Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlelement für eine Drossel oder einen Transformator mit einer Außenseite und einer Innenseite, wobei die Innenseite zum Anliegen an einer Oberfläche eines Kerns der Drossel oder des Transformators oder einer Oberfläche einer ersten Wicklung der Drossel oder des Transformators vorgesehen ist, wobei das Kühlelement ferner wenigstens einen entlang der Außen- und Innenseite verlaufenden Kanal aufweist, der zur Durchströmung mit einem Kühlmittel vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Drossel und einen Transformator mit einem solchen Kühlelement, das zwischen einem Kern der Drossel oder des Transformators und einer Wicklung der Drossel oder des Transformators vorgesehen ist, insbesondere mit vier Kühlelementen.

Ein großes Problem bei Drosseln und Transformatoren stellt die Abfuhr der beim Betrieb entstehenden Verlustleistung dar. Bei bekannten Produkten, wie beispielsweise der in Fig. 1 gezeigten einphasigen Drossel, wird die durch die Verlustleistung entstehende Wärme oft über eine reine Luftkühlung abgeführt, wobei ein Luftstrom Luftkanäle zwischen Wicklungsteilen durchströmt. Um eine möglichst große Oberfläche für die Kühlung zur Verfügung zu haben, wird die Wicklung dabei bisweilen in mehrere Wicklungsteile unterteilt, so dass mehrere geschichtete Luftkanäle entstehen.

Nachteilig bei der Luftkühlung ist insbesondere die Anfälligkeit der Drosseln oder Transformatoren für Umwelteinflüsse, da bei dieser technischen Lösung Frischluft aus der Umgebung benötigt wird. Insbesondere salz- und säurehaltige oder mit Schmutzpartikeln durchsetzte Umgebungsluft, sowie Eiskristalle können die Lebensdauer des Produktes stark verringern. Bei notwendiger Zwangsbelüftung ist außerdem noch ein nicht unerheblicher technischer und kostenintensiver Aufwand durch die anzubringenden Ventilatoren erforderlich. Durch Verwendung einer Flüssigkeitskühlung hingegen können Drosseln und Transformatoren gegen die Umgebung nahezu hermetisch abgeschottet werden, da die entstehende Verlustleistung zu einem großen Teil über die Kühlflüssigkeit abtransportiert werden kann. Dabei werden bei bekannten Ausführungen die Kühlkörper als Kühlbarren zwischen Eisenblechkern und Wicklung eingebracht.

Problematisch stellen sich hierbei die Befestigung der Kühlbarren auf dem Kern und vor allem das Umlenken der Wicklung an den Kanten der Kühlkörper dar. Die Wicklung wird, wie in Fig. 3 gezeigt, um eine Kante des Kühlbarrens geführt, wobei die Gefahr besteht, dass die Wicklungsisolation durch den Wickelzug an der Kante des Kühlkörpers durchgedrückt und damit beschädigt wird. Es besteht zudem die Gefahr, dass die Kühlkörper und die Kühlflüssigkeit - und somit das gesamte Kühlsystem - unter Spannung gesetzt werden. Insbesondere in der Nähe der Kanten des Kühlbarrens kann es außerdem jederzeit zu einem Verrutschen von dort vorgesehenen Kanalleisten kommen, da durch das abrupte Umlenken der Wicklung hinter der Kante des Kühlkörpers die Kanalleiste durch die Wicklung nicht mehr genügend stark an den Kern gepresst wird. Verrutscht die Kanalleiste, wird die Wicklung instabil und sackt ab. Hierdurch kann auch der Kühlkörper verrutschen. Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten luftgekühlten Drossel besteht dieses Problem nur in geringerem Ausmaß, da sich die Kanal- und Kanaleckleisten durch ihre Anordnung und den Wickelzug abstützen können.

Ferner tritt über dem Kühlkörper infolge der Balligkeit der Wicklung eine weitere Schwierigkeit dahingehend auf, dass die Wicklung nicht vollständig und fest an der Oberfläche des Kühlkörpers anliegt, womit sich eine reduzierte und nicht-optimale Wärmekopplung zum Abtransport der Verlustleistung ergibt. Wie in Fig. 3 gezeigt, bildet sich ein Hohlraum zwischen Wicklung und Kühlkörper. Das hat zur Folge, dass die Joule'sche Verlustwärme der Wicklung nicht mehr direkt über den Kühlkörper und die Kühlflüssigkeit abgeführt werden kann, sondern größtenteils über stark wärmeisolierende Luft geführt werden muss. Die Wicklung heizt sich ungewollt auf.

Es gibt bereits bekannte Ansätze, die oben geschilderten Probleme bei flüssigkeitsgekühlten Drosseln und Transformatoren anzugehen.

Ein Verrutschen der Kühlkörper kann vermieden werden, indem diese mit dem Eisenkern verschraubt werden. Dieser Ansatz macht allerdings gelochte Bleche und gebohrte Kühlkörper sowie zusätzliche Teile zur Verschraubung nötig, was außer dem höheren Material- bzw. Bearbeitungsaufwand auch die Montagezeiten und somit die Kosten für das Produkt nachteilig in die Höhe treibt. Ein Verrutschen der Kanalleisten kann auch erschwert werden, indem diese am Kern verklebt, oder aber teurere Kanalleisten mit Kanalblechen verwendet werden, so dass die Kanalbleche die Kanalleisten abstützen können. Durch die Wickelzugkräfte besteht beim Wickeln jedoch die Gefahr, dass der Kleber die Kanalleisten nicht halten kann, bzw. diese brechen können, so dass die Wicklung absacken würde.

Das Durchdrücken der Wicklungsisolation wird bisher dadurch minimiert, dass die Kühlkörper an den Kanten mit leichten Radien versehen werden. Des Weiteren kann der Einfluss der Balligkeit der Wicklung am Kühlkörper durch Anschrägen der Kühlkörperprofile verringert werden.

