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WO2024200354A1 - Elektrische kontaktierung in einem kühlbaren widerstand - Google Patents

Elektrische kontaktierung in einem kühlbaren widerstand Download PDF

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Publication number
WO2024200354A1
WO2024200354A1 PCT/EP2024/057955 EP2024057955W WO2024200354A1 WO 2024200354 A1 WO2024200354 A1 WO 2024200354A1 EP 2024057955 W EP2024057955 W EP 2024057955W WO 2024200354 A1 WO2024200354 A1 WO 2024200354A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coolable
resistor
plate
sealing element
plates
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/057955
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan HAAK
Original Assignee
Heine Resistors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heine Resistors Gmbh filed Critical Heine Resistors Gmbh
Publication of WO2024200354A1 publication Critical patent/WO2024200354A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/01—Mounting; Supporting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
    • H01C1/084—Cooling, heating or ventilating arrangements using self-cooling, e.g. fins, heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C3/00—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
    • H01C3/10—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids the resistive element having zig-zag or sinusoidal configuration
    • H01C3/12—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids the resistive element having zig-zag or sinusoidal configuration lying in one plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/022—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the housing or enclosure being openable or separable from the resistive element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors

Definitions

  • the present application relates to a coolable resistor which is constructed from coolable resistor units which are connected to one another.
  • such a resistor is used as a braking resistor.
  • braking resistors In the area of drive technology, especially in commercial vehicles, excess braking energy can be converted in braking resistors.
  • Kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy, for example, by a generator brake (in the case of drive engines in recuperation mode), and if this energy cannot be used in any other way (for example, stored in a battery), it is converted in a liquid-cooled braking resistor.
  • the resistor acts as a consumer, so to speak, which converts electrical energy into heat, whereby the heat must then be dissipated accordingly in order to prevent the braking resistor from overheating.
  • Document DE 10 2021 202 037.4 discloses a liquid-cooled braking resistor, which is constructed from several shaped sheets.
  • the shaped sheets have a first side and a second side, and two shaped sheets are connected to one another at the edges by beads, for example by welding.
  • an electrically conductive device On the first side, an electrically conductive device is provided which is embedded in an insulating layer, whereby the electrically conductive device generates the heat - on the other, second, side, the heat is then dissipated, since a flow path is defined here through which a coolant can flow.
  • the electrically conductive layer can be applied using a screen printing process. It is important that there are surfaces that can be printed on evenly. Furthermore, the use of protruding beads does not allow for a very compact design, so that when several shaped sheets are stacked on top of each other, considerable space is required.
  • a sealing element according to the invention has: at least one sealing section and at least one spring contact and at least one electrical connection.
  • the at least one spring contact is electrically connected to the at least one electrical connection, but both elements are located on two opposite sides of the at least one sealing section.
  • the at least one spring contact and the at least one electrical connection can be integrally formed from metal and inserted through the sealing section or injected into the sealing element during manufacture (for example in an injection molding process).
  • the area in which the at least one spring element is located is therefore spatially separated and sealed from the area in which the at least one electrical connection is located.
  • the spring contact is adapted to make electrically conductive contact with an electrical contact surface of at least one object to be sealed.
  • This sealing element is suitable for stacking conductive elements, sealing them from one another at the same time, and still enabling a compact electrical connection to the electrically conductive elements.
  • a spring contact (functioning as a positive conductor) can be connected to an electrically conductive element (or formed integrally another spring contact (acting as a negative conductor) can be connected to another electrically conductive element (or be integrally formed).
  • a coolable resistor has: at least one sealing element as described above, and at least two coolable resistor units, each of which has at least one region through which liquid can flow and at least one electrical conductor with two electrical contact surfaces, wherein the sealing element is arranged between the two coolable resistor units and the at least one spring contact of the sealing element touches two electrical contact surfaces of the respectively adjacent coolable resistor units.
  • An electrical conductor runs along both coolable resistance units (accessible from the outside). This has two connections (a positive pole and a negative pole). A spring contact is then suitable for contacting the respective positive pole and the respective negative pole of the two coolable resistance units separated by the sealing element and thus electrically connecting both coolable resistance units separated from each other by the sealing element. These can be supplied with power via the electrical connection.
  • the electrical insulation of the connection can be achieved by shaping the seal, whereby the shaping must be carried out in accordance with the insulation coordination.
  • the sealing element has an outer section and at least one inner section.
  • a coolable resistance unit has a groove on the side facing the sealing element, in which the outer section of the sealing element can be accommodated. In this way, both coolable resistance units can be separated from each other and also sealed, and the groove is also designed for It is provided that at least part of the sealing element can be securely pressed between two coolable resistance units, thus creating an optimal sealing effect.
  • a coolable resistance unit comprises two plates: One plate has a first side which is coated with an electrically insulating layer, and the electrical conductor is applied to the electrically insulating layer or embedded in it. Furthermore, each plate has a second side which has at least one flow deflection device. The respective second side of the two plates is arranged opposite one another, and the edges of the second sides of the two plates are tightly connected to one another, preferably by a weld seam. This forms the region through which liquid can flow.
  • Such an arrangement has the advantage that plates can be designed to be planar and can easily be printed with an electrical layer, for example using a screen printing process. This means that electrical conductors that are as thin as possible can be applied.
  • a thin, electrically insulating layer makes it easy to transfer heat to the other side of the plate, and the liquid then flows around or through the other side.
  • Such plates make it easy to create a modular structure, as only two plates need to be connected to one another to form a resistance unit. Because two resistance units are separated from one another by a sealing element, all resistance units do not need to be firmly connected to one another, but can be replaced if they are defective.
  • a first opening and a second opening are formed in each plate, more preferably at the opposite edges of the plate.
  • One of the openings functions as an inlet opening for liquid, the other opening functions as an outlet opening for liquid.
  • a flow path for liquid is formed, which is defined by the second sides of the two plates and the at least one flow deflection device.
  • the sealing element has two inner sections which are arranged around the first and the second opening. These two inner sections have a substantially circular shape and are arranged within the outer section.
  • the sealing element defines an optimal flow path for the coolant through the first and second openings without liquid being able to reach the electrical conductor located on the first side of the coolable resistance elements.
  • the seal also ensures that two electrical conductors of two coolable resistance elements lying opposite one another do not touch and thus no short circuits can occur.
  • the loose bearing contact between the resistance unit and the spring contact also allows for relative movement, which can absorb thermal expansion of the different materials.
  • the flow deflection devices preferably comprise elevations which protrude from the respective second side of the plates and are connected to one another within the area around which the liquid can flow, for example by laser welding.
  • the elevations are preferably hemispherical or cylindrical.
  • these elevations generate a higher degree of turbulence and, when flowing around them, the heat transfer is significantly improved. Furthermore, a stable unit can be formed, particularly by welding the elevations together, which simplifies the dissipation of the internal pressure forces and reduces the load on the insulation. remains within an acceptable range, and less deformation of the plates or the coolable resistance elements is the result.
  • the elevations also serve to transfer the load of the seal on the first side of the plate in order to prevent plastic deformation of the sheet metal structure. Furthermore, the deformation of the plate induced by the pressure of the coolant is minimized.
  • the elevations can achieve a heat transfer that is 15 Kelvin better than a linear structure.
  • the electrical conductor is provided between the elevations, preferably arranged in a meandering shape around the elevations.
