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Die Erfindung betrifft einen Widerstand, vorzugsweise einen Brems-, Entlade- oder Hochlastwiderstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Widerstandes.
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Bremswiderstände werden beispielsweise eingesetzt, um bei elektrischen Antrieben im Rekuperationsfall überschüssige Energie, die nicht zum Laden einer Batterie oder einer Kondensatoranordnung oder dergleichen verwendet werden kann, abzubauen, indem diese Energie- bzw. Spannungsspitzen in Wärme umgewandelt werden.
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Brems- oder Entladewiderstände können mit keramischen PTC-Widerstandselementen oder Drahwiderstandselementen ausgebildet sein. Bremswiderstände mit keramischen PTC-Widerstandselementen sind beispielsweise in der
EP 1 225 080 B1 der Anmelderin beschrieben. Derartige Bremswiderstände haben aufgrund ihrer stark mit der Temperatur ansteigenden Widerstandskennlinie eine hohe Betriebssicherheit, da sie sich bei einer Überlast selbst abregeln. Nachteilig ist, dass derartige PTC-Bremswiderstände vergleichsweise teuer sind.
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Bei weniger anspruchsvollen Anwendungen werden in der Regel Brems- oder Entladewiderstände – auch Lastwiderstände genannt, genutzt, bei denen das Widerstandselement als Drahtwiderstandswicklung ausgebildet ist, die einen Isolierkörper umgreift. Patronenförmige Ausführungen derartiger Drahtwiderstandselemente sind beispielsweise in der
DE 2 228 460 oder der
DE 37 03 689 C2 offenbart. Diese patronenförmigen Bremswiderstände haben jedoch einen vergleichsweise komplexen Aufbau. Deutlich kompakter sind Lösungen, bei denen das Drahtwiderstandselement eine Drahtwicklung hat, die auf einen flachen Träger aufgewickelt ist und das dann in einen als Hohlprofil ausgebildeten Kühlkörper eingesetzt wird. Somit ist ein gekapselter Aufbau zur Erhöhung der Sicherheit realisiert.
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Eine derartige Lösung ist beispielsweise in der
EP 1 711 035 A1 der Anmelderin erläutert. Demgemäß hat der bekannte Bremswiderstand den als Strangpressprofil aus Aluminium hergestellten Kühlköper, in den das Drahtwiderstandselement eingesetzt ist. Dessen Lagepositionierung erfolgt über Mikanit-Isolierplatten, die das Heizelement im Abstand zu der Umfangswandung des Strangpressprofils halten. Mikanit ist der Handelsname eines Pressglimmermaterials, welches einen festen, plattenförmigen Isolierstoff bildet. Die stirnseitige Abdichtung des Kühlkörpers erfolgt jeweils über einen Verschluss, wobei ein stromzuführungsseitiger Verschluss von zwei Anschlussleitungen durchdrungen ist. Herkömmlicher Weise werden diese Verschlüsse dadurch ausgebildet, dass das Strangpressprofil zunächst auf eine Montagevorrichtung aufgesetzt und dann eine Mikanit-Platte in eine stirnseitige Aufnahme des Strangpressprofils eingesetzt bzw. verpresst wird. Diese Mikanit-Platte wird dann mit Silikon oder einer entsprechenden Dichtmasse, wie z.B. Sauereisenzement, bodenseitig vergossen und ausgehärtet. Nach dem Aushärten wird das Drahtwiderstandselement in den Aufnahmeraum eingebracht und mit MgO verfüllt, wobei die Fülldichte durch Rütteln erhöht wird. Das MgO dient dabei als Isolationsmaterial und als Wärmespeicher. Zusätzlich wird durch das MgO das Drahtwiderstandselement und/oder die Lage der Drahtwicklungen fixiert. Dabei werden vor dem Füllen in den Aufnahmeraum Mikanit-Platten eingesetzt, die eine direkte Kontaktierung des Drahtwiderstandselementes mit dem Kühlkörper verhindern und so die elektrische Isolierung sicherstellen. Auf diese Verfüllung wird dann wiederum ein Verschluss aufgebracht und ausgehärtet.