Ein zusätzliches Problem ergibt sich bei den zuvor beschriebenen Ausführungen, bei denen die Kühlkörper auf den Ober- bzw. Unterseiten der den Kern bildenden Blechpakte angeordnet sind, darin , dass der Kern der Drossel oder des Transformators u.U. nur ungenügend gekühlt wird, wenn die Kühlkörper nur jeweils auf dem obersten bzw. untersten Blech aufliegen. Die Lackisolierung, die auf bzw. zwischen den Elektroblechen zur Vermeidung von Wirbelströmen aufgebracht wird, behindert den Wärmeabtransport durch die Bleche hindurch zum oberen oder unteren Kühlkörper. Um auch verstärkt die Verlustwärme aus den mittleren Blechen des Eisenkern ziehen zu können, werden bisher ebenfalls Kühlbarren links und rechts des Eisenkerns angeordnet. Zur Vermeidung von Wirbelstromschleifen im Eisenblechkern werden diese zusätzlichen Kühlbarren mit einer elektrischen Isolationsschicht versehen an den Stirnflächen der Eisenbleche positioniert. Die Isolationsschicht ist hierbei mit wenigen zehntel Millimetern deutlich geringer, als die Schichtdicke der Lackisolierung der Eisenbleche in Summe, so dass der Wärmeübergang zu den seitlichen Kühlbarren weiterhin effektiv ist. Beträgt beispielsweise bei einem 80 mm hohen Kernpaket der Füllfaktor ca. 97 %, so gehen ca. 2,4 mm Eisenhöhe durch die Isolationsschichten "verloren". Die mittleren Bleche müssten ihre Verlustwärme also durch mindestens den halben Weg durch Isolationsschichten, entsprechend 1 ,2 mm, zum oberen oder unteren Kühlkörper hindurch transportieren. Weist die Isolationsschicht zwischen den seitlichen Barren und den Kemstirnflächen hingegen nur beispielsweise 0,4 mm, so lässt sich damit eine günstigere thermische Ankopp- lung der mittleren Eisenbleche an die seitlichen Barren erreichen.

Die Montage seitlicher Kühlkörper gestaltet sich jedoch extrem schwierig, da eine Fixierung mittels Bohrung hier aufgrund der Stapelrichtung der Bleche gerade nicht möglich ist. Zudem werden zumeist weiterhin Eckleisten verwendet, um die Wicklung umzulenken. Wird eine solche Leiste beschädigt, besteht wiederum die Gefahr, dass die Wicklung in sich zusammen sackt und hierdurch nicht mehr optimalen Kontakt auf die Kühlbarren hat. Es kann zur thermischen Überhitzung kommen, die zur Zerstörung des gesamten Produktes führt. - A - Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben aufgeführten Nachteile aus dem

Stand der Technik zu vermeiden oder zumindest zu vermindern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Kühlelement der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der eine gute Stabilität, eine geringe Gefahr des Verrutschens von Bauelementen und eine gute Wärmeabführung, insbesondere ein gutes Anliegen der Wicklung am Kühlelement, erreicht werden, ohne dass damit ein besonderer Material- oder Montageaufwand zur Erreichung dieser Ziele nötig würde.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Kühlelement für eine Drossel oder einen Transformator mit einer Außenseite und einer Innenseite, wobei die Innenseite zum Anliegen an einer Oberfläche eines Kerns der Drossel oder des Transformators oder einer Oberfläche einer ersten Wicklung der Drossel oder des Transformators vorgesehen ist, wobei das Kühlelement ferner wenigstens einen entlang der Außen- und Innenseite verlaufenden Kanal aufweist, der zur Durchströmung mit einem Kühlmittel vorgesehen ist, adressiert, bei dem das Kühlelement einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweist, wobei eine dem ersten Schenkel zugehörige erste Teilinnenfläche der Innenseite und eine dem zweiten Schenkel zugehörige zweite Teilinnenfläche der Innenseite miteinander einen Winkel zur Aufnahme des Kerns oder der ersten Wicklung einschließen.

Zudem wird erfindungsgemäß eine Drossel oder ein Transformator mit einem solchen Kühlelement vorgeschlagen, das zwischen einem Kern der Drossel oder des Transformators und einer Wicklung der Drossel oder des Transformators, insbesondere an einer Kante der Kerns, vorgesehen ist, wobei insbesondere vier Kühlelementen an gegenüberliegenden Kanten des Kerns vorgesehen sind.

Ein erfindungsgemäßes Kühlelement für eine Drossel oder einem Transformator mit einem typischen quaderförmigen Kern hat im Querschnitt entsprechend eine L-Form, mit einem inneren (genauen oder nahezu) rechten Winkel zwischen den beiden Schenkeln. Diese Anordnung der Schenkel erreicht eine Sicherung gegenüber einem Verrutschen, da jeweils der eine Schenkel den anderen Schenkel von einem Verrutschen in Richtung der Mitte der jeweiligen Oberfläche des Kerns schützt. Die über die Außenseite des Kühlelements geführte Wicklung drückt durch die Wickelkräfte einerseits das Kühlelement an den Kern und leistet einen weiteren Beitrag zur Fixierung des Kühlelements. Andererseits wird die Wicklung selbst durch die Wickelkräfte an die Außenseite des Kühlelements angelegt, wodurch die Schwierigkeit einer Beabstandung zwischen Wicklung und Kühlelement infolge einer Balligkeit vermieden oder zumindest reduziert wird. Da erfindungsgemäß allein durch die grundsätzliche Form des Kühlelements im Einbauzustand insbesondere eine gute Stabilität und ein gutes Anliegen der Wicklung am Kühlelement erreicht wird, kann damit auf zusätzliche Maßnahmen zur Erreichung einer Beständigkeit der Drossel oder des Transformators gegenüber einem Verrutschen und zur besseren Wärmeabfuhr verachtet werden. Da das erfindungsgemäße Kühlelement im Einbaustand automatisch an zwei benachbarten Außenflächen des Kerns anliegt, ergibt sich zudem eine verbesserte Wärmeabfuhr gegenüber einer entsprechenden Anordnung, bei der ein Kühlkörper lediglich an einer Ober- oder Unterseite des Kerns anliegt, ohne dass der bei an den Stirnflächen des Kerns anzuordnenden Kühlkörpern Zusatzaufwand zur Fixierung der Kühlkörper an den Stirnfläche (Kleben o.a., siehe oben) nötig wäre.

Bei einem Kern, dessen Geometrie von der typischen quaderförmigen Geometrie abweicht, ergibt sich zum Aufnehmen des Kerns (oder der ersten Wicklung) zwischen den Schenkel ein entsprechend anderer Winkel. Zudem ist auch bei einem quaderförmigen Kern die vorliegende Erfindung nicht auf einen exakten rechten Winkel zwischen den Schenkeln beschränkt. Beispielsweise kann durch Vorsehen eines Winkels, der etwas kleiner als 90° ist, erreicht werden, dass das Kühlelement sich beim Aufbringen auf den Kern mit diesem verklammert und so eine gesonderter Fixierung des Kühlelements vor und bei dem Wickelvorgang unnötig wird.

