DE1465439A1

DE1465439A1 - Elektrischer Keramikwiderstand

Info

Publication number: DE1465439A1
Application number: DE19641465439
Authority: DE
Inventors: Vind Holger Wilhelm
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1964-09-11
Filing date: 1964-09-11
Publication date: 1969-02-06
Also published as: DE1465439B2; FR1446249A; DE1465439C3; CH424941A; BE668892A; NL6511648A

Description

Elektrischer Koramikwiderstand Die Erfindung betritt einen elektrischen Koramikwideretandp insbesondere einen PTO-Widerstand.

Bei Koramikwideratändent die unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind, also insbesondere temperaturabhängigen Widerständeng tritt da* Problem auf, daß der Keramikkörper springt und dadurch unbrauchbar wird. Hierbei ist es unwesentlich, ob die Umgebungutomperatur schwankt oder ob der Koranikwiderstand infolge Beheinung durch-den hindurohtrotenden Stroin eine Telmperaturänderung erfährte Aus diesem Grunde blieben den Ker»ikwiderständen bisher viele Anwiadun«obereiche versperrt, bii denen relativ rauche und groß* Texperaturänderungen auftreten.

Als Beispiel Bei ein den Anlauf einen elektrischen lKnph«*n-

motote überw«b«der PTO-Wideretand genanntg d.h. daß er'von

der Wickluffltemperatur beeinflußt oder von Anlaufo*tl*om'duroh-

flonsen wird,

Erfindungegemäß können die geschilderten Schadensfälle nahezu vollständig beseitigt werden, wenn der Keramikkörper ein- oder mehrfach unterteilt wird. Die in den einzelnen Teilen entstehenden thermischen Spannungen sind kleiner als im Gesamtkörper und führen daher nicht zu Bruchverformungen. Außerdem stören kleinere Relativbewegungen an der Teilfuge nicht, wie sie beim Spannungsausgleich auftreten.