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Da dieses Herstellverfahren aufgrund der zweimaligen Aushärtung vergleichsweise aufwendig ist, wird in der
DE 10 2011 001 362 A1 vorgeschlagen, anstelle der aushärtenden Schicht zunächst benachbart zur Füllung ein Plättchen in den Kühlkörper einzusetzen, das durch ein Dichtmittel abgedichtet ist. Benachbart zum Plättchen wird dann eine z.B. metallische oder keramische Verschlussplatte in den Kühlkörper eingesetzt, die mit diesem mechanisch verbunden ist.
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Ein derartiges Konzept lässt sich mit deutlich verringerten Fertigungszeiten realisieren, da das zeitintensive und auch im Hinblick auf die Lagerhaltung komplexe Aushärten entfällt.
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In der
EP 1 852 878 B1 ist eine Lösung offenbart, bei der die Drahtwiderstandswicklung mit dem Träger und den zwischen den Umfangswandungen des Kühlkörpers und der Drahtwiderstandswicklung angeordneten Isolierplatten verpresst sind, so dass auf eine Füllung verzichtet werden kann.
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Bei derartigen Drahtwiderstandselementen ist die Drahtwicklung üblicher Weise um die beiden Längsschenkel eines mehrteiligen rahmenförmigen Mikanit-Trägers gewickelt, wobei diese Wicklung von einer anschlussseitigen Schmalseite ausgeht, sich dann entlang eines Längsschenkels des Rahmens erstreckt, im Bereich einer anderen Schmalseite dann zum anderen, parallel verlaufenden Schenkel übergeht und von dort zurück zur anschlussseitigen Schmalseite führt. Der Fertigungsaufwand für den mehrteiligen Träger und die Zweifachwicklung ist erheblich.
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Nachteilig bei all diesen Lösungen ist, dass es im Fehlerfall, beispielsweise bei Auftreten einer überhöhten Spannung zu einer Überhitzung der Drahtwicklung kommen kann, was zu einem Durchbrennen oder gar zu einem partiellen Aufschmelzen des benachbarten Strangpressprofils führen kann. Drahtwiderstandselemente sind zwar üblicher Weise mit einer Schutzschaltung versehen, die im Überlastfall ansprechen soll – im Fehlerfall kann es trotzdem zu einer Lichtbogenbildung und den damit verbundenen vorbeschriebenen Problemen kommen. Da dieser Lichtbogen so zusagen von Wicklung zu Wicklung springt, kann man auch nicht vorab beurteilen, an welcher Stelle dieses Durchbrennen erfolgt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Widerstand zu schaffen, bei dem mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand die Betriebssicherheit verbessert ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Widerstandes zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Widerstand mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches 15 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird der Widerstand, der als Brems-, Entlade- oder Hochlastwiderstand ausgeführt sein kann, im Folgenden der Einfachheit halber Bremswiderstand genannt, mit einem Drahtwickelelement ausgeführt, das eine um einen isolierenden Träger gewickelte Drahtwiderstandswicklung hat, deren Enden Anschlusselementen zugeordnet sind. Erfindungsgemäß ist ein vorbestimmter Drahtabschnitt der Drahtwicklung im Vergleich zur sonstigen Drahtwicklung gegenüber der Umgebung besser thermisch isoliert, so dass im Fehlerfall das Drahtwickelelement in diesem Drahtabschnitt versagt.
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Auf diese Weise kann konstruktiv ohne Verringerung des Drahtquerschnittes vorbestimmt werden, in welchem Bereich die Drahtwicklung im Fehlerfall durchbrennt, so dass bei entsprechender Ausgestaltung dieses Bereiches die Gefahr einer Beschädigung benachbarter Komponenten sowie ein gefährlicher elektrischer Kontakt zum Gehäuse, d.h. ein Körperschluss, verhindert werden kann, und ein „eigensicheres Aussteigen“ des Bremswiderstandes ermöglicht wird.