Wie bei den bekannten barrenförmigen, d.h. flachen oder ebenen, Kühlkörpern ist das erfindungsgemäße Kühlelement mit wenigstens einem längs durchlaufenden Kanal zur Führung von Kühlmittel versehen, so dass eine im wesentlichen von den Umgebungsbedingungen abgekoppelte Kühlung der Drossel oder des Transformators erreicht werden kann.

Sind mehrere Kanäle in einem Kühlelement vorgesehen, so kann wahlweise auch einer oder mehrere der Kanäle nicht zur Führung von Kühlmittel verwendet werden, solange die gewünschte Wärmeabfuhr auch durch das Kühlelement als solches oder durch den verwendeten Kanal bzw. die verwendeten Kanäle erreicht werden kann. Die nicht für die Kühlmittelführung benutzen Kanäle haben dabei die Funktion von Aussparungen, um die Wirbelströme und das Gewicht des Kühlelements zu minimieren.

Mit der vorliegenden Erfindung ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen. Durch die L-Form können die erfindungsgemäßen Kühlelemente ohne Verschraubungen an den Kanten eines quaderförmigen Eisenblechkerns einer Drossel oder eines Transformators angelegt werden. Durch die Wicklung und den bestehenden Wickelzug werden diese dann fest an den Kern gepresst. Der Wickelzug sichert ebenfalls einen guten Kontakt zur Wicklung hin. Die Kühlelemente werden somit rutschsicher und mit sehr guter thermischer Ankopplung an Wicklung und Kern in der Drossel oder dem Transformator positioniert. Da im Grundsatz keine weiteren Anbauteile wie Kanalleisten oder Kanalbleche zur Abstützung der Wicklung mehr notwendig sind, reduziert sich der Montageaufwand, sowie die Anzahl der Bauteile erheblich, wodurch Material- und Montagezeitkosten sinken. Die erfindungsgemäßen Kühlelemente können in vorteilhafter Weise einer einzigen Ausführung für nahezu beliebige Kernquerschnitte verwendet werden, ohne dass zusätzliche Bauteile zur Abstützung der Wicklung verwendet werden müssen.

Da die erfindungsgemäßen Kühlelemente ähnlich zu konventionell eben bzw. flach ausgeführten Kühlbarren weiterhin kostengünstig im Strang pressprozess etwa aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (z.B. AIMgSi) hergestellt werden können, ergibt sich im Vergleich zur Herstellung von konventionellen Kühlbarren kein oder ein nur unwesentlicher zusätzlicher Aufwand bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kühlelemente.

Zusätzlich zu den oben angeführten Vorteilen wurde gefunden, dass erfindungsgemäße Kühlelemente überraschenderweise trotz einer höheren Masse im Vergleich zu entsprechenden herkömmlichen Kühlanordnungen im Kern deutlich geringere parasitäre Wirbelstromverluste durch magnetische Streufelder verursachen.

Durch die vergrößerte Oberfläche ist zudem die Abfuhr der Verlustwärme deutlich günstiger, als bei einem konventionellen ebenen Kühlkörper.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenseite des Kühlelements als Auflagefläche für eine zweite Wicklung der Drossel oder des Transformators ausgestaltet.

Mit dem Vorsehen einer definierten Außenform des Kühlelements, die zur Führung einer Wicklung ausgelegt ist, ist eine gezielte Einstellung der Umlenkung der Wicklung im Einbauzustand möglich, womit insbesondere Knickstellen oder Krümmungsbereiche, in denen die Wicklung nicht von dem Kühlelement gestützt und geführt wird, vermieden werden. Die Bezeichnung „zweite Wicklung" dient hier lediglich der Abgrenzung gegenüber der zuvor erwähnten ersten Wicklung und ist nicht als Angabe hinsichtlich einer Reihenfolge oder Anordnung der Wicklung in Bezug auf andere Wicklungen zu verstehen.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind eine dem ersten Schenkel zugehörige erste Teilaußenfläche der Außenseite und eine dem zweiten Schenkel zugehörige zweite Teilaußenfläche der Außenseite durch eine Führungsfläche zur Führung der zweiten Wicklung vom ersten Schenkel zum zweiten Schenkel verbunden, insbesondere durch eine gekrümmte Führungsfläche, wobei die Krümmung der Führungsfläche insbesondere konstant ist. Durch einen Radius, der die äußeren Kanten der beiden Schenkel des erfindungsgemäßen

Kühlelements miteinander verbindet, wird die Wicklung optimal umgelenkt. Insbesondere lässt sich durch die Wahl der Krümmung und der Krümmungsform zudem eine besondere Anpassung an das Wicklungsmaterial erreichen. Zudem sind Kanaleckleisten oder sonstige zusätzliche Teile zum Umlenken der Wicklung im Vergleich zu den bekannten Lösungen nicht mehr notwendig. Somit ist auch die Gefahr verrutschender oder brechender Kanalleisten, die zum Absacken der Wicklung und somit zu einem Totalausfall des Produktes führen können, gänzlich gebannt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenseite des Kühlelements derart ausgestaltet, dass eine erste Tangentenfläche an einem der Führungsfläche gegenüberliegenden Ende der Teilaußenfläche des ersten Schenkels und eine zweite Tangentenfläche an einem der Führungsfläche gegenüberliegenden Ende der Teilaußenfläche des zweiten Schenkels einander gegenüber der Führungsfläche in einem Winkel schneiden, der größer als der Winkel ist, den die Teilinnenflächen der Innenseite einschließen.

Sind die Teilaußenflächen der Schenkel bereits an ihren jeweiligen Ende gegenüber den Teilinnenflächen verkippt, so ist es möglich, im Einbauzustand eine über die Außenfläche des Kühlelements geführte Wicklung mit einer Krümmung vorzusehen, die sich über einen Bereich erstreckt, der größer ist als der des Kühlelements. So ist bei einem quaderförmigen Kern bei dieser Ausgestaltung der Winkel zwischen den Endbereichen der Außenseite größer als 90° und das Kühlelement unterstützt die Wicklung im Einbauzustand in einem Bereich, in dem die Wicklung nicht mehr parallel zu der Kernflächen verläuft.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Schenkel und der zweite Schenkel miteinander durch ein Verbindungselement verbunden, das zur Einstellung des Winkels zwischen der ersten Teilinnenfläche und der zweiten Teilinnenfläche verformbar, insbesondere verbiegbar, ausgestaltet ist.