  • the main extension direction of the electrical conductor on the first side of a plate is essentially orthogonal, preferably orthogonal to the flow direction of the liquid on the second side of the plate. This results in the coolant changing from zones with thermal load to zones without thermal load. This greatly minimizes the thermodynamically swept contact length and prevents local overheating.
  • a plate has a substantially hexagonal shape and is further preferably composed of a rectangle and two triangles.
  • the elevations are provided within the rectangle, and the two openings, which represent the inlet and outlet for the cooling liquid, are provided within the triangles.
  • a plurality of coolable resistance units and seals are stacked one on top of the other, and a seal is always arranged between two coolable resistance units.
  • An end plate is provided as the outer boundary of the entire coolable resistor, with all plate pairs and the connection plates being connected to one another with a fixing element.
  • This fixing element is preferably a screw.
  • This fixing element allows all coolable resistor units and all seals to be pressed together, so that a compact and, above all, leak-proof design is achieved. At the same time, however, the fixing element can be removed again if, for example, a pair of plates (a coolable resistor unit) needs to be replaced, for example if there is a defect or a leak.
  • the coolable resistor preferably has at least one inlet and one outlet, each of which is provided in a cover plate. A hydraulic connection is also preferably present here.
  • All openings are then arranged one below the other and form a first collection area, and all second openings are also arranged one below the other and form a second collection area.
  • the inlet and the outlet are either connected to the first collection area (or a section thereof) or the second collection area (or a section thereof), or are divided between both collection areas - the first collection area is therefore connected to the inlet and the second collection area to the outlet, or vice versa.
  • the collection areas can be divided into several sections by closed plates.
  • At least one of the first openings and the second opening of a coolable resistance unit is closed, but a flow path is still present so that liquid can flow from the inlet to the outlet.
  • the closed first and second openings serve to connect some of the existing coolable resistance units in parallel and another part in series, thus directing the cooling fluid accordingly. Both collection areas can thus be divided. This makes it possible to connect a certain number of coolable resistance units in parallel or in series, depending on the requirements in the individual case.
  • the variable arrangement of the connection can also be used to gradually increase the flow velocity (by reducing the number of plates in the parallel-connected segments), which serves to improve heat transfer and compensate for the preheating of the coolant.
  • connection of the coolable resistance elements is deliberately designed for parallel connection in order to:
  • the plates that are fluidically aligned with the inlet are subjected to greater load (due to the lower temperature of the coolant, which causes a lower temperature of the conductor, which in turn a lower resistance value).
  • the relatively lower resistance value at the inlet compared to the outlet leads to a higher current flow, which is included in the power calculation with I 2.
  • the last coolable resistance element on the flow side is subjected to lower power
  • Fig. 1 shows a first side of a plate for a coolable resistance element according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows a second side of a plate for a coolable resistance element according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 shows a seal adapted to be arranged between two pairs of plates.
  • Fig. 4 shows a pair of plates (coolable resistance element).
  • Fig. 5 shows a seal between the two plate pairs in cross-sectional view.
  • Fig. 6 shows a seal between the two pairs of plates in cross-sectional view, showing in particular the spring contact of the conductors.
  • Fig. 7 shows an isometric view of two pairs of plates between which a seal is arranged.
  • Fig. 8 shows a cross-sectional view through a coolable resistor according to the invention.
  • Fig. 9 shows an external view of a coolable resistor.
  • Fig. 10 shows a second side of a plate for a coolable resistance element according to a second embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows the first side 19e of a plate 19.
  • This plate 19 generally has a hexagonal shape (essentially consisting of two triangles and a rectangle), with an elongated part and a shorter part.
  • a first opening 25a and a second opening 25b are provided at both ends of the elongated part. These are at least partially surrounded by a plurality of second elevations 16, which, however, extend towards the second side 19z (not shown here) - i.e. the rear side.
  • the second elevations 16 therefore have the shape of embossed depressions.
  • a groove 23 is provided on the edge of the plate 19, in which a seal (not shown here) can be arranged.
  • first elevations 15 are arranged distributed over the surface (in particular the rectangular, elongated part) of the first side 19e, which also extend towards the second side 19z (not shown here) of the plate 19.
  • the first elevations 15 therefore also have the shape of depressions.
  • An electrical conductor 17 extends between the first elevations 15. This is arranged on an electrically insulating layer 18 that was previously applied to the first side 19e of the plate 19 - and is printed on, for example, by a screen printing process.
  • the electrical conductor 17 also has two electrical contact surfaces 13 on the first surface 19e.
  • the electrical conductor 17 is arranged in a meandering shape around the first elevations 15. The electrical conductor 17 thus has the largest possible surface area.
  • Arrows 21 also indicate the flow direction of a fluid that serves for cooling, but which flows on the second side 19z (not shown here) of the plate 19.
  • the flow direction of the fluid is orthogonal to the main direction of the electrical conductor 17 (the direction in which the electrical conductor 17 mainly extends).
  • receiving sections 26 are provided, here in the form of semicircular recesses - these serve to clamp several plates 19 by means of a fixing element 7 (not shown here), for example a screw. This means that the coolant can move from zones with thermal stress to zones without thermal stress. This greatly minimizes the thermodynamically swept contact length and prevents overheating.
  • Fig. 2 shows a second side 19z of the plate 19 - i.e. the back side of the first side 19e (not shown here) - this is the side that the coolant flows onto.
  • the first opening 25a and the second opening 25b can be seen again, and first elevations 15 and second elevations 16 can also be seen here.
  • a connecting area 27 is provided on the edge of the plate, where two plates 19 can be welded together (with opposite second sides 19z).
  • the first elevations 15 are distributed over the cross-section of the plate, and several second elevations 16 are distributed around the first opening 25a and the second opening 25b.
  • the first elevations 15 and the second elevations 16 are each point-shaped or hemispherical.
  • the receiving sections 26 can also be seen here in Fig. 2.
  • a sealing element C essentially follows the hexagonal cross-section of a plate 19 (not shown).
  • the sealing element C consists of an outer section C1, which essentially follows the hexagonal shape of the plate, and two inner sections C2, which extend inwards from the outer corners of the hexagon and have a round shape.
  • the outer section C1 is intended to seal the outer edge between two plates 19 (not shown here), the inner sections C2 are intended to seal a first opening 25a and a second opening 25b (not shown here) respectively.
  • Spring contacts 12 are arranged inwards on one long side of the sealing element C, these spring contacts extend upwards and downwards, and are therefore suitable for contacting two electrical contact surfaces 13 (not shown here), which are arranged above and below the sealing element C.
  • An electrical connection 11 is provided on the other side of the spring contact 12. The combination of electrical connection 11 and spring contact 12 can be injected into the sealing element C, but can also simply be pushed through it.
  • Fig. 4 shows a cross-section along the line A' from Fig. 1, here the inner region 20 is shown when two plates 19 are arranged next to one another (two first sides 19e are opposite one another here). This creates a region 20 through which liquid can flow. Furthermore, welding contact points 14 are shown here, i.e. the first elevations 15 (not shown here) of two second surfaces 19z of the plates 19 are welded together here. In order to prevent one-sided bending due to printing, the two plates 19 are first welded together and then alternately printed with the electrical conductor 17 (not shown in Fig. 4). The alternating pressure equalizes the tensions and the plates 19 remain flat.
