DE112009001625B4 - Kühlvorrichtung für Festkörperleuchten - Google Patents
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Abstract
Kühlvorrichtung für eine Festkörperleuchte, die umfasst:einen Kühlkörper, der umfasst:ein erstes Ende, das für eine Verbindung mit einer Festkörperleuchte ausgelegt ist;ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt; undeinen Wärmeabführungsabschnitt, der zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende vorgesehen ist;wobei der Wärmeabführungsabschnitt ein längliches Element, das integral mit dem ersten und dem zweiten Ende des Kühlkörpers ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von rundum angeordneten Lamellen zur Abfuhr von Wärme aufweist, die von der Festkörperleuchte erzeugt wird, wobei die Lamellen sich im Wesentlichen parallel von dem länglichen Element erstrecken.
Description
- Kurze Beschreibung der Erfindung
- Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Festkörperleuchten. Genauer gesagt betrifft die Erfindung Kühlvorrichtungen für Festkörperleuchten.
- Hintergrund der Erfindung
- Die Betriebsleistung ist für viele herkömmliche Festkörperleuchten, wie beispielsweise Leuchtdioden (LED), oft durch die Fähigkeit der Festkörperleuchten beschränkt, Wärme abzuführen. Im Besonderen erhöht der Strom einer Festkörperleuchte die erzeugte Wärmemenge. Über einen bestimmten Punkt hinaus wirkt diese übermäßige Wärme nachteilig auf die Leistungsfähigkeit der Festkörpereinrichtung, was eine verringerte Leistungsfähigkeit und/oder Betriebsdauer zur Folge hat. Folglich ermöglicht eine Erhöhung der Fähigkeit der Festkörperleuchte, Wärme abzuführen, eine höhere Leistung und somit helleres Festkörperlicht. Somit werden Anstrengungen unternommen, die abgeführte Wärmemenge von Festkörperleuchten zu erhöhen.
-
DE 20 2007 008 258 U1 zeigt ein LED-Leuchtmittel mit einem Sockel mit Netzanschlüssen, mit mindestens einer weißen LED und mindestens einer monochromatischen LED, wobei das vom LED-Leuchtmittel emittierte Licht eine Farbtemperatur von höchstens 6500 K und einen Farbwiedergabeindex von mindestens 80 Ra aufweist. -
US 2007 / 0 253 202 A1 - Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Kuhlvorrichtung für eine Festkörperleuchte sowie durch einen Festkörperleuchtenaufbau gemäß den anhängigen Hauptansprüchen gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung. Die Erfindung kann demnach auf verschiedene Weise implementiert werden, darunter als eine Vorrichtung, als eine Einrichtung, welche sowohl einen Kühlkörper als auch eine Festkörperleuchtquelle enthält, und als ein Aufbau bzw. eine Anordnung.
- In einer Ausführungsform umfasst eine Kühlvorrichtung einen Kühlkörper, der ein erstes Ende, das zur Verbindung mit einer Festkörperleuchte ausgelegt ist, ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt, und einen Wärmeabführungsabschnitt umfasst, der zwischen dem ersten und dem zweiten Ende positioniert ist. Der Wärmeabführungsabschnitt weist ein längliches Element und eine Mehrzahl von Lamellen zum Abführen der Wärme auf, die von der Festkörperleuchte erzeugt wird, wobei die Lamellen sich von dem länglichen Element erstrecken.
- In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Festkörperleuchtenaufbau eine Festkörperleuchte und einen Kühlkörper, der an der Festkörperleuchte befestigt ist. Der Kühlkörper weist wenigstens eine Lamelle zum Abführen von Wärme, die von der Festkörperleuchte erzeugt wird, auf.
- Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich, die mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, welche beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
- Figurenliste
- Für ein besseres Verständnis der Erfindung sollte auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen werden.