Die Einstellmöglichkeit des Winkels, den die Teilinnenflächen der Schenkel miteinander einschließen, erlaubt eine größere Flexibilität hinsichtlich der Geometrie des einzuschließenden Kern bzw. der Wicklung, auf die das Kühlelement aufgesetzt wird.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühlelement ein Kanalelement, das den Kanal aufweist, und ein ein- oder mehrstückiges Trennelement zur Anordnung zwischen dem Kanalelement und wenigstens einer Oberfläche des Kerns auf, wobei das Trennelement insbesondere als nichtmagnetisches Blechelement mit einer elektrischen Leitfähigkeit ausgebildet ist, die geringer ist als die des Materials des Kanalelements, und eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als die Wärmeleitfähigkeit von Luft, wobei das Trenn- element bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 0,5 W/(m-K), besonders bevorzugt von nicht weniger als 1/3 der Wärmeleitfähigkeit des Materials des Kanalelements, aufweist

Es wurde gefunden, dass die direkte Montage der Kühlbarren auf dem Kern Wirbelstromverluste erzeugt, da diese großflächig direkt über dem Luftspalt verlaufen, wo hohe magnetische Streufelder Wirbelströme in die Kühlbarren induzieren können. Mit dem Vorsehen eines Trennelements kann ein Einfluss dieser Streufelder weiter reduziert werden.

Bei einer spezielleren Ausgestaltung der Erfindung ist das Trennelement dazu ausgestaltet, sich im Einbauzustand über einen Kontaktbereich mit dem Kanalelement hinaus entlang der Oberfläche des Kerns zu erstrecken.

Mit einem Trennelement, bei dem beispielsweise die Auflagefläche auf dem Kern größer ist, als die Fläche der Innenseite des Kanalelements, kann eine verbesserte Wärmeabfuhr aus Bereichen erreicht werden, die nicht direkt unter dem Kanalelement liegen. Das sich über das Kanalelement hinaus erstreckende Trennelement wirkt somit als eine Art Kühlfinger und transportiert Wärme zum Kanalelement hin.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühlelement eine Vielzahl von entlang der Außen- und Innenseite verlaufenden Kanälen auf, die zur Durchströmung mit einem Kühlmittel vorgesehen sind, wobei wenigstens zwei der Kanäle innerhalb des Kühlelements miteinander verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Kühlelement ist nicht auf das Vorsehen lediglich eines einzelnen Kanals beschränkt. Je nach den speziellen Gegebenheiten und Anforderungen eines Einsatzes können auch mehrere Kanäle vorgesehen werden, die einerseits eine größere Kühlmittelmenge führen können und mit denen andererseits der Wärmetransportweg durch das Material des Kühlelements selbst reduziert werden kann.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühlelement einen Mittelteil zwischen dem ersten und zweiten Schenkel auf, wobei der erste Schenkel einen ersten Kanal, der zweite Schenkel einen zweiten Kanal und der Mittelteil einen dritten Kanal aufweisen, wobei in einem Zuführbereich des dritten Kanals jeweils eine Verbindung zum ersten und zweiten Kanal und in einem Abführbereich des dritten Kanals jeweils eine Verbindung zum ersten und zweiten Kanal vorgesehen sind.

Bei einer spezielleren Ausgestaltung der Erfindung sind die Verbindung im Zuführbereich und die Verbindung im Abführbereich als Bohrungen ausgestaltet, die teilweise durch das Kühlelement führen und mit einem Blindstopfen verschlossen sind. Profile mit Kanälen oder Bohrungen direkt im Eckbereich ermöglichen eine interne Verbindung der Einzelkanäle, so dass die Durchflussmengen ggf. den entsprechenden Anforderungen angepasst werden können und die Aufwendungen für eine externe Verschlauchung somit reduziert werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist wobei ein Schenkel mit einer Isolierschicht zur elektrischen Isolierung gegenüber einer Stirnseite des Kerns versehen, insbesondere mit einer Isolierschicht aus Isolierlack.

Das Vorsehen der elektrischen Isolierung, beispielsweise in Form einer Isolierschicht aus Isolierlack, auf der Innenseite wenigstens (und bevorzugt genau) eines Schenkels vermeidet, dass durch einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kernmaterial, das typischerweise in Form Blechpaketen vorgesehen ist, und dem Material des Schenkels des Kühlelements Wirbelströme auftreten, die zu unerwünschten Verlusten führen würden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühlelement wenigstens zwei Teilkühlelemente auf, die insbesondere formschlüssig miteinander verbunden sind.

Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung weist ein erstes Teilkühlelement einen Vorsprung und ein zweites Teilkühlelement eine Ausnehmung zur Aufnahme des Vorsprungs auf, wobei das erste und zweite Teilkühlelement, die miteinander verbunden sind, zwischen sich eine sich zumindest teilweise durch das Kühlelement erstreckende Aussparung einschließen.

Es ist erfindungsgemäß möglich, das Kühlelement in modularer Weise aus einzelnen Teilelementen zusammenzusetzen, was zu einer größeren Flexibilität im Einsatz der Modulelemente führt, etwa beispielsweise bei der Anpassung an verschiedene Drossel- bzw. Transformatorgeometrien.

Im Folgenden werden bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch die Schenkel und die Wicklung einer typischen konventionellen luftgekühlten Drossel,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Schenkel und die Wicklung einer wassergekühlten Drossel mit Kühlbarren ober- und unterhalb des Schenkelpakets. Fig. 3 eine Illustration der Problemzonen, die bei der Verwendung ebener Kühlbarren bei einer Drossel auftreten, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 4 eine Abwandlung der in Fig. 3 und 4 dargestellten konventionellen Kühlbarren.

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch den Schenkel einer Drossel, bei der vier Kühlbarren um den Kern gruppiert sind.

Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Drossel mit erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Drossel mit erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 eine schematische Perspektivansicht einer Anordnung mit einem Kern und erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 eine schematische Perspektivansicht der in Fig. 7 illustrierten Drossel entsprechend der Ansicht von Fig. 8.

Fig. 10 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Drossel mit erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11a und 11 b jeweils schematische Perspektivansichten von erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 einen schematischen Querschnitt durch zwei erfindungsgemäße Kühlelemente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 13 eine schematische Perspektivansicht von erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlelement gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 15 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlelement gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 16 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlelement gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei den verwendeten Bezugszeichen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen in unterschiedlichen Ausführungsformen aufeinander entsprechende Elemente, wobei bei der detaillierten Beschreibung unterschiedliche Ausführungsformen teilweise eine Beschreibung bereits vorher diskutierter Elemente bzw. deren Entsprechungen ausgelassen wird.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Schenkel und die Wicklung einer typischen konventionellen luftgekühlten Drossel 10. Zum Zwecke der einfacheren Diskussion sind allerdings in Fig. 1 zwei unterschiedliche Ansätze zur Positionierung von Kanalleisten bzw. Kanaleckleisten dargestellt.