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Dadurch wird die Eigensicherheit des Systems gegenüber herkömmlichen Lösungen deutlich verbessert. Die „Eigensicherheit“ wird bei einem Draht-Bremswiderstand über folgende Merkmale definiert:
- – Es kommt nicht zu einem Körperschluss, dass heißt einem Durchschlagen des Stroms auf das Gehäuse. In diesem Fall wäre nicht nur das Gehäuse des Bremswiderstandes sondern auch der Motor, auf dem das System elektrisch leitend verschraubt ist unter Spannung gesetzt.
- – Es bleibt ein genügend hoher Isolationswiderstand des Systems erhalten.
- – Es bleibt eine genügend hohe Spannungsfestigkeit des Systems erhalten.
- – Es liegt eine hinreichende thermische Sicherheit vor, also eine Sicherheit gegen Überhitzung des Systems mit einer daraus resultierenden Gefährdung von umliegenden Bauelementen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieser Drahtabschnitt zumindest abschnittsweise vom Träger umgeben oder in diesen eingebettet.
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Der Aufbau des Bremswiderstandes ist besonders einfach, wenn der Träger zwei Trägerelemente aufweist, zwischen denen der Drahtabschnitt verläuft, während die verbleibende Drahtwicklung um die beiden Trägerelemente verläuft.
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Bevorzugt wird es weiterhin, wenn die Drahtwicklung sich von einem anschlussseitigen Endabschnitt des Trägers weg, hin zu einem anderen Endabschnitt erstreckt und dann zwischen den Trägerelementen zum anschlussseitigen Endabschnitt rückgeführt ist und dort dann mit einem Anschlusselement verbunden ist. D.h. bei dieser Variante erstreckt sich die Drahtdurchleitung zwischen den beiden Trägerelementen.
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Diese werden vorzugsweise plattenförmig ausgebildet, so dass diese Drahtrückführung/Drahtdurchleitung zwischen den Platten verläuft und sich entsprechend ein sandwichartiger Aufbau ergibt.
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Eine Lichtbogenbildung im Umlenkungsbereich lässt sich weitestgehend verhindern, wenn die Wicklung im Abstand zum anderen Endabschnitt des Trägers in Richtung zum anschlussseitigen Endabschnitt umgelenkt ist. Dies kann relativ einfach bewirkt werden, in dem diese Umlenkung entlang einer in dem anderen Endabschnitt des Trägers ausgebildeten Ausnehmung erfolgt.
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Auch eine seitliche Lichtbogenbildung kann vermieden werden, wenn der umwickelte Bereich des Trägers gegenüber seinen Endabschnitten zurückgesetzt ist, so dass diese beidseitig über die Wicklung überstehen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Träger aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Material, wie z.B. Mikanit oder dergleichen hergestellt.
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Besonders bevorzugt wird es, wenn der Drahtwiderstand als Flachdraht ausgebildet ist. Der Abstand der Drahtwindungen soll bei einem Ausführungsbeispiel mehr als 1,5 mm betragen. Selbstverständlich kann auch Runddraht verwendet werden, in diesem Fall ist der Abstand geringer, beispielsweise 0,25 mm.
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Die Abstände richten sich nach den erforderlich Gesamtwiderstand des Systems. Ein Runddraht wird vorzugsweise in Stärken zwischen 0,1 mm bis 0,45 mm verwendet. Mit derartigen Durchmessern lassen sich relativ große Widerstandswerte realisieren. Falls ein kleinerer Widerstand erforderlich ist, wird Flachdraht bevorzugt.
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Die Montage des Bremswiderstandes ist besonders einfach, wenn der Träger am anschlussseitigen Endabschnitt Ausnehmungen hat, in denen die Endabschnitte der Wicklung vorfixiert werden können.
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Der Bremswiderstand wird vorzugsweise mit einem Kühlkörper ausgebildet, der einen das Drahtwickelelement aufnehmenden Aufnahmeraum hat, wobei sich die Anschlussleitungen durch einen stirnseitigen Verschluss des Kühlkörpers hindurch erstrecken.
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Die elektrische Isolierung gegenüber dem Kühlkörper ist besonders wirksam, wenn das Drahtwiderstandselement in eine Füllung eingebettet ist und zwischen Füllung und Kühlkörper weitere Isolationselemente angeordnet werden.