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1A bis1B sind jeweils Seiten- und Draufsichten einer Kühlvorrichtung zur Verwendung mit Festkörperleuchten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Kronleuchters, der die Verwendung der Kühlvorrichtung der1A bis1B darstellt. -
3A bis3C sind jeweils Seiten-, Boden- und Draufsichten einer Kühlvorrichtung zur Verwendung mit Festkörperleuchten gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. -
4A bis4B sind ausgeschnittene Seitenansichten, welche Details von Kühlvorrichtungen der vorliegenden Erfindung darstellen. - Gleiche Referenzzeichen beziehen sich in allen Zeichnungen auf entsprechende Teile.
- Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
- Wie es oben dargelegt ist werden Anstrengungen unternommen, die Wärmeabfuhr bei Festkörperleuchten zu verbessern. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, die Wärmeabfuhr durch Anbringen eines separaten Kühlkörpers an die Festkörperleuchte zu verbessern, wodurch somit eine verbesserte Wärmeabfuhr über eine separate, einfach anbringbare Einrichtung erzielt wird; eine zweite Ausführungsform integriert die Festkörperleuchtquelle mit dem Kühlkörper. Auf diese Weise führen die Festkörperleuchten der Ausführungsformen der Erfindung eine erhöhte Wärmemenge ab, ohne die Notwendigkeit eines geänderten Designs herkömmlicher Leuchtenhalterungen oder Lampen. Das hat den zweifachen Vorteil der Verbesserung der Wärmeabfuhr, und somit die Möglichkeit einer erhöhten Festkörperleuchtleistung, während ferner die Last der Wärmeabfuhr auf eine getrennte (möglicherweise integrierte) Einrichtung übertragen wird, so dass Festkörperleuchten eher für eine bessere Leuchtperformanz optimiert werden können als für eine Erhöhung der Wärmeabfuhr.
- Die
1A bis1B sind jeweils Seiten- und Draufsichten einer Kühlvorrichtung zur Verwendung mit Festkörperleuchten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Kühlvorrichtung10 enthält ein erstes Ende20 mit einer daran angebrachten Festkörperleuchte30 , ein zweites Ende40 und einen dazwischen liegenden länglichen Abschnitt50 . Mehrere Lamellen60 erstrecken sich von dem länglichen Abschnitt50 . - Die
1A bis1B stellen eine Ausführungsform dar, in der die Kühlvorrichtung10 der Erfindung im Wesentlichen Vertikal angeordnet ist. Beim Betrieb dieser Ausführungsform stellen die Lamellen60 einen zusätzlichen Oberflächenbereich für die Kühlvorrichtung10 dar, der zur konvektiven Wärmeübertragung zur Verfügung steht. D. h. Wärme von der Festkörperleuchte30 wird zu den Lamellen60 übertragen, wodurch die Lamellen erhitzt werden. Luft, die von der Wärme der Lamellen60 erwärmt wurde, steigt auf, was einen Luftstrom durch die Lamellen60 in der vertikalen Richtung zur Folge hat (d. h. von dem zweiten Ende40 zum ersten Ende20 ), und wodurch die Wärmemenge, die von der Festkörperleuchte30 abgeführt wird, erhöht wird. Somit ermöglicht das Hinzufügen der Kühlvorrichtung10 zur Festkörperleuchte30 eine Erhöhung der abgeführten Wärmemenge von der Festkörperleuchte30 , wodurch wiederum helleres und effizienteres Festkörperlicht30 ermöglicht wird. Der Fachmann wird erkennen, dass es bezüglich der Lamellen60 wünschenswert ist, dass diese ausgelegt sind, um den Oberflächenbetrag, der für die konvektive Wärmeübertragung zur Verfügung steht, zu maximieren. Folglich ist es in der im Wesentlichen vertikalen Anordnung der1A bis1B hinsichtlich der Lamellen60 wünschenswert, dass sich diese im Wesentlichen radial von dem länglichen Abschnitt50 erstrecken, wie es gezeigt ist. - Die Kühlvorrichtung
