DE202009002522U1

DE202009002522U1 - Load resistance with defined short-circuit protection

Info

Publication number: DE202009002522U1
Application number: DE202009002522U
Authority: DE
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: ATE525733T1; DK2221834T3; EP2221834B1; EP2221834A1

Abstract

The power resistance (1) has at least one resistance element (5) as a spiral (6) with two electrical connections (13,14) at the power line (15,16). A short circuit protection (2) has two electrodes (24,25) in a common housing (20), electrically linked to the connections, forming a spark gap (26) between them. They form a short circuit when a voltage overload breaches a threshold.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lastwiderstand, bestehend aus wenigstens einem mit zwei elektrischen Anschlüssen versehenen Widerstandselement, insbesondere in Form einer Widerstandswendel, dessen Anschlüsse jeweils mit einer Lastleitung in Verbindung stehen.The The invention relates to a load resistor consisting of at least one with two electrical connections provided resistive element, in particular in the form of a resistance coil whose connections each in connection with a load line.

Lastwiderstände der gattungsgemäßen Art sind aus dem Stand der Technik schon länger bekannt. Solche Lastwiderstände werden in elektrischen Anlagen insbesondere zum "Vernichten" überschüssiger elektrischer Energie eingesetzt. Solche überschüssige elektrische Energie entsteht beispielsweise beim Leerlauf- oder Schubbetrieb von Maschinen, welche mit Elektromotoren betrieben werden. Die Elektromotoren erzeugen in diesem Schubbetrieb oder Leerlaufbetrieb als Generatoren elektrische Energie. Um diese elektrische Energie unschädlich zu vernichten, wird diese durch den Lastwiderstand in Wärme umgewandelt, welche in geeigneter Weise an die Umgebung abgegeben wird. Dabei bestehen solche Lastwiderstände aus wenigstens einem mit zwei elektrischen Anschlüssen versehenen Widerstandselement, welches insbesondere in Form einer Widerstandswen del ausgebildet sein kann. Dieses Widerstandselement ist über entsprechende Anschlüsse mit Lastleitungen verbunden. Um eine entsprechende Umschaltung bzw. Beaufschlagung eines solchen Lastwiderstandes zu bewirken, sind hierzu entsprechende Steuerungen oder Regelungen vorgesehen, welche beispielsweise bei der "Umschaltung" eines Elektromotors in den Generatorbetrieb die Verbindung über die Lastleitungen zum Widerstandselement herstellt. Die Belastung des Lastwiderstande erfolgt in der Regel impulsartig, um eine Überlastung des Lastwiderstandes zu vermeiden. Eine Überlastung des Lastwiderstandes kann einerseits, in selteneren Fällen, durch Auftreten einer "Überspannung" und in der Mehrzahl der Fälle durch das Anliegen einer Dauerlast auf Grund eines defektes der Steuerung oder Reglung auftreten. Insbesondere führt eine Dauerbelastung eines Lastwiderstandes mit geschlossenem Metallmantelrohr und in einer Isolierstoffpackung eingebetteten Widerstandelementen zu einer Überhitzung des Lastwiderstandes, so dass dessen Isolierstoffpackung elektrisch leitfähig wird und ein unkontrollierter Spannungsüberschlag erfolgen kann.load resistors the generic type are from the prior Technology has been known for some time. Such load resistors are used in electrical installations, in particular to "destroy" excess used electrical energy. Such excess electrical energy is produced, for example, when idling or Pushing operation of machines which are operated by electric motors. The electric motors generate in this coasting or idle mode as generators electrical energy. To harm this electrical energy To destroy, this is through the load resistance in heat converted, which discharged in a suitable manner to the environment becomes. In this case, such load resistors consist of at least a resistive element provided with two electrical connections, which is formed in particular in the form of a resistance wave del can be. This resistance element is over appropriate Connections connected to load lines. To a corresponding Switching or loading of such a load resistor to effect this are appropriate controls or regulations provided, for example, in the "switching" of an electric motor in the generator mode, the connection via the load lines to Resistive element produces. The load of the load resistance is usually impulsive to overload the To avoid load resistance. An overload of the load resistance can on the one hand, in rarer cases, by the appearance of one "Overvoltage" and in the majority of cases through the concern of a permanent load due to a defect of the control or regulation occur. In particular, a permanent load leads a load resistor with closed metal casing pipe and in an insulating material embedded resistor elements to overheating of the load resistor, so that its insulating material electrically conductive and an uncontrolled flashover occurs can.

Dabei können solche Lastwiderstände in unterschiedlichster Art und Weise ausgestaltet sein. Es sei hier beispielhaft insbesondere auf die DE 20 2007 014 360 U1 verwiesen. Bei diesem Lastwiderstand handelt es sich um einen sog. Aluminium-Lastwiderstand, welcher sich dadurch auszeichnet, dass der eigentliche Lastwiderstand in einem mit Kühlrippen versehenen Kühlkörper angeordnet ist. In einem solchen Fall ist das Widerstandselement in Form einer Widerstandswendel oder Heizwendel in einem Metallmantelrohr angeordnet, welches in eine entsprechende Bohrung des Kühlkörpers eingesetzt ist und mit diesem flächig in Kontakt steht, um eine möglichst gute Wärmeabfuhr nach außen zu erreichen.In this case, such load resistors can be configured in various ways. It should be particularly exemplified here on the DE 20 2007 014 360 U1 directed. This load resistor is a so-called aluminum load resistor, which is characterized in that the actual load resistance is arranged in a cooling body provided with cooling fins. In such a case, the resistance element is arranged in the form of a resistance coil or heating coil in a metal sheath tube, which is inserted into a corresponding bore of the heat sink and is in contact with the surface in order to achieve the best possible heat dissipation to the outside.

