist, der Abstand zwischen benachbarten Kühlrippen 152 vom proximalen Ende 152a zum distalen Ende 152b hin an, was dazu führt, dass in der Mitte zwischen zwei zueinander benachbarten Kühlrippen 152 einströmende Umgebungsluft vergleichsweise wenig erwärmt wird, ehe sie in die Nähe der Wand der Widerstandskammer 151 gelangt.
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Wie die Ausschnittsvergrößerungen der 2c und 2d besonders deutlich zeigen, sind an den distalen Enden 152b der Kühlrippen 152 und zwischen jedem zweiten Paar von proximalen Enden 152a von benachbarten Kühlrippen 152 Befestigungsmittel 153 bzw. 154 vorgesehen, in die in diesem Beispiel Schrauben oder Stifte eingreifen können.
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Die Befestigungsmittel 153 werden dadurch gebildet, dass das distalen Ende 152b der Kühlrippen 152 sich kreisringsektorförmig verbreitert, so dass in diesem Abschnitt eine Art Rohr mit durchgehender Ausnehmung im Rohrmantel gebildet wird. Diese Ausgestaltung erlaubt es auch den Bremswiderstand auf eine entsprechende Haltestange aufzuschieben, um die Befestigung zu realisieren; gewünschtenfalls können hier auch je nach Anwendung gegebenenfalls Luftleitbleche angeordnet werden, um den Luftstrom in gewünschter Weise zu beeinflussen.
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Die Befestigungsmittel 154 werden dadurch gebildet, dass am proximalen Ende zweier benachbarter Kühlrippen 152 jeweils einander zugewandte nasenartige Vorsprünge 152c,152d ausgebildet sind, so dass sich der Abstand zwischen den beiden benachbarten Kühlrippen 152 sich an dieser Stelle lokal in Richtung zum distalen Ende 152b der Kühlrippen 152 hin verringert und somit eine mechanische Fixierung eines in das durch die nasenartigen Vorsprünge 152c,152d definierte Befestigungsmittel 154 eingeschobenen Haltestifts bewirkt wird.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands 200. Der Chopper-Widerstand 200 weist drei Module 210 mit jeweils drei in der regulären Betriebsposition des Chopper-Widerstands 200 in vertikaler Richtung verlaufenden, miteinander elektrisch verschalteten Lastwiderständen 100 auf, die im als Gitterbox ausgestalteten Außengehäuse 220 mit Öffnungen angeordnet sind. Die Module 210 sind elektrisch mit einem Anschlusskasten 230 verbunden.
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4 zeigt eine Einzeldarstellung eines der Module 210. Die drei Lastwiderstände 100 sind in ihrem oberen, dem anschlussseitigen Ende gegenüberliegenden Bereich mit Schienen 211,212 verbunden, die mit an distalen Enden 152b von Kühlrippen 152 der Lastwiderstände 100 angeordneten Befestigungsmitteln 153 verschraubt sind.
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Im unteren, anschlussseitigen Bereich sind die Lastwiderstände 100 mit einer weiteren Schiene 213 verbunden, die in ihrem mittleren Bereich eine U-förmige Vertiefung 213a und beidseitig der U-förmigen Vertiefung 213a breite flache Ränder 213b,213c aufweist, über die ebenfalls eine Verbindung zu an distalen Enden 152b von Kühlrippen 152 der Lastwiderstände 100 angeordneten Befestigungsmitteln 153 hergestellt wird. In der U-förmigen Vertiefung 213a werden Anschlusskabel 140 der Lastwiderstände 100 zu einem Klemmenblock 214 geführt.
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Das in 5 gezeigte alternative Lastwiderstandsmodul 1500 für den Chopper-Widerstand 200 gemäß 3 weist die Besonderheit auf, dass das verwendete Widerstandselement nicht, wie zuvor beschrieben, das Widerstandselement einer Heizpatrone, die jeweils in einer Widerstandskammer eines Kühlkörpers aufgenommen ist, ist, sondern das Widerstandselement eines Rohrheizkörpers 1510, der durch in diesem Beispiel zwei Kühlkörper 1550,1560 geführt ist.
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Die Kühlkörper 1550,1560 sind dabei analog zum Kühlkörper 150 aufgebaut. Im Bereich 1570 kann dabei das Widerstandselement des Rohrheizkörpers 1510 so modifiziert sein, dass dort weniger Wärmeenergie erzeugt wird, im Extremfall entsprechend einem unbeheizten oder schwach beheizten Bereich des Rohrheizkörpers. Gegebenenfalls kann durch Anordnung z.B. eines Wärmeleitkörpers auf einem solchen Abschnitt auch hier die Wärmeabgabe noch optimiert werden.
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In einer bevorzugten Variante der Erfindung weist der Rohrheizkörper zudem unterschiedlich stark beheizte Abschnitte auch innerhalb der Abschnitte auf, die in den Kühlkammern der Kühlkörper 1550,1560 verlaufen, wobei unten liegende Abschnitte stärker beheizt werden als oben liegende Abschnitte.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Lastwiderstand
- 110
- Heizpatrone
- 111,111'
- Widerstandselement
- 112
- Träger
- 113,113'
- rohrförmiger Metallmantel
- 114,114'
- elektrisch isolierender Stoff
- 115
- Anschlussdraht
- 116
- Bohrung
- 117
- Isolierstoffkörper
- 140
- Anschlusskabel
- 150
- Kühlkörper
- 151
- Widerstandskammer
- 152
- Kühlrippen
- 152a
- proximales Ende
- 152b
- distales Ende
- 152c,152d
- nasenartige Vorsprünge
- 153,154
- Befestigungsmittel
- 200
- Chopper-Widerstand
- 210
- Modul
- 211,212,213
- Schiene
- 213a
- U-förmige Vertiefung
- 213b,213c
- flacher Rand
- 214
- Klemmenblock
- 220
- Außengehäuse
- 230
- Anschlusskasten
- 1500
- Lastwiderstandsmodul
- 1510
- Rohrheizkörper
- 1550,1560
- Kühlkörper
- 1570
- Bereich
- d
- Durchmesser
- l
- Ausdehnung
- D
- Dicke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20311068 U1 [0003]
- EP 1156495 [0003]
- DE 202009005664 U1 [0004]
