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Die Erfindung betrifft einen Chopper-Widerstand mit Lastwiderstand mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1.
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Chopper-Widerstände dienen der Umwandlung überschüssiger elektrischer Energie in Wärme, beispielsweise in Brems-Choppern. Diese Umwandlung erfolgt bei einem Chopper-Widerstand dadurch, dass typischerweise ein Lastwiderstand oder mehrere miteinander verschaltete Lastwiderstände von einer in der Regel nicht zum Chopper-Widerstand selbst gehörenden Steuerelektronik angesteuert bestromt werden. Der Lastwiderstand weist dabei ein elektrisches Widerstandselement, z.B. einen gewendelten oder auf einen Träger gewickelter Widerstandsdraht oder ein Widerstandsgitter, auf, der bzw. das, wenn er bzw. es von elektrischem Strom durchflossen wird, Wärme erzeugt, die dann an die Umgebung abgegeben werden muss. Insofern kann auch ein Heizelement als ein elektrisches Widerstandselement angesehen werden.
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Eine bislang bei den Chopper-Widerständen der Anmelderin realisierte Bauform sah die Verwendung von Rohrheizkörpern als elektrischem Lastwiderstand vor, deren Außenmantel dann als Kühlkörper aus Metall wirkt und die Wärmeabfuhr vom Widerstandsdraht des Rohrheizkörpers an die Umgebung verbessert, gleichzeitig aber im Gegensatz zur verbreiteten Verwendung Widerstandsgittern auch sofort sicherstellt, dass am Außenmantel keine Spannung anliegt, so dass eine spezielle zusätzliche elektrisch isolierende Lagerung nicht mehr zwingend erforderlich ist.
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Trotzdem wäre es wünschenswert, die Effizienz des Chopper-Widerstands sowohl hinsichtlich der möglichen Energieumwandlung in Wärme als auch hinsichtlich der Herstellungskosten weiter zu erhöhen. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen insbesondere hinsichtlich dieser Aspekte verbesserten Chopper-Widerstand bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Chopper-Widerstand mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Chopper-Widerstand hat mindestens einen Lastwiderstand, der insbesondere durch eine Steuerelektronik zur Steuerung des Stromflusses durch den mindestens einen Lastwiderstand gesteuert werden kann. Dabei weist der Lastwiderstand ein Widerstandselement, das zumindest abschnittsweise in einem Kühlkörper aus Metall angeordnet ist, oder diesen durchsetzt auf, wobei der Kühlkörper aus Metall eine Widerstandskammer hat. Außerdem hat der Kühlkörper aus Metall mindestens einen Kühlkanal, der an einen Wandabschnitt der Widerstandskammer angrenzt und im Wesentlichen parallel zur Widerstandskammer verläuft und/oder Kühlrippen, die im Wesentlichen parallel zur Widerstandskammer verlaufen.
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Die Steuerelektronik kann, muss aber nicht zum Chopper-Widerstand gehören.
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Erfindungswesentlich ist, dass die Lastwiderstände so orientiert sind, dass Kühlkanäle und/oder Kühlrippen dann, wenn der Chopper-Widerstand in seiner regulären Betriebsposition angeordnet ist, relativ zum Erdboden in etwa vertikal verlaufen.