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Dementsprechend wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst der Drahtwiderstand von der Anschlussseite her zwischen den beiden Teilen des Trägers hindurchgeführt und an dem gegenüberliegenden Endabschnitt des Trägers umgelenkt. In der Folge wird dann der Träger mit dem Widerstandsdraht umwickelt, wobei sich die Wickelrichtung hin zum anschlussseitigen Endabschnitt des Trägers erstreckt.
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Bei einer Variante der Erfindung kann das Drahtwickelelement auch mit dem Kühlkörper verpresst werden, wobei zwischen dem Drahtwickelelement und dem Kühlkörper elektrisch isolierende Platten als Isolationskörper vorgesehen werden. Bei einer derartigen Variante kann auf die beschriebene Füllung verzichtet werden.
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Alternativ kann das Drahtwickelelement auch mit einem elektrisch isolierenden Material umgossen werden, das ein Wärmespeicher- und Wärmeübertragungselement ausbildet. Der ausgehärtete Block kann dann in den Aufnahmeraum des Kühlkörpers eingesetzt werden. Prinzipiell ist es auch möglich, das Drahtwickelelement direkt im Kühlkörper zu vergießen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Bremswiderstandes;
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2 den Bremswiderstand aus 1 bei abgenommener Deckfläche;
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3 eine Ansicht eines Drahtwickelelementes des Bremswiderstandes gemäß den 1 und 2;
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4 eine zeichnerisch aufgebrochene Darstellung des Drahtwickelelementes gemäß 3;
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5 eine Einzeldarstellung der Drahtwicklung des Drahtwickelelementes gemäß den 3 und 4 und
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6 eine Schnittdarstellung einer Variante eines Bremswiderstands.
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1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Bremswiderstandes 1.
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Die Erfindung wird anhand eines Widerstands (Brems-, Entlade- oder Hochlastwiderstand) erläutert. Prinzipiell lässt sich das erfindungsgemäße Konzept jedoch auch als Heizwiderstand bei einem Heizer verwenden.
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Demgemäß hat dieser einen als Aluminium-Stranggussprofil ausgebildeten Kühlkörper 2, in dessen im Folgenden noch näher erläuterten Aufnahmeraum (siehe 2) ein Drahtwickelelement aufgenommen ist. Die Kontaktierung dieses Drahtwickelelementes erfolgt über zwei Anschlussleitungen 4, 6, die einen anschlussseitigen Verschluss 8 durchsetzen. Der Kühlkörper 2 dient als Wärmespeicher, der die am Drahtwickelelement entstehende Wärme aufnimmt. Der erwärmte Kühlkörper steht dann im Wärmeaustausch mit der Umgebung.
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Der Kühlkörper ist mit die Wärmeaustauschfläche vergrößernden Kühlrippen 10 ausgeführt und hat in den Eckbereichen Ausnehmungen 12, die eine Befestigung des Kühlkörpers 2 an einem Gehäuse oder dergleichen ermöglichen. An dem von den Anschlussleitungen 4, 6 entfernten Endabschnitt des Kühlkörpers 2 ist, wie im Folgenden noch näher erläutert, ein bodenseitiger Verschluss ausgebildet. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kühlrippen 10 lediglich in einer oberen Deckwandung, im Folgenden Deckfläche 14 genannt, ausgebildet, selbstverständlich können diese auch in der unten liegenden Deckfläche 16 ausgebildet werden. Diese Deckflächen überstehen den Grundkörper des Kühlkörpers 2 seitlich, so dass Seitenwandungen 18, 20 etwa als U-Profil ausgebildet sind. In dieses U-Profil können Zusatzelemente, wie z.B. Temperaturfühler oder –begrenzer montiert werden. Auch andere Geometrien sind möglich.