10 kann auch eine optische Hülle70 enthalten, die an dem zweiten Ende40 befestigt sein kann (oder sich andernfalls von diesem erstrecken kann), um die Lamellen60 vor einer Beschädigung zu schützen und ferner die Luft (oder ein anderes geeignetes Fluid) durch die Lamellen60 zu kanalisieren. In den1A bis1B ist die Hülle70 auf der linken Seite in durchgezogenen Linien getrennt von der Kühlvorrichtung10 gezeigt und ist auf der rechten Seite in gestrichelten Linien gezeigt, wenn diese an der Kühlvorrichtung10 installiert ist. Die Hülle70 kann einen Bodenabschnitt75 mit Öffnungen80 enthalten, um der Luft zu ermöglichen, durch die Lamellen60 zu strömen. Wie oben ist die Hülle70 optional, und die Erfindung umfasst Ausführungsformen, die eine solche Hülle70 enthalten oder nicht enthalten. Ferner müssen die Öffnungen80 nicht auf kreisförmige Öffnungen, wie es gezeigt ist, beschränkt sein. Die Erfindung enthält jegliche Anordnung und jeglichen Aufbau der Öffnungen80 . Zusätzlich kann der untere Abschnitt75 offen sein, wobei die Hülle70 an dem zweiten Ende40 eher mittels Stiften, Flanschen oder dergleichen als mit einem Bodenabschnitt75 angebracht ist. - Der Fachmann wird erkennen, dass die Kühlvorrichtung
10 zur Verwendung mit herkömmlichen Festkörperleuchten, wie beispielsweise LED-Leuchtkörpern, auf vielerlei Weise aufgebaut sein kann. Als ein Beispiel kann die Kühlvorrichtung10 mit Festkörperleuchten und Leuchtenhalterungen, die typischerweise zu Hause und in Geschäftsumgebungen verwendet werden, angewendet werden. Eine solche Leuchtenhalterung ist in2 gezeigt, die eine Seitenansicht eines Kronleuchters als ein Beispiel ist, der die Kühlvorrichtung der1A bis1B verwendet. Der Kronleuchter100 enthält eine Anzahl von Armen110 , wobei jeder eine Kühlvorrichtung10 auf gleiche Weise unterstützt, wie es bei einem herkömmlichen Leuchtkörper der Fall wäre. Aus der2 ist ersichtlich, dass die Kühlvorrichtung10 in Verbindung mit nahezu jeder herkömmlichen Festkörperleuchte verwendet werden kann, darunter sind enthalten diejenigen, die mit vielen gängigen Verbraucheranwendungen verwendet werden. - Während die Kühlvorrichtung
10 in den1A bis1B mit einem flachen Bodenabschnitt75 dargestellt ist, ist es klar, dass der Bodenabschnitt75 irgendeine Form und irgendeinen Aufbau, der mit einem Kühlkörper kompatibel ist, aufweisen kann. Im Besonderen kann der Bodenabschnitt75 abgerundet sein, wie es in2 gezeigt. - Der Fachmann wird erkennen, dass die Erfindung nicht auf den im Wesentlichen vertikalen Aufbau der
1A bis1B beschränkt ist, sondern Wärmekörper umfasst, die auf irgendeine Weise ausgerichtet sein können, solang diese weiterhin im Stande sind, Wärme von den zugeordneten Festkörperleuchten abzuführen. Im Besonderen umfasst die Erfindung einen im Wesentlichen horizontalen Wärmekörperaufbau. Die3A bis3C sind jeweils Seiten- , Boden- und Draufsichten einer Kühlvorrichtung zur Verwendung mit Festkörperleuchten gemäß weiterer Ausführungsformen, welche solche horizontalen Anordnungen darstellen. Hier enthält die Kühlvorrichtung200 im Wesentlichen den gleichen Aufbau von Elementen wie die Kühlvorrichtung der1A bis1B , mit Ausnahme darin, dass die Lamellen60 sich von dem Längsabschnitt50 im Wesentlichen in Umfangsrichtung bzw. rundum erstrecken. Solche rundum angeordnete Lamellen60 maximieren den Oberflächenbetrag, der der aufsteigenden Luft (oder einem anderen geeigneten Fluid) ausgesetzt ist, wenn die Kühlvorrichtung200 horizontal ausgerichtet ist, wodurch der Wärmebetrag, der von der Festkörperleuchte30 abgeführt wird, maximiert wird. - Der Fachmann wird ferner erkennen, dass die Erfindung sowohl Anordnungen, in denen die Festkörperleuchte