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Wenn die Lastwiderstände so orientiert sind, dass Kühlkanäle und/oder Kühlrippen dann, wenn der Chopper-Widerstand in seiner regulären Betriebsposition angeordnet ist, relativ zum Erdboden in etwa vertikal verlaufen, wird die erreichte Wärmeabfuhr signifikant verbessert. Vermutlich hat dies mit der sich ausbildenden Dynamik der Wärme von den Kühlkanälen und/oder Kühlrippen abtransportierenden Luft zu tun, die aufsteigt und von unten durch kältere Luft ersetzt 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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Bei dieser senkrechten Anordnung erweist es sich als Vorteilhaft, Lastwiderstände einzusetzen, deren Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe bei Bestromung über ihre Länge hinweg variiert. Insbesondere können die Abschnitte des Lastwiderstands, die unten, also in der Nähe der Stelle, an der die Luft, wenn sie durch die Erwärmung bewegt wird, eingesaugt wird, angeordnet sind, für eine stärkere Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe bei Bestromung des Lastwiderstands 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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Das bevorzugte Material für den Kühlkörper aus Metall ist Aluminium, vorzugsweise eloxiertes Aluminium.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Chopper-Widerstands hat der Chopper-Widerstand mehrere Lastwiderstände, die mechanisch miteinander zu einem Modul verbunden sind. Beispielsweise können diese linear hintereinander in einer Reihe angeordnet sein.
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Die mechanische Verbindung zu einem Modul kann insbesondere durch eine oder mehrere Schienen erfolgen, welche zumindest teilweise an Befestigungsmitteln der Lastwiderstände befestigt sind, die an Wänden des Kühlkanals angeordnet sind. 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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Bevorzugt ist dabei weiter, wenn das elektrische Widerstandselement das elektrische Widerstandselement 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. Die Kühlkörper können auch unterschiedlich gestaltet sein. Dies vereinfacht die Ansteuerung und Kontaktierung des Chopper-Widerstands erheblich und löst mögliche Probleme bei der Abdichtung. Ferner wird dadurch die Temperaturbeständigkeit des Chopper-Widerstands verbessert.
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Dementsprechend weist ein Chopper-Widerstand gemäß der zweiten Erfindung mindestens einen Lastwiderstand, der insbesondere durch eine Steuerelektronik zur Steuerung des Stromflusses durch den mindestens einen Lastwiderstand gesteuert werden kann, auf. Dabei weist der Lastwiderstand 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, insbesondere in imprägniertes und/oder verdichtetes MgO-Granulat eingebettet sein, was die Wärmeabfuhr besonders gut werden lässt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigt:
- 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands,
- 2: ein Lastwiderstandsmodul des Chopper-Widerstands aus 1,
- 3: einen Querschnitt durch das Lastwiderstandsmodul aus 2,
- 4: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands,
- 5: ein Lastwiderstandsmodul des Chopper-Widerstands aus 4,
- 6a: Eine partielle Explosionsdarstellung eines Lastwiderstands des Chopper-Widerstands aus 4,
- 6b: eine Detailvergrößerung aus 6a,
- 6c: eine Skizze einer ersten Widerstandselementanordnung,
- 6d: eine Skizze einer alternativen Widerstandselementanordnung,
- 6e: eine teilweise geöffnete Darstellung des Lastwiderstands aus 6a,
- 7a: eine Querschnittsdarstellung des Lastwiderstands aus 6a,
- 7b: ein erstes Detail der Querschnittsdarstellung gemäß 7a,
- 7c: ein zweites Detail der Querschnittsdarstellung gemäß 7a,
- 7d: ein drittes Detail der Querschnittsdarstellung gemäß 7a,
- 8: ein drittes Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands,
- 9: ein Lastwiderstandsmodul des Chopper-Widerstands aus 8,
- 10: einen Querschnitt durch das Lastwiderstandsmodul aus 9,
- 11: ein alternatives Lastwiderstandsmodul für einen Chopper-Widerstand gemäß 1, und
- 12: ein alternatives Lastwiderstandsmodul für einen Chopper-Widerstand gemäß 4.
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1 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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2 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 von Kühlkanälen 155 der Lastwiderstände 100 angeordneten Befestigungsmitteln 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 von Kühlkanälen 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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Der Lastwiderstand 100 weist ein in den Figuren nicht sichtbares, als Widerstandselement einer Heizpatrone ausgeführtes Widerstandselement, und einen Kühlkörper 150 aus Metall auf. Dabei weist der Kühlkörper 150 aus Metall eine in diesem Beispiel rohrförmige Widerstandskammer 151 mit kreisförmigem Querschnitt und Kühlkanäle 155 auf, die jeweils an einen Wandabschnitt der Widerstandskammer 151 angrenzen und im Wesentlichen parallel zur Widerstandskammer 151 verlaufen, die so angeordnet sind, dass die Widerstandskammer 151 des Lastwiderstands 100 von Kühlkanälen 155 umgeben ist.