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2 zeigt den Bremswiderstand gemäß
1 mit abgenommener Deckfläche
14, so dass das angesprochene Drahtwickelelement
22 sichtbar ist. Der dargestellte Schichtaufbau dieses Bremswiderstandes
1 ist im Prinzip aus dem eingangs genannten Stand der Technik gemäß der
DE 10 2011 001 362 A1 bekannt, so dass hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente beschrieben werden. Das Drahtwickelelement
22 ist in einen Aufnahmeraum
24 des Kühlkörpers
2 eingesetzt. Dieser Aufnahmeraum
24 ist durch die beiden U-förmigen Seitenwandungen
18,
20, die beiden Deckwandungen oder Deckflächen
14,
16 (Deckfläche
14 in der Darstellung gemäß
2 entfernt), den anschlussseitigen Verschluss
8 und den erwähnten weiteren bodenseitigen Verschluss
26 begrenzt. Die beiden plattenförmigen Verschlüsse
8,
26 können beispielsweise aus Metall, Keramik oder Glas bestehen und sind vorzugsweise mit dem Kühlkörper
2 verstemmt.
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Im Abstand zum Verschluss
26 ist ein Mikanit-Plättchen
28 angeordnet, das mittels einer nicht dargestellten Vergussmasse oder dergleichen lagefixiert ist. Auch ein Einpressen des Mikanit-Plättchens
28 ist möglich. Dieses Plättchen
28 grenzt an zwei längsseitige Mikanit-Isolierplatten
30,
32 an, die sich hin zu zwei anschlussseitigen Plättchen
34,
36 erstrecken. Diese sind wiederum im Abstand zum Verschluss
8 angeordnet und mittels einer Dichtmasse gehalten. Wie in der
DE 10 2011 001 362 A1 erläutert, haben diese beiden Plättchen
34,
36 wechselseitig ausgebildete Ausnehmungen, die sich im zusammengefügten Zustand zu Durchführungen für die beiden Anschlussleitungen
4,
6 ergänzen, wobei diese Durchführungen den Umfang der Leitungen umgreifen. Entsprechende Durchführungen
37a,
37b sind auch im Verschluss
8 ausgebildet.
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Im Bereich zwischen dem Drahtwickelelement 22 und der unteren Deckfläche 16 sowie der in 2 abgenommenen oberen Deckfläche 14 des Kühlkörpers 2 sind noch je Seite zumindest eine Mikanit-Bodenplatten vorgesehen, zwischen denen dann das Drahtwickelelement 22 angeordnet ist. Dementsprechend bilden diese beiden Mikanit-Bodenplatten, die längsseitig angeordneten Isolierplatten 30, 32 und die stirnseitig angeordneten Plättchen 28, 34, 36 einen geschlossenen Isolierkörper, der das Drahtwickelelement 22 kastenförmig umgreift. Der Aufnahmeraum 24 wird mit einer Sandfüllung gefüllt, die durch Rütteln teilverfestigt wird, so dass das Drahtwickelelement 22 zuverlässig im Aufnahmeraum 24 lagepositioniert und auch effektiv thermisch an den Kühlkörper angekoppelt ist. Dabei wird auch der Draht lagepositioniert.
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Der Aufbau des Drahtwickelelementes 22 erschließt sich aus den 3 bis 5. Die 3 und 4 zeigen eine Einzeldarstellung des Drahtwickelelementes 22 gemäß 2. Das Drahtwickelelement 22 hat einen aus Mikanit hergestellten Träger 38, der gemäß der aufgebrochenen Darstellung in 4 im Prinzip aus zwei Mikanit-Trägerelementen 40, 42 besteht, von denen in der Darstellung gemäß 3 nur das Trägerelement 42 sichtbar ist. Dieses überdeckt das in 4 oben liegende Trägerelement 40.
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Die beiden im Wesentlichen deckungsgleichen Trägerelemente 40, 42 haben einen anschlussseitigen Endabschnitt 44 und einen davon entfernten Endabschnitt 46, die beidseitig gegenüber einem dazwischen angeordneten Wickelabschnitt 48 verbreitert sind. Am anschlussseitigen Endabschnitt 44 sind zwei Anschlussbereiche 50, 52 vorgesehen, die jeweils durch eine Schweißbrücke gebildet sind, an die die beiden Anschlussleitungen 4, 6 angepunktet oder auf sonstige Weise angebunden sind. Der Träger 38 trägt die eigentliche Drahtwicklung. Der hier verwendete Widerstandsdraht 54 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Flachdraht mit rechteckförmigem Querschnitt ausgebildet und ist aus einer Heizdrahtlegierung hergestellt. Der Wicklungsabstand W beträgt vorzugsweise mehr als 0,5 mm. Wie eingangs erläutert, kann anstelle eines Flachdrahtes auch ein Runddraht verwendet werden. In diesem Fall liegen die Drahtdurchmesser üblicherweise im Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,45 mm.