30 von der Kühlvorrichtung10 getrennt ist, als auch Anordnungen umfasst, in denen die Festkörperleuchte30 mit der Kühlvorrichtung10 integral ausgebildet ist.4A ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Kühlvorrichtung10 , die den ersteren Aufbau darstellt. In dem Aufbau der4A ist das erste Ende20 aufgebaut, um mit einer separaten Festkörperleuchte30 kompatible zu sein. Beispielsweise kann der Innenbereich des ersten Endes20 hinsichtlich der Größe und des Gewindes so sein, dass einer Standardfestkörperleuchte ermöglicht wird, eingeschraubt zu werden. D. h. das erste Ende20 kann als ein Gewindesockel zum Aufnehmen des Befestigungssockels oder der Buchse einer herkömmlich erhältlichen Festkörperleuchte aufgebaut sein. Alternativ kann das erste Ende20 mit einer herkömmlichen Fassung vorgesehen sein, wobei die Festkörperleuchte in die Fassung eingeschraubt wird. In beiden Fällen umfasst die Erfindung Kühlkörper, die im Stande sind, mit einer beliebigen bekannten Festkörperleuchte verbunden zu werden. Beispielsweise enthält die Erfindung erste Enden20 , die hinsichtlich der Größe und des Gewindes so sind, oder mit einer Fassung aufgebaut sind, dass eine Festkörperleuchte mit einem Edison-Gewindesockel aufgenommen werden kann. Im Besonderen ist beabsichtigt, dass die Kühlvorrichtung10 , die in den Vereinigten Staaten angewendet wird, aufgebaut sein kann, um eine oder mehrere derE5 ,E10 ,E11 ,E12 ,E17 ,E26 ,E26D ,E29 undE39 Gewindesockel,BA15S undBA15D Bajonettsockel undG4 und GY6.35 Stiftsockel zu akzeptieren, während die Kühlvorrichtung10 , welche an anderen Orten verwendet wird, darunter Europa, aufgebaut sein kann, um eine oder mehrere derE10 ,E11 ,E14 ,E27 undE40 Gewindesockel,BA15S undBA15D Bajonettsockel undG4 und GY6.35 Stiftsockel zu akzeptieren. - Der Aufbau der
4A kann ferner eine Stromleitung300 , das sich von einer Stromquelle erstreckt, ein Netzteil bzw. eine Ansteuerung (driver)310 zum Umwandeln der Leistung auf Niveaus, die für die speziell angewendete Festkörperleuchte30 geeignet sind, und ein Stromkabel320 enthalten, das von dem Netzteil310 verläuft und Strom zur Festkörperleuchte zuführt. Wenn das erste Ende20 mit einer Fassung aufgebaut ist, ist die Stromleitung320 mit der Fassung verbunden. Wenn das erste Ende20 aufgebaut ist, um eine Festkörperleuchte30 direkt aufzunehmen, kann die Stromleitung320 direkt mit der Festkörperleuchte30 verbunden sein. Das Netzteil310 kann irgendeine Einrichtung oder irgendeine Schaltung zum Umwandeln elektrischer Leistung auf geeignete Niveaus sein, und kann entweder in (oder angebracht/in der Nähe von) dem zweiten Ende40 oder entfernt vorgesehen sein, wie beispielsweise in dem Körper des Kronleuchters100 . Wenn das Netzteil310 entfernt von dem Rest der Kühlvorrichtung10 angeordnet ist, ist die Stromleitung320 nicht notwendigerweise erforderlich und die Stromleitung300 kann stattdessen direkt zum ersten Ende20 verlaufen. -