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Die Kühlkanäle 155 weisen jeweils eine Innenwand 156, die von einem Wandabschnitt der Widerstandskammer 151 des Lastwiderstands 100 gebildet wird, eine Außenwand 157, die einen Abschnitt der Umfangsfläche des Lastwiderstands 100 bildet und zwei Tragwände 158,159 auf.
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Wie man besonders gut in der Querschnittsdarstellung gemäß 3 erkennt, beträgt die Ausdehnung l der Tragwände 158,159 der Kühlkanäle 155 zwischen ihrem proximalen Ende 158a, 159a und ihrem distalen Ende 158b, 159b mindestens das 2,5-fache des wegen der Kreisgeometrie des Querschnitts der Widerstandskammer 151 einzigen und damit auch größten Durchmessers d der Widerstandskammer 151.
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Man erkennt in der 2 weiter, dass jeweils bei Paaren von benachbarten Tragwänden 158,159 eines Kühlkanals 155 die proximalen Enden 158a, 159a der benachbarten Tragwände 158, 159 des Kühlkanals 155 in einem geringeren Abstand voneinander verlaufen als die distalen Enden 158b, 159b der benachbarten Tragwände 158, 159, wobei der Abstand zwischen mindestens zwei benachbarten Tragwänden 158,159 eines Kühlkanals 155 von ihrem proximalen Ende 158a, 159a hin zu ihrem distalen Ende 159a, 159b monoton, sogar streng monoton, stetig und gleichmäßig, wächst.
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Die Tragwände 158,159 des Kühlkanals 155 erstrecken sich in radialer Richtung von der Widerstandskammer 151 weg erstrecken und umgeben die Widerstandskammer 151, so dass die durch die Widerstandskammer 151 und die Tragwände 158,159 der Kühlkanäle 155 gebildete Unterstruktur des Kühlkörpers 150 aus Metall einen im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt hat.
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Hingewiesen wird ferner darauf, dass das Verhältnis der Ausdehnung l der Tragwände 158, 159 der Kühlkanäle 155 zu ihrer Dicke D deutlich größer als 20 ist. Dies erkennt man deutlich in der Querschnittsdarstellung durch den Kühlkörper 150 gemäß 3.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands 1200. Der Chopper-Widerstand 1200 weist drei Module 1210 mit jeweils drei in der regulären Betriebsposition des Chopper-Widerstands 1200 in vertikaler Richtung verlaufenden, miteinander elektrisch verschalteten Lastwiderständen 1100 auf, die im als Gitterbox ausgestalteten Außengehäuse 1220 mit Öffnungen angeordnet sind. Die Module 1210 sind elektrisch mit einem Anschlusskasten 1230 verbunden.
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5 zeigt eine Einzeldarstellung eines der Module 1210. Die drei Lastwiderstände 1100 sind in ihrem oberen, dem anschlussseitigen Ende gegenüberliegenden Bereich mit Schienen 1211, 1212 verbunden, die mit an distalen Enden 1152b von Kühlrippen 1152 der Lastwiderstände 1100 angeordneten Befestigungsmitteln 1153 verschraubt sind.
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Im unteren, anschlussseitigen Bereich sind die Lastwiderstände 1100 mit einer weiteren Schiene 1213 verbunden, die in ihrem mittleren Bereich eine U-förmige Vertiefung 1213a und beidseitig der U-förmigen Vertiefung 1213a breite flache Ränder 1213b,1213c aufweist, über die ebenfalls eine Verbindung zu an distalen Enden 1152b von Kühlrippen 1152 der Lastwiderstände 1100 angeordneten Befestigungsmitteln 1153 hergestellt wird. In der U-förmigen Vertiefung 1213a werden Anschlusskabel 1140 der Lastwiderstände 1100 zu einem Klemmenblock 1214 geführt.