Der durch geschichtete Eisenbleche aufgebaute Kern 120 wird von der Wicklung 125 umschlossen. Diese ist zwecks Vergrößerung der Oberfläche in drei Wicklungsteile 125 unterteilt, so dass insgesamt drei den Kern 120 umlaufende Luftkanäle entstehen. Die Wicklungsteile werden dabei durch sogenannte Kanalleisten 15 bzw. Kanaleckleisten 20 aus Hartfaserglasgewebe (HGW) gegeneinander und gegenüber dem Eisenblechkern abgestützt, so dass der Luftstrom nahezu ungehindert hindurch strömen und die an die Umgebung abgegebene Verlustleistung der Drossel 10 abtransportieren kann. In der hier gezeigten Ausführung sind im linken Teil der Figur zwischen den Kanalleisten 15 noch Kanalbleche 25 aus nichtmagnetischem Stahl eingeführt, die die Wicklungsteile 125 besser abstützen sollen.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Schenkel und die Wicklung einer wassergekühlten Drossel mit Kühlbarren ober- und unterhalb des Schenkelpakets. Wiederum sind bei der in Fig. 2 dargestellten Drossel 2 leicht voneinander abweichende Ausgestaltungen bekannter Drosseln gemeinsam dargestellt. Oberhalb und unterhalb des durch aufeinander geschichtete Eisenbleche gebildeten Kerns 120 sind Kühlbarren 30 angeordnet, durch die hindurch Kühlkanäle 35 führen, die zur Durchströmung mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, ausgestaltet sind. Die Wicklung 125 umschließt den Kern 120 und die Kühlbarren 30. Im linken Teil von Fig. 2 ist dargestellt, dass die Kühlbarren 30 durch eine sich durch den Kern 120 erstreckende Verschraubung 40 miteinander verbunden und fixiert sind. Eine Alternative zu der im linken Teil dargestellten Verschraubung stellt eine Verklebung dar, bei der sich eine Anordnung ergibt, wie sie im rechten Teil von Fig. 2 dargestellt ist. Im rechten Teil von Fig. 2 sind zudem im rechten Teil zusätzlich zu den oberhalb und unterhalb des Kerns angeordneten Kühlbarren 30 Kanalleisten 15 vorgesehen, deren Zweck es ist, die Wicklung 125 abzustützen. Bei DC-Anwendungen ist mit einem deutlichen Vorteil der flüssigkeitsgekühlten Drosseln zu rechnen, da keine Wirbelströme induziert und die Wicklungen gleichzeitig kompakter ausgeführt werden können, wodurch der ohmsche Widerstand sinkt.

Fig. 3 zeigt eine Illustration der Problemzonen, die bei der Verwendung ebener Kühlbarren bei einer Drossel auftreten, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, insbesondere entsprechend der Darstellung des rechten Teils von Fig. 2. Bei der bekannten Verwendung ebener Kühlbarren treten insbesondere drei Schwierigkeiten auf bzw. ergeben sich drei Nachteile. Im mit Bezugszeichen 45 bezeichneten Bereich liegt die Wicklung nicht optimal am Kühlkörper 30 an, womit sich ergibt, dass zum Wärmeübertrag von der Wicklung 125 auf den Kühlbarren 30 zum Teil eine Wärmeübertragung durch die Luft hindurch erfolgen muss, womit die Wärmekopplung zwischen der Wicklung 125 und dem Kühlbarren 30 gegenüber einer direkten Kon- taktierung deutlich verschlechtert wird. Zudem kann es bei der Führung der Wicklung um die Kanten des Kühlbarrens herum (Bezugszeichen 50) dazu kommen, dass die Kanten beim Vorgang des Wickeins, bei dem starke Kräfte auf die Wicklung ausgeübt werden, in die Isolierung der Wicklung einschneiden und diese beschädigen, wodurch es später zu Kurzschlüssen oder Verlustströmen kommen kann. Zudem besteht bei der Anordnung von Kanalleisten, wie sie hier vorgesehen wird, um die Wicklung gegenüber einem Zusammenfallen oder Einsacken abzustützen, das Problem der Fixierung der Kanalleisten (Bezugszeichen 55). Die Kanalleisten können insbesondere beim Wickeln, beim Transport oder beim späteren Betrieb verschoben werden, beispielsweise durch Vibrationen, womit es zu einem Führungsverlust für die Wicklung kommen kann, der zu einem unerwünschten Absacken der Wicklung führt. Zudem müssen bereits beim Vorgang des Wickeins besondere Anstrengungen unternommen werden, um die Kanalleisten an der gewünschten Position anzuordnen.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 3 und 4 dargestellten konventionellen Kühlbarren. Der Kühlbarren 60, der ebenfalls Kühlkanäle 35 aufweist, ist an seiner Außenseite, d.h. an der Seite, die im Einbauzustand dem Kern gegenüber liegt, mit Abschrägungen 65 versehen, die beispielsweise durch Abfräsen erzeugt werden können, um den negative Einfluss der Balligkeit der Wicklung (siehe obige Problemzone 45) zu reduzieren.

Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Schenkel einer Drossel, bei der vier Kühlbarren um den Kern gruppiert sind. Wie bereits weiter oben diskutiert, ist die Anordnung von Kühlbarren 30 lediglich oberhalb und unterhalb des Kerns 120 insofern unbefriedigend, dass insbesondere aus dem Mittelbereich des Kerns abzuführende Wärme einen vergleichsweise langen Weg zu den außen (d.h. oberhalb und unterhalb) angeordneten Kühlbarren 30, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt sind, zurücklegen muss. Die Wärmean- kopplung des Mittelbereichs des Kerns 120 wird in der in Fig. 5 dargestellten Anordnung dadurch verbessert, dass zusätzlich zu den unterhalb und oberhalb des Kerns 120 angeord- neten Kühlbarren 30 zusätzliche Kühlbarren 30 auf den Stirnflächen des Kerns 120 angeordnet sind, um auch seitlich Wärme aus dem Kern 120 abzuführen. Da zwar in der Regel zwischen den einzelnen Blechen des Kerns 120 Isolierungsmaterial vorgesehen ist, um Wirbelströme innerhalb des Kerns 120 zu reduzieren, die Stirnflächen des Kernpakets 120 allerdings normalerweise nicht isoliert sind, ist hierbei eine Isolationsschicht 70 zwischen den seitlichen Kühlbarren 30 und den Blechelementen des Kerns 120 vorzusehen, um einen Kurzschluss zwischen den Blechpaketen über den Kühlbarren 30 zu vermeiden. Nachteilig an der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ist insbesondere, dass eine sichere Fixierung der seitlich angeordneten Kühlbarren 30 kaum möglich ist.