  • Fig. 5 mainly shows the sealing element C, here it is shown that an outer section C1 of the sealing element C is in engagement with the groove 23 shown in Fig. 1 on the first side 19e of the plate 19. Furthermore, the sealing area 22 is shown here, which in particular seals a first collection area 9a or second collection area 9b through which coolant (for example liquid) flows. This is essentially sealed by the inner section C2 of the sealing element C.
  • the reference symbol F indicates the forces acting on the sealing element C.
  • Fig. 6 shows two plate pairs B (consisting of two plates 19), between which a sealing element C is arranged. It is again evident that forces F act on the plate pairs B.
  • spring contacts 12 are shown for electrically contacting the electrical contact surfaces 13 of the plate pairs B, and an electrical connection 11 is also provided here, which is electrically connected to the spring contacts 12.
  • welding contact points 14 are shown here, i.e. the first elevations 15 (not shown here) of two second surfaces 19z of the plates 19 are welded together.
  • Fig. 7 shows an isometric view of two pairs of plates B, between which a seal C is located.
  • the electrical connections 11 are also shown here, which are connected to the spring contacts 12 (only partially shown here).
  • a sealing element C is arranged between two pairs of plates B - in a stacked arrangement.
  • the first side 19e of a plate can be seen at the top - with a meandering electrical conductor 17 and electrical contact surface 13.
  • the first opening 25 and the second opening 25b are also visible.
  • Fig. 8 shows a resistance device A (a liquid-cooled resistor). This contains several coolable resistance elements B (not all labeled in detail here). A pair of plates is therefore a coolable resistance element, as it is the smallest unit of a coolable resistor.
  • a closure plate 6 is provided at the top and bottom.
  • An inlet 5 is provided at the top of the upper closure plate 6, and an outlet 5' is provided at the lower closure plate 6. It is also shown that a hydraulic connection 8 is present in the inlet 5 and the outlet 5', this is provided in the quick-connect system.
  • closed plates 10 are provided at regular intervals at openings on the left side, as well as on the right side.
  • a first collection area 9a is provided on the left (this is divided into three sections 9a', 9a" and 9a'" by closed plates 10).
  • first section 9a' When coolant enters the first section 9a' through the inlet 5, several coolable resistance elements B are flowed through in parallel.
  • a collection area 9b (divided into sections 9b', 9b") is provided.
  • a closed plate 10 is provided for subdivision. The coolant then reaches section 9b' of the second collection area 9b.
  • a certain number of coolable resistance elements B can again be flowed through in parallel until the first collection area 9a (now section 9a") is reached again.
  • a closed plate 10 is provided so that the fluid is again deflected to the right (until it reaches section 9b" of the second collection area 9b) - from there it is diverted to the left again until it reaches the section 9a'" of the first collection area 9a, so that it can flow out through the outlet 5'.
  • closed plates 10 any number of parallel or almost parallel flowing plate pairs B can be provided so that the resistance device A can be variably adjusted to specific cooling capacities.
  • Fig. 9 shows an isometric view of a resistance device A.
  • a connection box 4 is provided, on which dampers 2 for mounting and connection cables 1 are provided.
  • hydraulic connections 8 are shown.
  • Fig. 10 shows a second side 19z of the plate 19 according to a second embodiment.
  • beads 24 and not first elevations 15 as in Fig. 2 are arranged, which are arranged parallel. In this way, flow channels can be formed so that liquid can flow from the first opening 25a to the second opening 25b.
  • Second elevations 16 in the area of the first opening 25a and second opening 25b are also provided here.
  • receiving sections 26 are again provided, here in the form of semicircular recesses - these serve to clamp several plates 19 using a fixing element 7 (not shown here), for example a screw.
  • the present invention is not limited to the above embodiments.
  • the geometry of the plates 19 can be arbitrary, it does not have to be hexagonal. Furthermore, flow channels can be realized in different ways, and connections or openings are not necessarily required on two opposite sides of the hexagon.
  • connection cable (with EMC shield)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Dichtelement (C), insbesondere für einen kühlbaren Widerstand (W). Ein erfindungsgemäßes Dichtelement (C) weist auf: mindestens einen Dichtabschnitt (C1, C2), sowie mindestens einen Federkontakt (12) und mindestens einen elektrischen Anschluss (11), wobei der mindestens eine Federkontakt (12) mit dem mindestens einen elektrische Anschluss (11) elektrisch leitend verbunden sind, sich aber auf zwei gegenüberliegenden Seiten des mindestens einen Dichtabschnitts (C1, C2) befinden, wobei der mindestens eine Federkontakt (12) dazu angepasst ist, eine elektrische Kontaktfläche (13) mindestens eines abzudichtenden Objekts zu kontaktieren. Ein kühlbarer Widerstand (W) weist ferner auf: mindestens zwei kühlbare Widerstandseinheiten (B, B'), welche jeweils mindestens einen flüssigkeitsdurchströmbaren Bereich (20) sowie mindestens einen elektrischen Leiter (17) mit jeweiligen zwei elektrischen Kontaktflächen (13) aufweisen, wobei ein Dichtelement (C) zwischen zwei kühlbaren Widerstandseinheiten (B, B') angeordnet ist und der mindestens eine Federkontakt (12) des Dichtelements (C) je zwei elektrischen Kontaktflächen (13) der jeweiligen benachbarten kühlbaren Widerstandseinheiten (B) berührt. Eine kompakte Bauweise und eine einfache Herstellung werden so ermöglicht.

Description

Elektrische Kontaktierung in einem kühlbaren Widerstand
Beschreibung
Die vorliegende Anmeldung betrifft einen kühlbaren Widerstand, welcher aus kühlbaren Widerstandseinheiten aufgebaut ist, welche miteinander verbunden werden.
Insbesondere kommt ein solcher Widerstand zum Einsatz als Bremswiderstand.
Im Bereich der Antriebstechnik, insbesondere bei Nutzfahrzeugen, kann überschüssige Bremsenergie in Bremswiderständen umgesetzt werden. Kinetische Energie des Fahrzeugs wird beispielsweise von einer generatorischen Bremse (bei Antriebsmaschinen im Rekuperationsmodus) in elektrische Energie umgewandelt, und falls diese Energie nicht anderweitig verwendet werden kann (beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden kann), in einem flüssigkeitsgekühlten Bremswiderstand umgesetzt. Der Widerstand agiert sozusagen als Verbraucher, welcher elektrische Energie in Wärme umwandelt, wobei die Wärme dann entsprechend dissipiert werden muss, um eine Überhitzung des Bremswiderstands zu vermeiden.
Im Dokument DE 10 2021 202 037.4 ist ein flüssigkeitsgekühlter Bremswiderstand offenbart, wobei dieser aus mehreren Formblechen aufgebaut ist. Die Formbleche weisen eine erste Seite und eine zweite Seite auf, und zwei Formbleche sind an den Rändern durch Sicken miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen.
Auf der ersten Seite ist jeweils eine elektrisch leitfähige Vorrichtung vorgesehen, welche in einer Isolierschicht eingebettet ist, wobei die elektrisch leitfähige Vorrichtung die Wärme erzeugt - auf der anderen, zweiten, Seite wird die Wärme dann abgeführt, da hier ein Strömungsweg definiert ist, durch welchen ein Kühlmittel strömen kann.