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Die 6a zeigt einen Lastwiderstand 1100 des Chopper-Widerstands 1200 mit einem Widerstandselement 1111, das in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb einer teilweise geöffnet dargestellten Heizpatrone 1110 angeordnet ist, und mit einem Kühlkörper 1150 aus Metall, der eine in diesem Ausführungsbeispiel rohrförmige Widerstandskammer 1151 mit Kühlrippen 1152 aufweist, wobei in der Darstellung der 6a zur besseren Veranschaulichung diese beiden Baugruppen in einer partiellen Explosionsdarstellung getrennt voneinander dargestellt sind. Im Zusammengesetzten Zustand ist, wie durch den Pfeil in 6a angedeutet und in der partiell geöffneten Darstellung der 6e gezeigt, die Heizpatrone 1110 in der Widerstandskammer 1151 eingeschoben.
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Wie man in den 6a bis 6c gut erkennt, ist das Widerstandselement 1111 ein auf einen Träger 1112 gewickelter Heizdraht, der innerhalb des rohrförmigen Metallmantels 1113 angeordnet und durch einen elektrisch isolierenden Stoff 1114, z.B. MgO-Pulver, das verpresst sein kann, der in den Figuren weiß dargestellt ist, um diese übersichtlich zu halten, vom rohrförmigen Metallmantel 1113 isoliert ist. Der Anschluss des Widerstandselements 1111 erfolgt über Anschlussdrähte 1115, die aus dem rohrförmigen Metallmantel 1113 der Heizpatrone 1110 herausragen.
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Einen alternativen Innenaufbau der Heizpatrone 1110 kann man der 6d entnehmen. Dort ist das Widerstandselement 1111' ein gewendelter Heizdraht, der in Bohrungen 1116 eines Isolierstoffkörpers 1117 zu einem nicht dargestellten Umkehrpunkt und wieder zurück verläuft. Der Isolierstoffkörper 1117 ist seinerseits innerhalb des rohrförmigen Metallmantels 1113' angeordnet; verbleibende Zwischenräume zwischen Isolierstoffkörper 1117 und rohrförmigem Metallmantel 1113' und in den Bohrungen 1116 des Isolierstoffkörpers 1117 verbleibende Volumina sind wieder mit einem elektrisch isolierenden Stoff 1114', 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 1150 ist besonders gut unter zusätzlicher Beiziehung der senkrecht zur Erstreckungsrichtung bzw. zur Längsachse der Widerstandskammer 1151 des Kühlkörpers 1150 geschnittenen Querschnittsdarstellung der 7a sowie der zugehörigen Detaildarstellungen der 7b bis 7d nachzuvollziehen. Von der in diesem Beispiel zylindrisch ausgebildeten Widerstandskammer 1151, in der die Heizpatrone 1110 angeordnet ist, genauer gesagt von der Außenseite der Wandung der Widerstandskammer 1151 ausgehend erstrecken sich in radialer Richtung, d.h. in Richtung von in der dargestellten Schnittebene liegenden gedachten Verbindungslinien zwischen der Mittelachse der Widerstandskammer 1151 zur Wand der Widerstandskammer 1151, Kühlrippen 1152, 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 1151, bei denen diese keinen kreisförmigen, sondern beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt haben, übertragbar ist. Dann stehen die Kühlrippen 1152 lediglich nicht mehr alle senkrecht auf der Wand einer solchen Widerstandskammer.
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Wie in der 7a unmittelbar auffällt, ist die Ausdehnung l der Kühlrippen 1152 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 1152 sehr viel größere Flächen bereitgestellt, an denen die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Gleichzeitig ist das Verhältnis aus der Ausdehnung l der Kühlrippen 1152 zu ihrer Dicke D, die durch den größten Abstand der großen Seitenflächen der Kühlrippe 1152 definiert ist, größer als 20.