Fig. 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Drossel mit erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Jeweils um einen Kern 120 der Drossel 105 sind vier erfindungsgemäße Kühlelemente 100 angeordnet, und zwar derart, dass ein erster Schenkel 135 und ein zweiter Schenkel 140 des Kühlelementes 100 eine Ecke bzw. Kante des Kerns 120 einschließen. Die erfindungsgemäßen Kühlelemente weisen jeweils eine Innenseite 115 und eine Außenseite 110 auf, wobei in der Darstellung von Fig. 6 die Innenseite der Kühlelemente 100 jeweils an den Außenflächen des Kerns 120 anliegt, und über die Außenseite 110 eine Wicklung 125 der Drossel 105 geführt wird. Die Kühlelemente 100 weisen in ihrem Inneren zwei Kanäle 130 auf, die in der Darstellung von Fig. 6 im Wesentlichen senkrecht zur Zeichnungsebene durch das Kühlelement 100 hindurchführen. Genauer ist einer der Kanäle 130 im ersten Schenkel 135 und der zweite der Kanäle 130 im zweiten Schenkel 140 angeordnet.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass auch abweichend von den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen andere Anordnungen beispielsweise der Kanäle möglich sind. Zudem kann in Abhängigkeit von der gewünschten Kühlwirkung auch lediglich einer der hier in Fig. 6 dargestellten zwei Kanäle pro Kühlelement verwendet werden, wobei der zweite Kanal 130 damit lediglich die Funktion einer Aussparung annimmt, mit der insbesondere das Gewicht des Kühlelements reduziert wird.

Um die erfindungsgemäßen Kühlelemente 100 herum verläuft jeweils eine Wicklung 125 der Drossel 105, wobei die Kühlelemente 100 infolge der beim Wicklungsvorgang in die Wicklung 125 eingebrachten Zugspannung an den Kern 120 gepresst werden.

Zu einer entsprechenden Passung und damit verbundenen Kontaktierung zwischen dem Kern 120 und dem jeweiligen Kühlelement 100 weisen die in Fig. 6 dargestellten Kühlelemente 100 einen rechten Winkel zwischen dem ersten Schenkel 135 und den zweiten Schenkel 140 auf. In alternativen Ausgestaltungen kann allerdings ebenfalls vorgesehen sein, in Abhängigkeit von der Geometrie des Kerns von einem rechten Winkel abzuweichen.

Zudem kann auch bei einem wie in Fig. 6 dargestellten im wesentlichen quaderförmigen Kern vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen dem ersten Schenkel 135 und dem zweiten Schenkel 140 kleiner als 90° ist, wobei bei einer Montage der Kühlelemente 100 mit einem derartigen gegenüber dem rechten Winkel, insbesondere geringfügig, verkleinertem Winkel ein Einklemmen des Kerns 120 im jeweiligen Kühlelement 100 und eine dementspre- chende Fixierung des Kühlelements 100 am Kern 120 erreicht werden kann.

Zudem ist nicht auszuschließen, dass eine (geringfügige) Vergrößerung des Winkels zwischen den Schenkeln 135, 140 des Kühlelements 100 über den rechten Winkel hinaus unter bestimmten Bedingungen von Vorteil sein kann.

An der Innenseite des ersten Schenkels 135 der jeweiligen Kühlelemente 100 ist jeweils eine Isolierschicht 185 vorgesehen, um eine elektrische Kontaktierung zwischen den Blechen des Kerns 120 und dem Kühlelement 100 zu vermeiden.

Die Kühlelemente 100 sind jeweils an einer Kante des Kerns 120 vorgesehen und werden insbesondere durch die Wicklung 125 gegenüber einer Bewegung entgegen der Wicklung gesichert. Mit den gegeneinander verwinkelten Schenkeln 135, 140 ist zudem ein Verrutschen der Kühlelemente in Richtung der Mitte der Ober- bzw. Unterseite bzw. der Mitte des Kerns ausgeschlossen.

Im Betrieb nehmen die Kühlelemente 100 durch die Innenseite 115 (bzw. durch die Isolierung 185 hindurch) Wärme aus dem Kern auf und leiten diese dem durch wenigstens einen Kanal eines Kühlelements strömenden Kühlmittels zu. Entsprechend nehmen die Kühlelemente 100 auch aus der umlaufenden Wicklung 125 durch die Außenseite 110, an der die Wicklung 125 entlangläuft, Wärme auf, um diese über das durch einen oder mehrere Kanäle 130 strömende Kühlmittel aus der Drossel 105 abzuführen.