Die Verbindung zweier Formbleche durch Sicken kann problematisch sein, insbesondere dann, wenn die Sicken in eine Richtung abstehen. Die elektrisch leitfähige Schicht kann durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Hierbei ist es wichtig, dass Flächen vorhanden sind, die gleichmäßig bedruckt werden können. Ferner erlaubt das Verwenden von abstehenden Sicken keine sehr kompakte Bauform, so dass, wenn mehrere Formbleche übereinander gestapelt werden, erheblicher Platzbedarf entsteht.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen kühlbaren Widerstand bereitzustellen, bei welchem ein einfaches Aufbringen des elektrischen Leiters möglich ist und bei welchem der Platzbedarf weitestgehend reduziert werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst von einem Dichtelement gemäß Anspruch 1 sowie einem kühlbaren Widerstand gemäß Anspruch 2. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Dichtelement weist auf: mindestens einen Dichtabschnitt sowie mindestens einen Federkontakt und mindestens einen elektrischen Anschluss, Der mindestens eine Federkontakt ist mit dem mindestens einen elektrischen Anschluss elektrisch leitend verbunden sind, beide Elemente befinden sich aber auf zwei gegenüberliegenden Seiten des mindestens einen Dichtabschnitts befinden.
Der mindestens eine Federkontakt und der mindestens eine elektrische Anschluss können integral aus Metall ausgebildet sein, und durch den Dichtabschnitt hindurchgesteckt sein oder während der Herstellung des Dichtelements in dieses eingespritzt sein (beispielsweise in einem Spritzgussverfahren). Der Bereich, in welchem sich das mindestens eine Federelement befindet, ist also räumlich getrennt und abgedichtet gegenüber dem Bereich, so sich der mindestens eine elektrische Anschluss befindet.
Der Federkontakt ist dazu angepasst, eine elektrische Kontaktfläche mindestens eines abzudichtenden Objektes elektrisch leitend zu kontaktieren. Dieses Dichtelement ist geeignet, leitfähige Elemente stapeln zu können, sie gleichzeitig voneinander abzudichten, und trotz allem eine kompakte elektrische Verbindung zu den elektrisch leitenden Elementen zu ermöglichen. Ein Federkontakt (fungierend als Plus-Leiter) kann mit einem elektrisch leitenden Element verbunden sein (bzw. integral ausgebildet sein), ein weiterer Federkontakt (fungierend als Minus-Leiter) kann mit einem weiteren elektrisch leitenden Element verbunden sein (bzw. integral ausgebildet sein).
Ein kühlbarer Widerstand weist auf: mindestens ein Dichtelement wie oben beschrieben, sowie mindestens zwei kühlbare Widerstandseinheiten, welche jeweils mindestens einen flüssigkeitsdurchströmbaren Bereich sowie mindestens einen elektrischen Leiter mit jeweiligen zwei elektrischen Kontaktflächen aufweisen, wobei das Dichtelement zwischen den zwei kühlbaren Widerstandseinheiten angeordnet ist und der mindestens eine Federkontakt des Dichtelements je zwei elektrische Kontaktflächen der jeweils benachbarten kühlbaren Widerstandeinheiten berührt.
Auf beiden kühlbaren Widerstandseinheiten verläuft also (von außen zugänglich) ein elektrischer Leiter. Dieser hat jeweils zwei Anschlüsse (einen Pluspol und einen Minuspol). Ein Federkontakt ist nun dazu geeignet, den jeweiligen Pluspol und den jeweiligen Minuspol der jeweiligen beiden durch das Dichtelement getrennten kühlbaren Widerstandseinheiten zu kontaktieren und somit beide durch das Dichtelement voneinander getrennte kühlbare Widerstandseinheiten elektrisch anzuschließen. Durch den elektrischen Anschluss können diese entsprechend mit Strom versorgt werden.
Hierdurch wird eine möglichst kompakte Bauweise ermöglicht, da keine Kontaktierung von Widerstandseinheiten von außen erfolgen muss, da diese Kontaktierung eben platzsparend innerhalb der Dichtung, welche beide kühlbare Widerstandseinheiten voneinander abdichtet, integriert ist.
Weiterhin kann die elektrische Isolation des Anschlusses über Ausformungen der Dichtung realisiert werden, wobei die Ausformung gemäß der Isolationskoordination ausgeführt sein muss.
Vorzugsweise weist das Dichtelement einen äußeren Abschnitt sowie mindestens einen inneren Abschnitt auf. Eine kühlbare Widerstandseinheit weist auf der dem Dichtelement zugewendeten Seite eine Nut auf, in welcher der äußere Abschnitt des Dichtelements aufnehmbar ist. So können beide kühlbaren Widerstandseinheiten voneinander getrennt und auch abgedichtet werden, und die Nut ist auch dafür vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Dichtelements sicher zwischen zwei kühlbaren Widerstandseinheiten verpresst werden kann und somit eine optimale Dichtwirkung erzeugt wird.
Vorzugsweise umfasst eine kühlbare Widerstandseinheit zwei Platten: Eine Platte weist eine erste Seite auf, welche mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet ist, und auf der elektrisch isolierenden Schicht ist der elektrische Leiter aufgebracht oder in dieser eingebettet. Ferner weist jede Platte eine zweite Seite auf, welche mindestens eine Strömungsumlenkvorrichtung aufweist. Die jeweilige zweite Seite der zwei Platten ist jeweils gegenüberliegend zueinander angeordnet, und die Ränder der zweiten Seiten der zwei Platten sind dicht miteinander verbunden, vorzugsweise durch eine Schweißnaht. Dadurch wird der flüssigkeitsdurchströmbare Bereich ausgebildet.
Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass Platten planar ausgestaltet werden können und mit einer elektrischen Schicht leicht bedruckt werden können, beispielsweise durch ein Siebdruckverfahren. Somit sind möglichst dünne elektrische Leiter aufbringbar.
Durch eine dünne elektrisch isolierende Schicht ist der Wärmeübergang auf die andere Seite der Platte leicht möglich, die andere Seite wird dann flüssigkeitsumströmt bzw. durchströmt. Durch solche Platten ist ein einfach zu realisierender modularer Aufbau möglich, da nur zwei Platten miteinander verbunden werden müssen, und somit eine Widerstandseinheit ausbilden. Dadurch, dass zwei Widerstandseinheiten durch ein Dichtelement voneinander getrennt werden, müssen alle Widerstandseinheiten nicht fest miteinander verbunden werden, sondern können evtl, ausgetauscht werden, falls sie defekt sind.
Vorzugsweise ist in jeder Platte eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung ausgebildet, weiter vorzugsweise an den gegenüberliegenden Rändern der Platte. Eine der Öffnungen fungiert als Einlassöffnung für Flüssigkeit, die andere Öffnung fungiert als Auslassöffnung für Flüssigkeit. Zwischen den Öffnungen ist ein Strömungsweg für Flüssigkeit ausgebildet, welcher durch die zweiten Seiten der zwei Platten sowie die mindestens eine Strömungsumlenkvorrichtung definiert ist. Auch so ist ein leichter modularer Aufbau möglich, da alle Platten und alle kühlbaren Widerstandseinheiten gleich aufgebaut sind. Somit ist auch ein einfacher Austausch und eine flexible Übereinanderstapelung der kühlbaren Widerstandseinheiten möglich.
Vorzugsweise weist das Dichtelement zwei innere Abschnitte auf, welche um die erste und die zweite Öffnung angeordnet sind. Diese beiden inneren Abschnitte haben im Wesentlichen eine Kreisform und sind innerhalb des äußeren Abschnitts angeordnet.