Pür die Herstellung eines solchen Keramikwiderstandes ist es gleichgültig» ob ein bereits vorhandener Keramikkörper-unterteilt oder ob umgekehrt kleinere Keramikkörper zu dem gewünschten Widerstand zusammengesetzt werden. Vorzugsweise werden zwei oder mehr Tabletten vorgefertigt und dann zum Keramikkörper vereinigt. Da die Teilfugen nicht das gleiche definierte Widerstandsverhalten haben wie das Keramikmaterial, empfiehb es sich, die Teilfugen quer zur Stromdurchflußrichtung verlaufen zu lassen.
Um Schwierigkeiten beim Stromübergang zwischen den einzelnen Teilen zu vermeiden, kann sich in den Teilfugen ein Kontaktmaterial befinden. Dieses Kontaktmaterial kann auch Hafteigen schaften besitzen. Vorzugsweise eignet sich hierfür Nickel oder, Silber.-Dieses Material kann auf die Trennflächen aufgedampft oder als Paste aufgeschmiert werden. Es kommt auch jedes andere Verfahren In Frage, durch das die Eigenschaften des Keramikkörpern nicht nachteilig beeinflußt werden.
Vorzugaweise werden die einzelnen Keramikteile nicht nur durch ein Haftmaterial in der Teilfuge zusammengehalten, sondern es wird zusätzlich eine Anpreßvorrichtung benutzt. Dies kann beispielaweiae eine Feder sein. Die einzelnen Teile können aber auch durch ein verformtes Metallatück (Niete, Bördelkörper, magnetisch verformter Aluminiumstreifen u.dgl.) unter Zwischenlage von Inolierechichten dauerhaft zusammengehalten werden. Für manche Anwendungezwecke kommt es auch in Betracht, die Teile mit einer gemeinsamen Kunstatoffhülle zusammenzuhalten. Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung, der auch-für sich allein zu einer erheblichen Herabsetzung der störenden Wärmespannungen führt, aollkie maximale Wanddicke des keramischen Körpers höchstens halb so groß sein wie die in Stromdurchflußrichtung gemessene Höhe des Körpers« Auf diese Weise ergibt sich bei vorgegebenem Querschnitt und vorgegebener Länge den Keramikkörpers eine sehr große Oberfläche und dementsprechend eine große Wärmeaustauschfläche mit Bezug auf die Umgebung« Während man einen Keramikwiderstand mit Hilfe dieser Bemessungsregi schon für viele Anwendungezwecke brauchbar machen kann, ergibt sich in Verbindung mit der eingangs erwähnten Unterteilung des Keramikkörpers ein Bauelementg das auch den stärksten thermiechen Ansprüchen gewachsen ist.
Ein nach der erfindungegemäßen Bemessungeregel hergestellter Keramikkörper kann beispielsweise aus einer flachen Scheibe mit Stromzuführungselektroden an einander gegenüberliegenden schmalen Stirnflächen bestehen. Stattdessen kann der Keramikkörper auch aus einem Hohlzylinder mietromzuführungselektroden an den beiden Stirnflächen bestehen. Der Hohlzylinder kann sogar geschlitzt sein, um dem Keramikkörper noch eine weitere freie Beweglichkeit für den Ausgleich der thermischen Spannungen zu geben.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 einen Keramikkörper gemäß der Erfindung»mit zylindrischem Querschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Keramikkörper nach Pig. 19 Fig. 3 einen scheibenförmigen Keramikkörper, Fig. 4 einen hohlzylindrischen Keramikkörper mit Anpreß-7,." Vorrichtung#--lim,.Längsachnitt, Fig. den Keramikkörper nach Fig. 4 in Draufsicht, Fig. 6 ei ' nen scheibenförmigeng unterteilten Keramikkörper im Schnitt und Fig. 7 eine zugehörige Anpreß-Vorrichtung.
Der Keramikwideretand 1 in Fig. 1 besteht aus drei vorgefertigbn kreierunden Tabletten 2, 3 und 4. Die beiden äußeren Stirnflächen sind je mit einer Stromzuführungselektrode 5 und 6 in einer für Keramikwiderstände üblichen Weise versehen. In den Teilfugen zwischen den einzelnen Keramiktabletten befindet sich eine Schichl 7 bzw. 8 aus einem gleichzeitig eine Haftun g bewirkenden Konta.'--tmaterial, z.B. Silber. Die Stromzuleitungsdrähte mit ihren LÜJt stellen sind nur angedeutet. Die Unterteilung ist derart gewählt, daß die Höhe h eines Teilkörpers höchstens halb so groß ist wie die Geeamthöhe H des'Gesamtkörpern. Im vorliegenden Fall nehmen die Tabletten je ein Drittel der Höhe den Geaamtkörpern ein.
Bei dem Ausführungebeispiel der Fig. 3 ist ein scheibenförmiger Keramikwideretand 9 gewählt worden, dessen einander gegenüberliegenden schmalen Stirnflächen mit einer Stromanschlußelektrode 10 belegt sind, an die wiederum die Stromzuleitungedrähte anschließen. Wesentlich ist hierbei, daß die maximale Wanddicke t der Scheibe höchstens halb so groß ist, wie'die in Stromdurchflußrichtung gemessene Höhe H den Körpern* Im dargestellten Beispiel beträgt die Wandstärke t weniger als ein Fünftel der Höhe H, Die Scheibe 9 besitzt eine sehr große Oberfläche, über die ein rascher Wärmeaustausch bis hin zur Mitte den Karamikkörpern erf olgen kann.
In den Fig. 4 und 5 ist ein Keranikkörper 11 in Porn einen dünnwandigen Hohlzylindere veranschaulicht, der in Längsrichtung einen Schlitz 12 besitzt. Der Hohlzylinder besteht aus drei aufeinander gesetzten Zylinderteilen 13, 14 und 159 die in der Trennfuge wiederum eine Kontaktochicht 16 bzw. 17 aufweisen. Die beiden Stirnflächen sind je mit einer Stromzuleitungselektrode 18 und 19 versehen. Der Zusammenhalt diesen Körpern wird durch einen Niet 20 bewirkt, der'über zwei dreiarzige Isolierstücke 21 und 22 auf die Keramikteile 13, 14 und 15 einwirkt. Gegebenenfalls kann man zwischen eine Isolierplatte 21 und den =schließenden Keramikteil 13 noch eine Feder einlegen.
Bei dem Ausführungebeiopiel der Fig. 6 und 7 ist die Keramikscheibe der Fig. 3 in drei einzelne Streifen 239 24 und 25 zerlegt. Zwischenaohichten und Elektroden entsprechen den vorangehenden Beispielen. Zum Zung@menhalten worden zwei federnde Klemmvorrichtungen 26 benutzt, die von vorn und hinten über den Keramikkörper geschoben werden, Die Klemavorrichtung kann aus Gummi, Kunststoff, mit Isolierüberzeug vernehendem Blech o.dgl. bestehen.

Claims

Patentansprüche: Elektrischer Keramikwiderstand, insbesondere PTO-Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper ein- oder mehrfach unterteilt ist. 2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfugen quer zur Stromdurchflußrichtung verlaufen. 3. Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Teilfugen ein Kontaktmaterial befindet. 4. Widerstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmaterial auch Hafteigenschaften besitzt. 5. Widerstand nach einem der Anaprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile des Keramikkörpers durch eine Anpreß-Vorrichtung aneinander gepreßt sind. 6. Widerstand, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Wanddicke des keramischen Körpere höchstens halb so groß ist wie die in Stromdurchflußrichtung gemessene Höhe den Körpers. 7. Widerstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper aus einer flachen Scheibe mit Stromzuführungselektroden an einander gegenüberliegenden schmalen Stirnflächen besteht. 8. Widerstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnetg daß der Keramikkörper aus einem Hohlzylinder mit Stromzuführungselektroder an den beiden Stirnflächen besteht. g. Widerstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder geschlitzt ist. 10. Verfahren zur Herstellung den Keramikwiderstandes nach einem'der AnaprUche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Tabletten vorgefertigt und zum keramischen Körper vereinigt werden.