Fig. 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Drossel mit erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 7 dargestellte zweite Ausführungsform mit erfindungsgemäßen Kühlelementen 200 entspricht weitgehend der Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist. Der wesentliche Unterschied der Kühlelemente 200 gemäß der zweiten Ausführungsform gegenüber den Kühlelementen 100 der ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Kühlelemente 200 mit jeweils einem Kanalelement 165 und einem Trennelement 170 zweiteilig ausgestaltet sind. Das Trennelement 170 befindet sich zwischen dem Kanalelement 165 und der Kern 120 und erstreckt sich in der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform zudem wenigstens teilweise über das Kanalelement 165 hinaus am Kern 120 entlang. Wie auch das erfin- dungsgemäße Kühlelement der ersten Ausführungsform ist das Kanalelement 165 der zweiten Ausführungsform bevorzugt mittels eines Strangpressverfahrens aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung wie beispielswiese AIMgSi hergestellt. Die Herstellung des Kühlelements bzw. zumindest des Kanalelements 165 aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mittels eines Strangpressverfahrens stellt eine besonders kostengünstige Möglichkeit dar, die erfindungsgemäßen Kühlelemente bzw. Kanalelemente herzustellen. Das Vorsehen des Trennelements 170, das insbesondere als nichtmagnetisches Blechelement mit einer elektrischen Leitfähigkeit ausgebildet ist, die geringer ist als die des Materials des Kanalelements 165, stellt eine Möglichkeit dar, ein besser an gewisse Leistungsdaten bzw. an bestimmte Bedingungen im Zusammenhang mit der Spule bzw. dem Transformator angepass- tes Kühlelement bereitzustellen. Ist beispielsweise das Kanalelement 165 aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung wie AIMgSi hergestellt, so kann in vorteilhafter Weise das Trennelement aus Zink oder einem nichtmetallischen Stahl hergestellt werden, womit der folgende Vorteil erreicht wird: Da das Trennelement aus Zink im Vergleich mit Aluminium eine geringere elektrische Leitfähigkeit bzw. dementsprechend einen höheren elektrischen Widerstand aufweist, ergeben sich damit auch bei ansonsten gleichbleibenden Bedingungen geringere Wirbelströme und damit geringere Verluste der Drossel bzw. des Transformators, bei der ein erfindungsgemäßes Kühlelement, wie es beispielsweise in Fig. 7 gezeigt ist, verwendet wird. Eine entsprechende Reduktion der Wirbelströme ließe sich zwar auch dadurch erreichen, dass das Kühlelement vollständig aus einem Material wie Zink hergestellt würde, womit sich dann allerdings deutlich erhöhte Materialkosten, ein höheres Gewicht der Kühlelemente und Schwierigkeiten bei der Herstellung ergeben würden, da Zink nicht im Rahmen eines Strang pressprozesses verarbeitet werden kann. Das Vorsehen des Kanalelements, das damit weiterhin aus Aluminium oder eine Aluminiumlegierung besteht, erlaubt damit gegenüber einem vollständig aus Zink oder einem ähnlichen Material hergestellten Kühlelement ein geringeres Gewicht, geringere Kosten und ein einfacheres Herstellungsverfahren. Um einen gewünschten Wärmeübergang vom Kern 120 in das Kühlelement 200 zu erreichen, ist allerdings zu beachten, dass das Material des Trennelementes eine entsprechende Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Das Trennelement 170 erstreckt sich im Vergleich zum Kanalelement 165 über einen größeren Bereich des Kerns 120, so dass auch aus Bereichen, die dem Kanalelement 165 nicht direkt benachbart sind, Wärme aus dem Kern 120 mittels des Trennelements 170 abgeführt werden kann.

In der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform entspricht die Außengeometrie des Kühlelementes 200 - abgesehen von den sich weiter erstreckenden Trennelementen 170 - der Geometrie der Kühlelemente 100 aus der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform. Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform kann allerdings auch in einfacher Weise in die zweite Ausführungsform, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, überführt werden, indem die Kühlelemente 100 aus Fig. 6 mit zusätzlichen Trennelementen entsprechend den Trennelementen 170 aus Fig. 7 versehen werden, so dass ein Kühlelement 100 aus Fig. 6 die Funktion eines Kanalelements 165 aus Fig. 7 übernehmen kann.

Fig. 8 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Anordnung mit einem Kern und erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 8 ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäßen Kühlelemente 200 um den Kern 120 gruppiert sind und sich entlang des Kerns erstrecken. Zwischen den Kanalelementen 165 und dem Kern 120 sind die oben beschriebenen Trennelemente 170 angeordnet, wobei sich die Trennelemente ebenfalls in Längsrichtung über das Ausmaß der Kanalelemente 165 hinaus entlang dem Kern 120 erstrecken, um somit als „Wärmefinger" zu fungieren.

Die erfindungsgemäßen Kühlelemente 200 der zweiten Ausführungsform machen die bekannten Kanalleisten und Kanaleckleisten zur Abstützung der Wicklung überflüssig. Die im Profil ausgestalteten Kühlelemente können für nahezu jeden beliebigen Querschnitt des Kerns verwendet werden. Einerseits stellt die spezielle Geometrie der erfindungsgemäßen Kühlelemente eine Stabilisierung insbesondere der Position der Kühlelemente gegenüber dem Kern und entsprechend auch gegenüber der Wicklung dar, andererseits stabilisieren die erfindungsgemäßen Kühlelemente auch ihrerseits die aufeinandergeschichteten Eisenbleche des Kerns, wodurch sowohl die Montage als auch die Stabilität der erfindungsgemäßen Drossel bzw. des erfindungsgemäßen Transformators verbessert wird. Neben der erhöhten Stabilität wurde zudem gefunden, dass die Verlustwärme auch besser aus dem Kern und der Wicklung abgeführt wird. Das vorstehende gilt im Übrigen nicht nur für die zuvor beschriebene zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sondern für die erfindungsgemäßen Kühlelemente und für die Erfindung als Ganzes.

Fig. 9 zeigt eine schematische Perspektivansicht der in Fig. 7 illustrierten Drossel entsprechend der Ansicht von Fig. 8. Die in Fig. 9 dargestellte einphasige Drossel 105 umfasst den Kern 120, um den jeweils an seinen Ecken die Kühlelemente 200 mit jeweils einem Kanalelement 165 und einem zwischen dem Kanalelement 165 und dem Kern 120 angeordneten Trennelement 170 vorgesehen sind. Die Kühlelemente 200 werden ihrerseits von der Wicklung 125 eingeschlossen. Die Darstellung von Fig. 9 entspricht somit weitgehend einer einsatzfähigen bzw. sich im Einsatz befindlichen Drossel 105, wobei lediglich der Übersichtlichkeit halber die Kontaktierungen der Wicklung und die Um- bzw. Abführung von Kühlmittel sowie weitere Zusatzelemente nicht dargestellt sind. Fig. 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäßen Drossel mit erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wiederum entspricht die Darstellung der Fig. 10 weitgehend der Darstellungen der Figuren 6 und 7, wobei Fig. 10 hier lediglich einen Teilausschnitt zeigt. Fig. 10 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form von modular aufgebauten Kühlelemente 300, die in ihrer Form so ausgestaltet sind, dass sie durch Ineinanderstecken miteinander verbunden werden können. Die einzelnen Teilkühlelemente 301 weisen jeweils einen Vorsprung 302 auf, der passend zur Aufnahme in eine Ausnehmung 303 eines weiteren Teilkühlelementes ausgestaltet ist. Die Teilkühlelemente 301 , die in Fig. 10 dargestellt sind, weisen mit Ausnahme eines Eckelementes jeweils einen Kanal 130 auf, der wahlweise als Aussparung zur Gewichtsreduktion oder als Durchleitung für Kühlmittel verwendet werden kann. Zusätzlich zu den Kanälen weisen die zusammengesteckten Teilkühlelemente zwischeneinander jeweils noch eine Aussparung 304 auf, die sich durch das Zusammenstecken der Teilkühlelemente ergibt und durch das Kühlelement 300 erstreckt. Der Vorspruch 302 und die Ausnehmung 303 sind dabei bevorzugt so ausgestaltet, dass die bei Ineinanderstecken auftretenden Reibungskräfte eine ausreichende Fixierung der Teilkühlelemente 301 gegeneinander gewährleisten. Ein besonderer Vorteil der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform liegt darin, dass durch Hinzufügen bzw. von Teilkühlelementen das erfindungsgemäße Kühlelement 300 an unterschiedliche Geometrien von Kernen bzw. Drosseln oder Transformatoren angepasst werden. Durch das Vorsehen von vorliegend im wesentlichen zwei unterschiedlichen Grundformen der Teilkühlelemente 301 werden die Herstellungskosten insofern reduziert, dass eine Anzahl von unterschiedlichen Formen für ein Strangpressverfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Kühlelementen reduziert wird.