Wenn also zwei kühlbare Widerstandselemente mit einem dazwischen liegenden Dichtelement übereinander angeordnet sind, wird so durch das Dichtelement ein optimaler Strömungsweg für die Kühlflüssigkeit durch die ersten und zweiten Öffnungen definiert, ohne dass Flüssigkeit an den elektrischen Leiter, der sich auf der ersten Seite der kühlbaren Widerstandselemente befindet, gelangen könnte. Ferner sorgt die Dichtung dafür, dass zwei elektrische Leiter zweier sich gegenüber liegender kühlbaren Widerstandselemente nicht berühren und somit keine Kurzschlüsse entstehen können.
Durch das Aufeinanderpressen der Widerstandseinheiten und Dichtungen wird eine Vorspannung auf das Federkontaktelement erzeugt, welches den sicheren, unterbrechungsfreien Stromfluss gewährleistet.
Durch die Loslagerkontaktierung zwischen Widerstandseinheit und Federkontakt ist weiterhin ein Relativbewegung möglich, die Wärmedehnungen der unterschiedlichen Materialien aufnehmen kann.
Vorzugsweise umfassen die Strömungsumlenkvorrichtungen Erhebungen, welche von der jeweiligen zweiten Seite der Platten hervorstehen und innerhalb des flüssigkeitsumströmbaren Bereichs miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Laserschweißen. Die Erhebungen sind vorzugsweise halbkugelförmig oder zylindrisch aufgebaut.
Durch diese Erhebungen wird einerseits ein höherer Turbulenzgrad erzeugt, und bei Umströmung wird der Wärmeübergang deutlich verbessert. Ferner kann insbesondere durch das Zusammenschweißen der Erhebungen eine stabile Einheit gebildet werden, die Ableitung der inneren Druckkräfte wird somit vereinfacht, die Belastung der Isolation bleibt in einem zulässigen Bereich, und eine geringere Verformung der Platten bzw. der kühlbaren Widerstandselemente ist die Folge. Die Erhebungen dienen weiterhin zum Lastabtrag der Dichtung auf der ersten Seite der Platte, um eine plastische Verformung der Blechstruktur zu verhindern. Weiterhin wird die Verformung der Platte, induziert durch den Druck des Kühlmittels, minimiert. Durch die Erhebungen kann ein um 15 Kelvin besserer Wärmeübergang gegenüber einer linearen Struktur erreicht werden.
Vorzugsweise ist der elektrische Leiter zwischen den Erhebungen vorgesehen, vorzugsweise mäanderförmig um die Erhebungen angeordnet. Weiter vorzugsweise ist die Haupterstreckungsrichtung des elektrischen Leiters auf der ersten Seite einer Platte im Wesentlichen orthogonal, vorzugsweise orthogonal zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit der zweiten Seite der Platte. Dies hat zur Folge, dass das Kältemittel von Zonen mit thermischer Belastung zu Zonen ohne thermische Belastung wechselt. Dadurch wird die thermodynamisch überstrichene Kontaktlänge stark minimiert und eine lokale Überhitzung verhindert.
Eine Platte hat eine im Wesentlichen hexagonale Form, und ist weiter vorzugsweise aus einem Rechteck und zwei Dreiecken zusammengesetzt. Innerhalb des Rechtecks sind die Erhebungen vorgesehen, innerhalb der Dreiecke sind die beiden Öffnungen vorgesehen, welche den Einlass und Auslass für die Kühlflüssigkeit darstellen.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von kühlbaren Widerstandseinheiten und Dichtungen übereinandergestapelt vorhanden, und eine Dichtung ist immer zwischen zwei kühlbaren Widerstandseinheiten angeordnet.
Als äußere Begrenzung des gesamten kühlbaren Widerstands ist jeweils eine Abschlussplatte vorgesehen, wobei alle Plattenpaare sowie die Anschlussplatten mit einem Fixierelement miteinander verbunden sind. Dieses Fixierelement ist vorzugsweise eine Schraube. Durch dieses Fixierelement können sämtliche kühlbaren Widerstandseinheiten und sämtliche Dichtungen aufeinander gepresst werden, so dass eine kompakte und vor allem dichte Bauweise vorhanden ist. Gleichzeitig kann das Fixierelement jedoch wieder gelöst werden, wenn beispielsweise ein Plattenpaar (eine kühlbare Widerstandseinheit) ausgetauscht werden muss, wenn beispielsweise ein Defekt oder ein Leck vorhanden ist. Der kühlbare Widerstand weist vorzugsweise mindestens einen Einlass sowie einen Auslass auf, welche jeweils in einer Abschlussplatte vorgesehen sind. Weiter vorzugsweise ist hier ein hydraulischer Anschluss vorhanden. Alle Öffnungen sind dann untereinander angeordnet und bilden einen ersten Sammelbereich, und alle zweiten Öffnungen sind ebenfalls untereinander angeordnet und bilden einen zweiten Sammelbereich. Der Einlass und der Auslass sind entweder mit dem ersten Sammelbereich (oder einem Abschnitt hiervon) oder dem zweiten Sammelbereich (oder einem Abschnitt hiervon) verbunden, oder sind auf beide Sammelbereiche aufgeteilt - der erste Sammelbereich ist also mit dem Einlass verbunden und der zweite Sammelbereich mit dem Auslass, oder umgekehrt. Die Sammelbereiche können durch geschlossene Platten in mehrere Abschnitte unterteilt werden.
Weiter vorzugsweise ist mindestens eine der ersten Öffnungen und der zweiten Öffnung einer kühlbaren Widerstandseinheit verschlossen, wobei aber trotzdem ein Strömungspfad vorhanden ist, so dass Flüssigkeit vom Einlass zum Auslass strömen kann. Die verschlossenen ersten bzw. zweiten Öffnungen dienen dazu, einen Teil der vorhandenen kühlbaren Widerstandseinheiten parallel, einen anderen Teil in Reihe zu schalten und das Kühlfluid so entsprechend zu leiten. Beide Sammelbereiche können somit unterteilt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass je nach Anforderung im Einzelfall eine gewisse Anzahl an kühlbaren Widerstandseinheiten parallel oder seriell verschaltet werden kann. Vielmehr kann mit der variablen Anordnung der Verschaltung auch eine sukzessive Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit (durch Reduzierung der Plattenanzahl in den parallel verschalteten Segmenten) erzielt werden, was dazu dient, den Wärmeübergang zu verbessern und die Vorerwärmung des Kühlmittels zu kompensieren.
Die Verschaltung der kühlbaren Widerstandselemente ist bewusst auf eine Parallelverschaltung ausgerichtet, um:
- Die Einzelströme an den Federkontakten zu minimieren
- Die spezifische Belastung je Platte in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur zu bringen. Dabei werden die Platten, die strömungstechnisch dem Einlass zugerichtet sind, stärker belastet (durch die niedrigere Temperatur des Kühlmittels welches eine niedrige Temperatur des Leiters bewirkt, was wiederum einen geringeren Widerstandswert verursacht). Der relativ gesehen, geringere Widerstandswert am Einlass im Vergleich zum Auslass, führt zu einem höheren Stromfluss, der mit I2 in die Leistungsberechnung eingeht. Respektive wird das strömungsseitig letzte kühlbare Widerstandselement mit geringerer Leistung beaufschlagt
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erste Seite einer Platte für ein kühlbares Widerstandselement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine zweite Seite einer Platte für ein kühlbares Widerstandselement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Dichtung, welche dazu angepasst ist, zwischen zwei Plattenpaaren angeordnet zu sein.