4B ist eine aufgeschnittene Seitenansicht der Kühlvorrichtung330 , welche die letztere der oben beschriebenen Anordnungen darstellt, in der die Festkörperleuchte30 mit der Kühlvorrichtung10 integral ausgebildet ist. Wie in4A sind Lamellen60 und die Festkörperleuchte30 zur Vereinfachung der Beschreibung nicht gezeigt. In der Anordnung der4B ist das erste Ende20 mit einer Festkörperleuchte30 integral ausgebildet, so dass die Festkörperleuchte30 selbst keinen Gewindesockel aufweist. Stattdessen erstreckt sich ein Gewinde-, Bajonett- oder Stiftsockel340 von dem zweiten Ende40 , so dass die gesamte Kühlvorrichtung330 aufgebaut ist, um in einer Leuchtenfassung installiert zu sein oder damit angepasst zu sein. Wie bei den Gewinde-, Bajonett- und Stiftsockeln, die oben beschrieben sind, können die Gewinde-, Bajonett- und Stiftsockel340 irgendein herkömmlicher Lampensockel bzw. irgendeine herkömmliche Lampenfassung sein, darunter enthaltend ein Edison-Gewindesockel, wie beispielsweise die, die oben aufgezählt sind. - Die vorgenannte Beschreibung hat zum Zweck der Erläuterung eine spezielle Terminologie verwendet, um insgesamt ein Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Allerdings ist für den Fachmann ersichtlich, dass spezielle Details nicht erforderlich sind, um die Erfindung auszuführen. In anderen Beispielen sind gut bekannte Einrichtungen in Blockform dargestellt, um eine unnötige Ablenkung von der zu Grunde liegenden Erfindung zu vermeiden. Somit sind die vorgenannten Beschreibungen der speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zweck der Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese vollständig sind oder die Erfindung auf genaue offenbarte Typen beschränken. Vielmehr sind viele Modifikationen und Abwandlungen in Hinblick auf die obigen Lehren möglich. Beispielsweise ist beabsichtigt, dass die Erfindung zur Verbindung mit und/oder Verwendung mit einer beliebigen Festkörperleuchte, darunter enthaltend LED-Leuchten, ausgelegt ist. Es ist ferner beabsichtigt, dass die Erfindung sowohl Kühlkörper umfasst, welche als separate Komponenten von einer Festkörperleuchte aufgebaut sind, als auch Kühlkörper, die als integrale Einheiten mit Festkörperleuchten ausgebildet sind. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendungen bestmöglich zu beschreiben, um andere Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung und verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen, die für die besondere Verwendung geeignet sind, zu auszuführen. Es ist beabsichtigt, dass der Gegenstand der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben wird.
Claims (20)
- Kühlvorrichtung für eine Festkörperleuchte, die umfasst: einen Kühlkörper, der umfasst: ein erstes Ende, das für eine Verbindung mit einer Festkörperleuchte ausgelegt ist; ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt; und einen Wärmeabführungsabschnitt, der zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende vorgesehen ist; wobei der Wärmeabführungsabschnitt ein längliches Element, das integral mit dem ersten und dem zweiten Ende des Kühlkörpers ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von rundum angeordneten Lamellen zur Abfuhr von Wärme aufweist, die von der Festkörperleuchte erzeugt wird, wobei die Lamellen sich im Wesentlichen parallel von dem länglichen Element erstrecken.
- Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , die ferner eine Hülle umfasst, die sich von dem zweiten Ende erstreckt und die Lamellen umgibt. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , bei der das zweite Ende ferner einen Sockel umfasst, der aufgebaut ist, um mit einer elektrischen Fassung zusammengebracht zu werden und wobei der Sockel ein Gewindesockel und/oder Bajonettsockel und/oder Stiftsockel ist. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 3 , bei welcher der Sockel zumindest einer aus einem E10, E11, E14, E27 und E40 Gewindesockel, BA15S und BA15B Bajonettsockel und G4 und GY6.35 Stiftsockel ist. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , bei der das erste Ende ferner eine elektrische Fassung umfasst, welche aufgebaut ist, um die Festkörperleuchte aufzunehmen. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 5 , bei der die elektrische Fassung zumindest eine aus einer E10, E11, E14, E27 und E40 Gewindesockelfassung, einem BA15S und BA15D Bajonettsockel und G4 und GY6.35 Stiftsockel ist. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 5 , welche ferner ein Netzteil für die Festkörperleuchte umfasst, wobei das Netzteil mit der Fassung und dem ersten Ende elektrisch verbunden ist, um der Festkörperleuchte Leistung zuzuführen. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , bei der jede Lamelle der Mehrzahl von Lamellen sich radial von dem länglichen Element erstreckt. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , bei der jede Lamelle der Mehrzahl von Lamellen sich in Umfangsrichtung von dem länglichen Element erstreckt. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , die ferner ein Netzteil für eine Festkörperleuchte umfasst, wobei das Netzteil mit dem ersten Ende verbunden ist und aufgebaut ist, um Leistung zur Festkörperleuchte zuzuführen. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 10 , bei der sich das Netzteil in der Nähe des zweiten Endes befindet. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 10 , bei der das Netzteil entfernt von dem Kühlkörper angeordnet ist. - Kühlvorrichtung nach
Anspruch 1 , bei der die Festkörperleuchte eine LED-Leuchte ist. - Festkörperleuchtenaufbau, der umfasst: eine Festkörperleuchte; und einen Kühlkörper, der an der Festkörperleuchte befestigt ist, wobei der Kühlkörper Folgendes aufweist: wenigstens eine rundum angeordnete Kühllamelle zum Abführen von Wärme von der Festkörperleuchte; ein erstes Ende; und ein gegenüberliegendes zweites Ende mit einem länglichen Element, das integral mit dem ersten und dem zweiten Ende ausgebildet ist.
- Festkörperleuchtenaufbau nach
Anspruch 14 , bei dem der Kühlkörper ferner eine elektrische Fassung enthält, und wobei die Festkörperleuchte in die elektrische Fassung eingeschraubt ist. - Festkörperleuchtenaufbau nach
Anspruch 15 , bei dem die elektrische Fassung wenigstens eine aus einer E10, E11, E14, E27 und E40 Fassung, BA15S und BA15D Bajonettfassung und G4 und GY6.35 Stiftfassung ist. - Festkörperleuchtenaufbau nach
Anspruch 14 , wobei die Festkörperleuchte an dem ersten Ende befestigt ist, und wobei das zweite Ende einen Lampensockel zur Verbindung mit einer elektrischen Fassung aufweist. - Festkörperleuchtenaufbau nach
Anspruch 17 , bei dem der Lampensockel wenigstens einer aus einem E10, E11, E14, E27 und E40 Sockel, BA15S und BA15D Bajonettsockel und G4 und GY6.35 Stiftsockel ist. - Festkörperleuchtenaufbau nach
Anspruch 14 , bei dem jede Lamelle der wenigstens einen Lamelle sich im Wesentlichen radial von dem Kühlkörper erstreckt. - Festkörperleuchtenaufbau nach
Anspruch 14 , bei dem jede Lamelle der wenigstens einen Lamelle sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung von dem Kühlkörper erstreckt.
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