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Die einzelnen Kühlrippen 1152 weisen jeweils proximale Enden 1152a, die an der Wand der Widerstandskammer 1151 liegen und distale Enden 1152b, die den proximalen Enden 1152a gegenüber liegen auf. Bedingt durch die radiale Anordnung der Kühlrippen 1152 wächst, was z.B. in der 7b sehr deutlich zu sehen ist, der Abstand zwischen benachbarten Kühlrippen 1152 vom proximalen Ende 1152a zum distalen Ende 1152b hin an, was dazu führt, dass in der Mitte zwischen zwei zueinander benachbarten Kühlrippen 1152 einströmende Umgebungsluft vergleichsweise wenig erwärmt wird, ehe sie in die Nähe der Wand der Widerstandskammer 1151 gelangt.
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Wie die Ausschnittsvergrößerungen der 7c und 7d besonders deutlich zeigen, sind an den distalen Enden 1152b der Kühlrippen 1152 und zwischen jedem zweiten Paar von proximalen Enden 1152a von benachbarten Kühlrippen 1152 Befestigungsmittel 1153 bzw. 1154 vorgesehen, in die in diesem Beispiel Schrauben oder Stifte eingreifen können.
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Die Befestigungsmittel 1153 werden dadurch gebildet, dass das distalen Ende 1152b der Kühlrippen 1152 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 1154 werden dadurch gebildet, dass am proximalen Ende zweier benachbarter Kühlrippen 1152 jeweils einander zugewandte nasenartige Vorsprünge 1152c,1152d ausgebildet sind, so dass sich der Abstand zwischen den beiden benachbarten Kühlrippen 1152 sich an dieser Stelle lokal in Richtung zum distalen Ende 1152b der Kühlrippen 1152 hin verringert und somit eine mechanische Fixierung eines in das durch die nasenartigen Vorsprünge 1152c,1152d definierte Befestigungsmittel 1154 eingeschobenen Haltestifts bewirkt wird.
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8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Chopper-Widerstands 2200. Der Chopper-Widerstand 2200 weist drei Module 2210 mit jeweils drei in der regulären Betriebsposition des Chopper-Widerstands 2200 in vertikaler Richtung verlaufenden, miteinander elektrisch verschalteten Lastwiderständen 2100 auf, die im als Gitterbox ausgestalteten Außengehäuse 2220 mit Öffnungen angeordnet sind. Die Module 2210 sind elektrisch mit einem Anschlusskasten 2230 verbunden.
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9 zeigt eine Einzeldarstellung eines der Module 2210. Die drei Lastwiderstände 2100 sind in ihrem oberen, dem anschlussseitigen Ende gegenüberliegenden Bereich mit Schienen 2211,2212 verbunden, die mit an distalen Enden 2152b von Kühlrippen 2152 der Lastwiderstände 1100 angeordneten Befestigungsmitteln 2153 verschraubt sind.
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Im unteren, anschlussseitigen Bereich sind die Lastwiderstände 2100 mit einer weiteren Schiene 2213 verbunden, die in ihrem mittleren Bereich eine U-förmige Vertiefung 1213a und beidseitig der U-förmigen Vertiefung 2213a breite flache Ränder 2213b,2213c aufweist, über die ebenfalls eine Verbindung zu an distalen Enden 2152b von Kühlrippen 2152 der Lastwiderstände 2100 angeordneten Befestigungsmitteln 2153 hergestellt wird. In der U-förmigen Vertiefung 2213a werden Anschlusskabel 2140 der Lastwiderstände 2100 zu einem Klemmenblock 2214 geführt.