Fig. 4 zeigt ein Plattenpaar (kühlbares Widerstandselement).
Fig. 5 zeigt eine Dichtung zwischen den zwei Plattenpaaren in Querschnittsansicht.
Fig. 6 zeigt eine Dichtung zwischen den zwei Plattenpaaren in Querschnittsansicht, wobei hier insbesondere die Federkontaktierung der Leiter gezeigt ist.
Fig. 7 zeigt eine isometrische Ansicht zweier Plattenpaare, zwischen welchen eine Dichtung angeordnet ist.
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen kühlbaren Widerstand.
Fig. 9 zeigt eine Außenansicht eines kühlbaren Widerstands. Fig. 10 zeigt eine zweite Seite einer Platte für ein kühlbares Widerstandselement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist die erste Seite 19e einer Platte 19 gezeigt. Diese Platte 19 hat im Allgemeinen eine hexagonale Form (im Wesentlichen bestehend aus zwei Dreiecken und einem Rechteck), mit einem länglichen Teil und einem kürzeren Teil. An beiden Enden des länglichen Teils sind jeweils eine erste Öffnung 25a und eine zweite Öffnung 25b vorgesehen. Diese werden zumindest teilweise von mehreren zweiten Erhebungen 16 umrundet, welche sich allerdings hin zur zweiten Seite 19z (hier nicht gezeigt) - also der Rückseite - erstrecken. Auf der ersten Seite 19e haben die zweiten Erhebungen 16 daher die Form von eingeprägten Vertiefungen. Am Rand der Platte 19 ist eine Nut 23 vorgesehen, in dieser kann eine Dichtung (hier nicht gezeigt) angeordnet werden. Ferner sind auf der Fläche (insbesondere dem rechteckigen, länglichen Teil) der ersten Seite 19e verteilt mehrere erste Erhebungen 15 angeordnet, welche sich ebenfalls hin zur zweiten Seite 19z (hier nicht gezeigt) der Platte 19 erstrecken. Auf der ersten Seite 19e haben die ersten Erhebungen 15 daher ebenfalls die Form von Vertiefungen. Ein elektrischer Leiter 17 erstreckt sich zwischen den ersten Erhebungen 15. Dieser ist auf einer elektrisch isolierenden Schicht 18 angeordnet, die vorab auf die erste Seite 19e der Platte 19 aufgebracht wurde - und ist beispielswiese durch ein Siebdruckverfahren aufgedruckt. Der elektrische Leiter 17 weist an der ersten Oberfläche 19e ferner zwei elektrische Kontaktflächen 13 auf. Der elektrische Leiter 17 ist mäanderförmig um die ersten Erhebungen 15 angeordnet. Der elektrische Leiter 17 hat so die größtmögliche Oberfläche. Durch Pfeile 21 angedeutet ist auch die Strömungsrichtung eines Fluids, was zur Kühlung dient, welches allerdings auf der zweiten Seite 19z (hier nicht dargestellt) der Platte 19 strömt. Hier ist deutlich zu sehen, dass die Strömungsrichtung des Fluids orthogonal zur Hauptrichtung des elektrischen Leiters 17 ist (die Richtung, in welcher sich der elektrische Leiter 17 hauptsächlich erstreckt). An beiden äußersten Punkten (der Spitze der Dreiecke des Hexagons) sind Aufnahmeabschnitte 26 vorgesehen, hier in Form von halbkreisförmigen Ausnehmungen - diese dienen der Verspannung mehrere Platten 19 durch ein Fixierelement 7 (hier nicht gezeigt), beispielswiese eine Schraube. Dies hat zur Folge, dass das Kühlmittel von Zonen mit thermischer Belastung zu Zonen ohne thermische Belastung wechseln kann. Dadurch wird die thermodynamisch überstrichene Kontaktlänge stark minimiert und eine Überhitzung verhindert.
Fig. 2 zeigt eine zweite Seite 19z der Platte 19 - also die Rückseite der ersten Seite 19e (hier nicht gezeigt) - dies ist die Seite, welche vom Kühlmittel angeströmt wird. Die erste Öffnung 25a und die zweite Öffnung 25b sind wieder zu sehen, ferner sind hier erste Erhebungen 15 zweite Erhebungen 16 zu sehen.
Am Rand der Platte ist hier ein Verbindungsbereich 27 vorgesehen, an welchem zwei Platten 19 miteinander verschweißt werden können (mit sich gegenüberliegenden zweiten Seiten 19z). Über den Querschnitt der Platte verteilen sich die ersten Erhebungen 15, und rund um die erste Öffnung 25a und die zweite Öffnung 25b mehrere zweite Erhebungen 16. Erste Erhebungen 15 und zweite Erhebungen 16 sind jeweils punktförmig oder halbkugelförmig ausgebildet. Die Aufnahmeabschnitte 26 sind auch hier in Fig. 2 zu sehen.
In Fig. 3 ist gezeigt, dass ein Dichtelement C im Wesentlichen dem hexagonalen Querschnitt einer Platte 19 (nicht gezeigt) folgt. Das Dichtelement C besteht aus einem äußeren Abschnitt C1 , welcher im Wesentlichen der hexagonalen Form der Platte folgt, sowie zwei inneren Abschnitten C2, welche sich von den äußeren Ecken des Sechsecks nach innen erstrecken und eine runde Form aufweisen. Der äußere Abschnitt C1 ist dazu vorgesehen, den äußeren Rand zwischen zwei Platten 19 (hier nicht gezeigt) abzudichten, die inneren Abschnitte C2 sind dazu vorgesehen, eine erste Öffnung 25a bzw. eine zweite Öffnung 25b (hier nicht gezeigt) abzudichten. An einer langen Seite des Dichtelements C sind Federkontakte 12 nach innen angeordnet, diese Federkontakte erstrecken sich nach oben und unten, sind also dazu geeignet, zwei elektrische Kontaktflächen 13 (hier nicht gezeigt), welche oberhalb und unterhalb des Dichtelements C angeordnet sind, zu kontaktieren. Auf der anderen Seite des Federkontakts 12 ist ein elektrischer Anschluss 11 vorgesehen. Die Kombination aus elektrischem Anschluss 11 und Federkontakt 12 kann in das Dichtelement C eingespritzt sein, kann aber auch nur durch dieses durchgesteckt sein.
Ferner ist im Bereich der beiden inneren Abschnitte C2 ein vorstehender Abschnitt C3 vorhanden - dieser dient dazu, dass dieser Bereich besonders fest gepresst und elastisch verformt werden kann, was zu einer besseren Abdichtung im Bereich der ersten und zweiten Öffnungen 25a bzw. 25b (hier nicht gezeigt) führt, welche Flüssigkeit entsprechend führen.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A' aus Fig. 1 , hier ist der Innenbereich 20 gezeigt, wenn zwei Platten 19 aneinander angeordnet sind (zwei erste Seiten 19e liegen sich hier gegenüber). Dadurch entsteht ein flüssigkeitsdurchströmbarer Bereich 20. Ferner sind hier Schweißkontaktstellen 14 dargestellt, hier sind also die ersten Erhebungen 15 (hier nicht gezeigt) zweier zweiter Oberflächen 19z der Platten 19 aneinander geschweißt. Um die einseitige Biegung durch das Drucken zu verhindern, werden zuerst die zwei Platten 19 miteinander verschweißt und anschließend wechselseitig mit dem elektrischen Leiter 17 (in Fig. 4 nicht gezeigt) bedruckt. Durch den wechselseitigen Druck gleichen sich die Spannungen aus und die Platten 19 bleiben eben.