Die Figuren 11a und 11b zeigen jeweils schematische Perspektivansichten von erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 11a und 11b gezeigten Kühlelemente 300 unterscheiden sich einerseits von den Kühlelementen der zuvor diskutierten Ausführungsformen dadurch, dass sie im Gegensatz zu den vorherigen kreisrunden Kanalquerschnitten einen sechseckigen Querschnitt der Kanäle 330 aufweisen. Zudem sind die in Fig. 11a und Fig. 11b dargestellten Kühlelemente 300 durch Kombination von zwei Teilkühlelementen aufgebaut, wobei ein Teilkühlelement den ersten Schenkel 135 mit einem Kanal 330 bildet und ein weiteres Teilkühlelement durch den zweiten Schenkel 140 zusammen mit einem Übergangsstück dargestellt wird.

Das Vorsehen von Kanälen in Kühlelementen bzw. Kühlköpem als solches ist dem Fachmann wohl vertraut, so dass auf eine detaillierte Beschreibung zu den Einzelheiten der unterschiedlichen Kanäle bzw. unterschiedlichen Kanalausführungen verzichtet werden kann. Insbesondere die bekannten Möglichkeiten Kühlmittelkanäle, die sich wie insbesondere in Fig. 11a gezeigt in Längsrichtung durch das Kühlelement erstrecken, in Form einer einfachen Bohrung bzw. eines einfachen Kanals im Inneren des Kühlelements vorzusehen oder diese Kanäle durch Vorsehen von Rohren innerhalb entsprechender Ausnehmungen im Inneren des Kühlelementes zu realisieren, die insbesondere aus Kupfer oder Stahl hergestellt sind, gelten auch für die vorliegende Erfindung.

Fig. 12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch zwei erfindungsgemäße Kühlelemente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 12 ist zu erkennen, dass die Innenseiten 110 des ersten Schenkels 135 und des zweiten Schenkels 140 miteinander einen Winkel 142 einschließen, der an die Geometrie des Kerns bzw. einer Wicklung angepasst sind, an den bzw. auf die das erfindungsgemäße Kühlelement aufgesetzt wird. Obgleich in den hier dargestellten Ausführungsformen der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Schenkel im wesentlichen als rechter Winkel dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Winkel beschränkt, der im wesentlichen einem rechten Winkel entspricht, insbesondere da Geometrien des Kerns möglich sind, die einen anderen Winkel zwischen dem ersten und zweiten Schenkel 135, 140 nötig machen. In der Darstellung von Fig. 12 ist zudem die Führungsfläche 145 zwischen dem ersten Schenkel 135 und dem zweiten Schenkel 140 zu erkennen, die in ihrer Krümmung derart ausgestaltet ist, dass sich eine möglichst optimale Kontaktierung und Führung zur Wicklung 125 ergibt.

Fig. 13 zeigt eine schematische Perspektivansicht von erfindungsgemäßen Kühlelementen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlelement gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Durch das Kühlelement 100 der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstrecken sich drei Kühlkanäle 130, 330, wobei jeweils im ersten und zweiten Schenkel 135, 140 ein Kanal 130, 330 vorgesehen ist. Zudem ist in einem Mittelteil 172 zwischen dem ersten Schenkel 135 und dem zweiten Schenkel 140 ein weiterer Kanal 130, 330 vorgesehen, der mit den Kanälen 130, 330 des ersten und zweiten Schenkels 135, 140 in Verbindung steht. In einem Zuführbereich zu dem Kühlelement sind quer verlaufende Bohrungen 175 als Verbindungen zwischen den Kanälen vorgesehen, die jeweils mit Blindstopfen 180 gegen ein Auslaufen von Kühlmittel gesichert sind. Entsprechendes gilt für den Abführbereich. Zudem sind die in den Schenkeln vorgesehenen Kanäle 130, 330 ebenfalls mit Blindstopfen gegenüber einem Austreten von Kühlmittel abgesichert.

Durch eine derartige Verzweigung eines gemeinsamen Kühlmittelzulaufs und eines gemeinsamen Kühlmittelablaufs lässt sich mit geringerem Aufwand hinsichtlich einer Montage dennoch eine ausreichende und gewünschte Durchströmung des erfindungsgemäßen Kühlelementes mit Kühlmittel sicherstellen. Fig. 15 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlelement gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kühlelement 100 in Fig. 15 zeichnet sich beispielsweise gegenüber dem in Fig. 12 dargestellten Kühlelement dadurch aus, dass die Außenseite 110 und die Innenseite 115 der Schenkel 135, 140 nicht parallel zueinander verlaufen. Die Außenseite weist über ihren kompletten Bereich ausgehend von einem Ende 150 des ersten Schenkels zum Ende 155 des zweiten Schenkels eine Krümmung auf in der Art, dass eine Tangentenfläche am Ende 150 der Teilaußenfläche des ersten Schenkels 135 in einem Winkel zu einer zweiten Tangentenfläche am gegenüberliegenden Ende 155 der Talaußenfläche des zweiten Schenkels 140 einen Winkel aufweist, der größer ist als der Winkel der Teilinnenfläche an der Innenseite 110 des ersten und zweiten Schenkels 135, 140. Damit ist das erfindungsgemäße Kühlelement nicht auf Ausgestaltungen beschränkt, in denen die Wicklung nicht in einem Bereich auf das Kühlelement stößt, in dem die Wicklung parallel zu einer Kernfläche geführt wird.

Fig. 16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlelement gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kühlelement 100 gemäß der siebten Ausführungsform, die in Fig. 16 gezeigt ist, umfasst neben dem ersten Schenkel 135 und dem zweiten Schenkel 140, die jeweils mit einem Kanal 130 versehen sind, ein Verbindungselement 160, das verformbar ausgestaltet ist, so das der Winkel zwischen den Innenseiten 115 der Schenkel 135 und 140 durch eine Verformung des Verbindungselements 160 eingestellt werden kann.