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In Zusammenschau der 9 und 10 lässt sich der Aufbau des Lastwiderstands 2100 besonders gut erkennen. Der Kühlkörper 2150 weist eine Widerstandskammer 2151 auf, deren Querschnitt senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung, also in der Perspektive, die in 10 dargestellt ist, rechteckig ist. Parallel zu den langen Seitenflächen der Widerstandskammer 2151 verlaufen die Kühlrippen 2152. An den kurzen Seiten des Rechtecks sind Befestigungsmittel 2153,2153 vorgesehen. Im Inneren der Widerstandskammer 2151 sind Widerstandsdrähte 2111 gewendelt geführt und in einen elektrisch isolierenden Stoff 2114, z.B. MgO-Pulver, eingebettet.
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Die in den 11 bzw. 12 gezeigten alternativen Lastwiderstandsmodule 500, 1500 für die Chopper-Widerstände 200 gemäß 1 bzw. 1200 gemäß 4 weisen 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 510, 1510, der jeweils durch in diesem Beispiel zwei Kühlkörper 550,560 bzw. 1550, 1560 geführt ist. Die Kühlkörper 550,560 sind dabei analog zum Kühlkörper 150 aufgebaut und die Kühlkörper 1550, 1560 analog zum Kühlkörper 1150. In den Bereichen 570, 1570 sind dabei die Widerstandselemente der Rohrheizkörper 510, 1510 so modifiziert, dass dort weniger Wärmeenergie erzeugt wird, entsprechend einem unbeheizten Bereich des Rohrheizkörpers.
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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
- 153,154
- Befestigungsmittel
- 155
- Kühlkanal
- 156
- Innenwand
- 157
- Außenwand
- 158, 159
- Tragwand
- 158a, 159a
- proximales Ende
- 158b, 159b
- distales Ende
- 200
- Chopper-Widerstand
- 210
- Modul
- 211,212,213
- Schiene
- 213a
- U-förmige Vertiefung
- 213b,213c
- flacher Rand
- 214
- Klemmenblock
- 220
- Außengehäuse
- 230
- Anschlusskasten
- 500
- Lastwiderstandsmodul
- 510
- Rohrheizkörper
- 550,560
- Kühlkörper
- 570
- Bereich
- 1100
- Lastwiderstand
- 1110
- Heizpatrone
- 1111,
- Widerstandselement
- 1112
- Träger
- 1113,
- rohrförmiger Metallmantel
- 1114,
- elektrisch isolierender Stoff
- 1115
- Anschlussdraht
- 1116
- Bohrung
- 1117
- Isolierstoffkörper
- 1140
- Anschlusskabel
- 1150
- Kühlkörper
- 1151
- Widerstandskammer
- 1152
- Kühlrippen
- 1152a
- proximales Ende
- 1152b
- distales Ende
- 1152c,1152d
- nasenartige Vorsprünge
- 1153,1154
- Befestigungsmittel
- 1200
- Chopper-Widerstand
- 1210
- Modul
- 1211,1212,1213
- Schiene
- 1213a
- U-förmige Vertiefung
- 1213b,1213c
- flacher Rand
- 1214
- Klemmenblock
- 1220
- Außengehäuse
- 1230
- Anschlusskasten
- 1500
- Lastwiderstandsmodul
- 1510
- Rohrheizkörper
- 1550,1560
- Kühlkörper
- 1570
- Bereich
- 2100
- Lastwiderstand
- 2111
- Widerstandselement
- 2114
- elektrisch isolierender Stoff
- 2151
- Widerstandskammer
- 2153,2154
- Befestigungsmittel
- 2155
- Kühlrippe
- 2200
- Chopper-Widerstand
- 2210
- Modul
- 2211,2212,2213
- Schiene
- 213a
- U-förmige Vertiefung
- 2213b,2213c
- flacher Rand
- 2214
- Klemmenblock
- 2220
- Außengehäuse
- 2230
- Anschlusskasten
- d
- Durchmesser
- l
- Ausdehnung
- D
- Dicke