Fig. 5 zeigt hauptsächlich das Dichtelement C, hier ist gezeigt, dass ein äußerer Abschnitt C1 des Dichtelements C mit der in Fig. 1 gezeigten Nut 23 auf der ersten Seite 19e der Platte 19 in Eingriff steht. Ferner ist hier der Dichtbereich 22 gezeigt, welcher insbesondere einen ersten Sammelbereich 9a oder zweiten Sammelbereich 9b, welcher von Kühlmittel (beispielsweise flüssig) durchströmt wird, entsprechend abdichtet. Dieser wird im Wesentlichen durch den inneren Abschnitt C2 des Dichtelements C abgedichtet. Mit dem Bezugszeichen F sind die auf das Dichtelement C wirkenden Kräfte angedeutet.
Fig. 6 zeigt zwei Plattenpaare B (bestehend aus zwei Platten 19), zwischen diesen ist ein Dichtelement C angeordnet. Es ist wiederum ersichtlich, dass Kräfte F auf die Plattenpaare B wirken. Im Dichtelement C sind Federkontakte 12 zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Kontaktflächen 13 der Plattenpaare B gezeigt, ferner ist hier ein elektrischer Anschluss 11 vorgesehen, welcher mit den Federkontakten 12 elektrisch verbunden ist. Ferner sind hier Schweißkontaktstellen 14 dargestellt, hier sind also die ersten Erhebungen 15 (hier nicht gezeigt) zweier zweiter Oberflächen 19z der Platten 19 aneinander geschweißt. Durch das Aneinanderpressen zweier Plattenpaare B und einer Dichtung C wird hier eine dichte Verbindung entsprechend hergestellt, so dass entlang der zweiten Oberflächen 19z (hier nicht gezeigt) im Bereich des elektrischen Leiters 17 (hier nicht gezeigt) keine Flüssigkeit fließen kann.
Fig. 7 zeigt eine isometrische Ansicht zweier Plattenpaare B, zwischen welchen sich eine Dichtung C befindet. Ferner sind hier die elektrischen Anschlüsse 11 gezeigt, welche mit den Federkontakten 12 (hier nur teilweise dargestellt) verbunden sind. Zwischen zwei Plattenpaaren B ist ein Dichtelement C angeordnet - in gestapelter Anordnung. Oben ist die erste Seite 19e einer Platte ersichtlich- mit mäanderförmigem elektrischen Leiter 17 und elektrischer Kontaktfläche 13. Auch die erste Öffnung 25 und die zweite Öffnung 25b sind ersichtlich.
Fig. 8 zeigt ein Widerstandsgerät A (einen flüssigkeitsgekühlten Widerstand). Dieses enthält mehrere kühlbare Widerstandselemente B (hier nicht alle im Detail beschriftet). Ein Plattenpaar ist also ein kühlbares Widerstandselement, da es die kleinste Einheit eines kühlbaren Widerstandes ist. Jeweils oben und unten ist eine Abschlussplatte 6 vorgesehen. Oben an der oberen Abschlussplatte 6 ist ein Einlass 5 vorgesehen, an der unteren Abschlussplatte 6 ist ein Auslass 5' vorgesehen. Ferner ist gezeigt, dass im Einlass 5 sowie dem Auslass 5' jeweils ein Hydraulikanschluss 8 vorhanden ist, dieser ist im Quick-Connect-System vorgesehen. Ferner wird die Strömungsführung deutlich, denn in regelmäßigen Abständen sind an Öffnungen der linken Seite geschlossene Platten 10 vorhanden, ebenso auf der rechten Seite. Links ist ein erster Sammelbereich 9a vorgesehen (dieser ist durch geschlossene Platten 10 in drei Abschnitte 9a', 9a" und 9a'" unterteilt). Wenn Kühlmittel also durch den Einlass 5 in den ersten Abschnitt 9a' eintritt, werden hier mehrere kühlbare Widerstandselemente B parallel durchströmt. Im rechten Bereich ist ein Sammelbereich 9b (unterteilt in Abschnitte 9b', 9b") vorgesehen. Auch hier ist eine geschlossene Platte 10 zur Unterteilung vorgesehen. Das Kühlmittel erreicht dann den Abschnitt 9b' des zweiten Sammelbereichs 9b. Hier kann also wieder eine gewisse Anzahl an kühlbaren Widerstandselementen B parallel durchströmt werden, bis wieder der erste Sammelbereich 9a (jetzt der Abschnitt 9a") erreicht wird. Hier ist in einem gewissen Abstand wiederum eine geschlossene Platte 10 vorgesehen, so dass das Fluid wiederum nach rechts abgelenkt wird (bis es den Abschnitt 9b" des zweiten Sammelbereichs 9b) erreicht) - von dort wird es wieder nach links umgelenkt bis es den Abschnitt 9a'" des ersten Sammelbereichs 9a erreicht, so dass es durch den Auslass 5' ausströmen kann. Es können hier durch das Vorsehen von geschlossenen Platten 10 eine beliebige Anzahl an parallel oder nahezu parallel durchströmende Plattenpaare B vorgesehen werden, so dass das Widerstandsgerät A auf bestimmte Kühlleistungen variabel eingestellt werden kann.
Fig. 9 zeigt eine isometrische Ansicht eines Widerstandsgeräts A. Hier ist ferner noch gezeigt, dass ein Anschlusskasten 4 vorgesehen ist, an welchem Dämpfer 2 für die Montage, sowie Anschlusskabel 1 vorgesehen sind. Ferner sind Hydraulikanschlüsse 8 gezeigt.
Fig. 10 zeigt eine zweite Seite 19z der Platte 19 gemäß einer zweiten Ausführungsform In der Mitte des längeren Teils sind Sicken 24 (und keine ersten Erhebungen 15 wie in Fig. 2) angeordnet, welche parallel angeordnet sind. So können Strömungskanäle gebildet werden, so dass Flüssigkeit von der ersten Öffnung 25a zur zweiten Öffnung 25b strömen kann. Zweite Erhebungen 16 im Bereich der ersten Öffnung 25a und zweiten Öffnung 25b sind auch hier vorgesehen. An beiden äußersten Punkten (der Spitze der Dreiecke des Hexagons) sind wiederum Aufnahmeabschnitte 26 vorgesehen, hier in Form von halbkreisförmigen Ausnehmungen - diese dienen der Verspannung mehrere Platten 19 durch ein Fixierelement 7 (hier nicht gezeigt), beispielswiese eine Schraube.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt.