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Beim Wickeln kann in einem ersten Arbeitsgang zunächst das in 3 unten liegende und in 4 oben liegende Ende 56 des Drahts 54 mit dem Anschlussbereich 52 der Anschlussleitung 4 kontaktiert werden. In einem folgenden Arbeitsgang wird dann der Draht 54 zwischen den beiden Trägerelementen 42, 44 hindurch hin zu einer am anderen Endabschnitt 46 des Trägers 38 ausgebildeten Ausnehmung 58 geführt und dort umgelenkt. Dieser Umlenkungsbereich des Drahts ist in 4 mit dem Bezugszeichen 60 versehen. Von diesem Umlenkungsbereich 60 wird der Draht 54 dann zum benachbarten Bereich des Wickelabschnittes 48 geführt und anschließend der Träger 38 umwickelt, bis der Draht 54 wieder den anschlussseitigen Endabschnitt 44 erreicht. Das entsprechende Ende 62 des Drahts wird dann mit dem Anschlussbereich 50 und damit mit der Anschlussleitung 6 kontaktiert. Eine Vorfixierung der Drahtwicklung ist dadurch möglich, dass die jeweiligen Enden 56, 62 in zwei Ausnehmungen 64, 66 eingeklemmt werden, so dass dann nach der Montage die Kontaktierung mit den Anschlussleitungen 4, 6 erfolgen kann.
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Der zwischen den beiden Trägerelementen 40, 42 durchgeleitete Drahtabschnitt 68 ist gegenüber der außen liegenden Wicklung durch die beiden plattenförmigen Mikanit-Trägerelemente 40, 42 thermisch isoliert. Im Fehlerfall wird sich der zwischen den Trägerelementen 40, 42 liegende Drahtabschnitt 68 deutlich mehr erhitzen als die außen liegende, vom Kühlkörper 2 gekühlte Wicklung, so dass entsprechend auch das Durchbrennen im Bereich dieser Durchleitung erfolgt. Das Durchbrennen erfolgt hierbei derart, dass sich sofort eine Unterbrechungsstelle bildet, welche so weit ist, dass ein sich bildender Lichtbogen schnell unterbrochen wird. So wird das Element eigensicher, insbesondere ist ein Körperschluss (elektrische Verbindung zum Gehäuse) unmöglich.
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Eine Beschädigung weiterer Bauelemente durch eine thermische Überhitzung ist somit zuverlässig ausgeschlossen.
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5 zeigt eine Einzeldarstellung des gewickelten Drahts 54. Man erkennt den zwischen den beiden Trägerelementen 40 und 42 verlaufenden Drahtabschnitt 68, der sich durch das Innere der Wicklung erstreckt und mit seinem Ende 56 mit dem Anschluss 52 kontaktiert wird. Dieser etwas schräg zur Wickelachse verlaufende Drahtabschnitt 68 ist im Bereich der Umlenkung 60 umgelenkt; die eigentliche Wicklung erstreckt sich dann wieder zurück, nach rechts in 5 und endet in dem etwas schräg angestellten Ende 62, das mit dem weiteren Anschluss 50 kontaktiert werden kann.