Die Geometrie der Platten 19 kann beliebig sein, sie muss nicht hexagonal sein. Ferner können Strömungskanäle auf verschiedene Arten und Weisen realisiert werden, es sind hier nicht unbedingt auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Hexagons Anschlüsse bzw. Öffnungen erforderlich. BEZUGSZEICHENLISTE
A Widerstandsgerät
B Plattenpaar / kühlbares Widerstandselement
C Dichtelement (mit Kontakten)
C1 äußerer Abschnitt
C2 innerer Abschnitt
C3 hervorstehender Abschnitt
F Anpresskraft
1 Anschlusskabel (mit EMV-Schirm)
2 Dämpfer
3 Berührungsschutz
4 Anschlusskasten
5 Einlass
5' Auslass
6 Abschlussplatte
7 Fixierelement / Schraube
8 Hydraulikanschluss (Quick-Connect)
9a erster Sammelbereich
9a', 9a", 9a'" Abschnitt
9b zweiter Sammelbereich
9b', 9b" Abschnitt
10 geschlossene Platte
11 elektrischer Anschluss
12 Federkontakt
13 elektrische Kontaktfläche
14 Schweißkontaktstelle
15 erste Erhebung
16 zweite Erhebung
17 elektrischer Leiter
18 elektrisch isolierende Schicht Einzelplatte e erste Seite der Einzelplatte z zweite Seite der Einzelplatte flüssigkeitsdurchströmbarer Bereich / Innenbereich
Strömungsrichtung
Dichtbereich
Nut (zur Indexierung der Dichtung)
Sicke a erste Öffnung b zweite Öffnung
Aufnahmeabschnitt
Verbindungsbereich

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Dichtelement (C), aufweisend: mindestens einen Dichtabschnitt (C1 , C2), sowie mindestens einen Federkontakt (12) und mindestens einen elektrischen Anschluss (11 ), wobei der mindestens eine Federkontakt (12) mit dem mindestens einen elektrische Anschluss (11 ) elektrisch leitend verbunden sind, sich aber auf zwei gegenüberliegenden Seiten des mindestens einen Dichtabschnitts (C1 , C2) befinden, wobei der mindestens eine Federkontakt (12) dazu angepasst ist, eine elektrische Kontaktfläche (13) mindestens eines abzudichtenden Objekts zu kontaktieren.
2. Kühlbarer Widerstand (W), aufweisend mindestens ein Dichtelement (C) gemäß Anspruch 1 , sowie mindestens zwei kühlbare Widerstandseinheiten (B, B'), welche jeweils mindestens einen flüssigkeitsdurchströmbaren Bereich (20) sowie mindestens einen elektrischen Leiter (17) mit jeweiligen zwei elektrischen Kontaktflächen (13) aufweisen, wobei das Dichtelement (C) zwischen zwei kühlbaren Widerstandseinheiten (B, B') angeordnet ist und der mindestens eine Federkontakt (12) des Dichtelements (C) je zwei elektrische Kontaktflächen (13) der jeweiligen benachbarten kühlbaren Widerstandseinheiten (B) berührt.
3. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 2, wobei das Dichtelement (C) einen äußeren Abschnitt (C1 ) sowie mindestens einen inneren Abschnitt (C2) umfasst, und die kühlbare Widerstandseinheit (B, B') auf der dem Dichtelement (C) zugewandten Seite eine Nut (23) aufweist, in welche der äußere Abschnitt (C1 ) des Dichtelements (C) aufnehmbar ist.
4. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei eine kühlbare Widerstandseinheit (B, B') zwei Platten (19, 19') umfasst, wobei eine Platte (19) eine erste Seite (19e) aufweist, welche mit einer elektrisch isolierenden Schicht (18) beschichtet ist, wobei auf der elektrisch isolierenden Schicht (18) der elektrische Leiter (17) aufgebracht ist oder in diese eingebettet ist, sowie eine zweite Seite (19z) aufweist, welche mindestens eine Strömungsumlenkvorrichtung (15, 16, 24) aufweist, wobei die jeweilige zweite Seite (19e) der zwei Platten (19, 19') gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, wobei Ränder der zweiten Seiten (19e) der zwei Platten (19, 19') dicht miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch eine Schweißnaht, wodurch der flüssigkeitsdurchströmbare Bereich (20) ausgebildet ist.
5. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 4, wobei in jeder Platte (19, 19') eine erste Öffnung (25a) und eine zweite Öffnung (25b) ausgebildet sind, vorzugsweise an gegenüberliegenden Rändern der Platte (19, 19'), wobei eine der Öffnungen (25a, 25b) als Einlassöffnung für Flüssigkeit und die andere der Öffnungen (25b, 25a) als Auslassöffnung für Flüssigkeit fungiert, und zwischen den Öffnungen (25a, 25b) ein Strömungsweg für Flüssigkeit ausgebildet ist, welcher durch die zweiten Seiten (19e) der zwei Platten (19, 19') sowie die mindestens eine Strömungsumlenkvorrichtung (15, 16, 24) definiert ist.
6. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 5, wobei das Dichtelement (C) zwei innere Abschnitte (C2) aufweist, die um die erste Öffnung (25a) und die zweite Öffnung (25b) angeordnet sind.
7. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Strömungsumlenkvorrichtungen (15, 16, 24) Erhebungen (15, 16) umfassen, welche von der jeweiligen zweiten Seite (19z, 19z') der Platten (19, 19') hervorstehen und innerhalb des flüssigkeitsdurchströmbaren Bereichs (20) miteinander verbunden sind, wobei die Erhebungen (15, 16) vorzugsweise halbkugelförmig oder zylindrisch sind.
8. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 7, wobei der elektrische Leiter (17) zwischen den Erhebungen (15, 16) vorgesehen ist, und vorzugsweise mäanderförmig um die Erhebungen 15, 16) angeordnet ist.
9. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Haupterstreckungsrichtung des elektrischen Leiters (17) auf der ersten Seite (19e, 19e') einer Platte (19, 19') im Wesentlichen orthogonal, vorzugsweise orthogonal zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit auf der zweiten Seite der Platte (19z, 19z') verläuft.
10. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei eine Platte (19, 19') eine im Wesentlichen hexagonale Form, vorzugsweise hexagonale Form aufweist, und vorzugsweise aus einem Rechteck und zwei Dreiecken zusammengesetzt ist.
11 . Kühlbarer Widerstand (W) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei eine Vielzahl von kühlbaren Widerstandseinheiten (B, B') und Dichtungen (C, C) übereinadergestapelt vorgesehen ist, wobei eine Dichtung (C, C) immer zwischen zwei kühlbaren Widerstandseinheiten (B, B') angeordnet ist, wobei als äußere Begrenzung jeweils eine Abschlussplatte (6) vorgesehen ist, wobei alle Plattenpaare (B) sowie die beiden Anschlussplatten (6) mit einem Fixierelement (7) miteinander verbunden sind, wobei das Fixierelement (7) vorzugsweise eine Schraube ist.
12. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 11 , ferner mindestens einen Einlass (5) sowie Auslass (5') aufweisend, welche jeweils in einer Abschlussplatte (6) vorgesehen sind, wobei alle ersten Öffnungen (25a) untereinander angeordnet sind und einen ersten Sammelbereich (9a) bilden, und alle zweiten Öffnungen (25b) untereinander angeordnet sind und einen zweiten Sammelbereich (9b) bilden, wobei der Einlass (5) und der Auslass (5') entweder mit dem ersten Sammelbereich (9a) oder eines Abschnitts (9a1, 9a", 9a'") hiervon oder dem zweiten Sammelbereich (9b) oder eines Abschnitts (9b1, 9b") hiervon verbunden sind, oder auf beide Sammelbereiche (9a, 9b) aufgeteilt sind.
13. Kühlbarer Widerstand (W) gemäß Anspruch 12, wobei mindestens eine der ersten Öffnungen (25a) und/oder zweiten Öffnungen (25b) verschlossen sind, wobei Flüssigkeit vom Einlass (5) bis zum Auslass (5') strömen kann.
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