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Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Drahtwickelelement
22 mit den einen Isolierkörper bildenden Mikanitplatten in den Aufnahmeraum
24 des Isolierkörpers
2 eingesetzt, wobei der verbleibende Hohlraum mit einem Füllstoff, beispielsweise MgO verfüllt ist, um das Drahtwickelelement
22 im Aufnahmeraum
24 zu positionieren. Diese Verfüllung ist vergleichsweise aufwendig.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das erfindungsgemäße Drahtwickelelement
22 mit interner Rückführung und die dieses umgebenden Mikanit-Isolierplatten, von denen hier die längsseitig angeordneten Isolierplatten
30,
32 und die beiden Bodenplatten
70,
72 sichtbar sind, in den Aufnahmeraum
24 eingesetzt und dann wie in der
EP 1 852 878 B1 beschrieben miteinander verpresst werden. Bei diesem Verpressen werden die dargestellten Seitenwandungen
74,
76 in der dargestellten Weise nach innen eingezogen, so dass das Drahtwickelelement
22 mit dem zugehörigen Isolierkörper zuverlässig lagepositioniert ist. Bei dieser Verpressung werden die Wicklungen des Drahts in den Träger
38 und/oder die Bodenplatten
70,
72 eingedrückt, so dass eine sehr gute Wärmeübertragung gewährleistet ist. Des Weiteren wird durch die innige Kontaktierung des Drahtes mit dem Träger
38 und den elektrisch isolierenden Platten des Isolierkörpers eine gute Wärmespeicherfähigkeit bewirkt.
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Eine weitere Möglichkeit auf eine fertigungstechnisch aufwendige Füllung zu verzichten, besteht darin, das mit einer internen Rückleitung ausgeführte erfindungsgemäße Drahtwickelelement 22 mit einem Wärmespeicher- und Übertragungselement zu vergießen. Das heißt, dass Drahtwickelelement 22 wird mit einem aushärtendem Material vergossen, welches beispielsweise aus einer Mischung aus MgO und Wasserglas bestehen kann und unter Schutzgasatmosphäre und Temperatur aushärtet. Dieses elektrisch isolierende Vergussmaterial umschließt das Drahtwickelelement 22, so dass dieses als „Block“ in den Aufnahmeraum 24 des Kühlkörpers 2 eingeschoben werden kann. Die Befestigung kann dabei beispielsweise durch Einpressen oder Verpressen erfolgen. Prinzipiell ist es auch möglich das Drahtwickelelement direkt im Aufnahmeraum 24 zu vergießen, so dass dieser praktisch als Gießform wirkt. In diesem Fall könnte sogar auf die isolierenden Mikanitplättchen verzichtet werden.
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Offenbart ist ein Widerstand, vorzugsweise ein Brems-, Entlade- oder Hochlastwiderstand und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Widerstandes, bei denen ein Drahtabschnitt einer Drahtwicklung thermisch gegenüber der sonstigen Drahtwicklung isoliert ist, so dass im Fehlerfall der Drahtabschnitt versagt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremswiderstand
- 2
- Kühlkörper
- 4
- Anschlussleitung
- 6
- Anschlussleitung
- 8
- Anschlussseitiger Verschluss
- 10
- Kühlrippen
- 12
- Ausnehmung
- 14
- Deckfläche
- 16
- Deckfläche
- 18
- Seitenwandung
- 20
- Seitenwandung
- 22
- Drahtwickelelement
- 24
- Aufnahmeraum
- 26
- Verschluss
- 28
- Plättchen
- 30
- Isolierplatte
- 32
- Isolierplatte
- 34
- Plättchen
- 36
- Plättchen
- 37a
- Durchführung
- 37b
- Durchführung
- 38
- Träger
- 40
- Trägerelement
- 42
- Trägerelement
- 44
- Endabschnitt
- 46
- Endabschnitt
- 48
- Wickelabschnitt
- 50
- Anschlussbereich
- 52
- Anschlussbereich
- 54
- Widerstandsdraht
- 56
- Ende
- 58
- Ausnehmung
- 60
- Umlenkungsbereich
- 62
- Ende
- 64
- Ausnehmung
- 66
- Ausnehmung
- 68
- Drahtabschnitt
- 70
- Bodenplatte
- 72
- Bodenplatte
- 74
- Seitenwandung
- 76
- Seitenwandung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1225080 B1 [0003]
- DE 2228460 [0004]
- DE 3703689 C2 [0004]
- EP 1711035 A1 [0005]
- DE 102011001362 A1 [0006, 0043, 0044]
- EP 1852878 B1 [0008, 0052]