Des Weiteren sind auch Lastwiderstände bekannt, bei welchen das Widerstandselement in Form einer "offen" liegenden Heizwendel ausgebildet ist, welche beispielsweise mittels eines Absperrgitters oder dgl. gegen Zugriff gesichert ist.Of Furthermore, load resistors are known in which the resistance element in the form of an "open" heating coil is formed, which for example by means of a shut-off grid or Like. Is secured against access.

Wie bereits oben erwähnt, kann ein solcher Lastwiderstand insbesondere bei Fehlschaltungen der Steuerelektronik oder der Regelelektronik teilweise kurzzeitig durch eine Überspannung oder auch über einen längeren Zeitraum durch eine Dauerlast "überlastet" werden. Dies kann bei einer als Gleichspannung ausgebildeten Last wiederum zu einem Spannungsüberschlag insbesondere bei U-förmig ausgeformten Heizwendeln im Bereich des Lastwiderstandes selbst führen. Bei mit Metallmantelrohren ausgestatteten Lastwiderständen führt dies u. U. zu einem Spannungsüberschlag gegenüber diesem Metallmantelrohr. Bei Aluminium-Lastwiderständen der oben kurz beschriebenen Art kann auch ein Spannungsüberschlag zum Kühlkörper erfolgen, so dass dieser aufgrund der äußerst hohen Energie zerstört wird. Insbesondere kann hier auch eine explosionsartige Verdampfung des Aluminiums auftreten. Dies ist insbesondere für das Bedienungspersonal, welches sich in unmittelbarer Nähe eines solchen Lastwiderstandes aufhält, äußerst gefährlich. Werden solche Lastwiderstände in der Umgebung einer explosionsfähigen Atmosphäre, wie z. B. in Lackierereien, eingesetzt, so kann eine nach außen ge richtete, unkontrollierte Entladung in ungünstigen Fällen auch zu Explosionen führen.As already mentioned above, such a load resistance can in particular in case of faulty circuits of the control electronics or the control electronics partly for a short time due to overvoltage or over a longer period of time "overloaded" by a continuous load become. This can be done with a load designed as a DC voltage again to a flashover especially at U-shaped heating coils in the area of the load resistance lead yourself. Equipped with metal casing pipes Load resistance leads this u. U. to a voltage flashover opposite this metal casing pipe. For aluminum load resistors The type briefly described above can also be a voltage flashover to the heat sink, so that this due the extremely high energy is destroyed. In particular, an explosive evaporation of the Aluminum occur. This is especially for the operator, which is in the immediate vicinity of such a load resistor stops, extremely dangerous. Are such load resistors in the vicinity of an explosive Atmosphere, such. B. in paint shops, used, so can be an outward ge directed, uncontrolled discharge in unfavorable cases also lead to explosions.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Lastwiderstand der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, dass derartig unkontrollierte Entladungsvorgänge sicher ausgeschlossen sind.Of the Invention is therefore based on the object a load resistor of the generic type such to design such uncontrolled discharging operations are safely excluded.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Kurzschluss-Sicherung vorgesehen ist, welche zwei mit den Anschlüssen des Widerstandselementes elektrisch gekoppelte Elektroden aufweist und dass die Elektroden einander derart benachbart angeordnet sind, dass die Elektroden eine Funkenstrecke bilden und bei Erreichen einer durch den Lastwiderstand vorbestimmten Grenzlast einen Kurzschluss durch einen Spannungsüberschlag bewirken.The The object is achieved according to the invention that a short circuit fuse is provided, which two with electrically coupled to the terminals of the resistive element Having electrodes and that the electrodes adjacent to each other are arranged so that the electrodes form a spark gap and upon reaching a predetermined by the load resistance limit load cause a short circuit due to a voltage flashover.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kurzschluss-Sicherung wird im Fehlerfall, d. h. bei Überschreiten einer Grenzlast des Lastwiderstandes, ein vordefinierter Kurzschluss bewirkt, so dass der Lastwiderstand bzw. dessen Widerstandselement nicht zerstört werden kann. Des Weiteren ist eine unkontrollierte Entladung zwischen dem Widerstandelement und einem evtl. vorgesehenen Kühlkörper sicher ausgeschlossen, so dass eine Gefährdung des Umgebungsbereiches vermieden wird. Dazu ist vorgesehen, dass die Kurzschluss-Sicherung zwei mit den Anschlüssen des Widerstandselementes elektrisch gekoppelte Elektroden aufweist. Tritt nun eine Überlastung, insbesondere in Form einer die Grenzlast übersteigenden Energie (Überspannung und/oder Dauerlast) an den Anschlüssen des Widerstandselementes auf, so wird diese bei entsprechender Ausgestaltung und Anordnung der beiden Elektroden durch einen Spannungsüberschlag definiert abgebaut. Dabei bilden die Elektroden eine Funkenstrecke, deren Größe abhängig von der durch den Lastwiderstand bestimmten Grenzlast einzustellen ist. Durch diesen Spannungsüberschlag wird zugleich ein Kurzschluss bewirkt, so dass die vorgeschaltete Steuerung oder Regelung entweder abgeschaltet oder zerstört wird. Damit ist gewährleistet, dass der Lastwiderstand selbst keine Beschädigung erfährt. Insbesondere können Spannungsüberschläge nicht unkontrolliert am Lastwiderstand erfolgen, da der sichere Abbau der "Überlastung" über die zusätzliche Kurzschluss-Sicherung definiert erfolgt. Es wird folglich auch eine Gefährdung von sich im Umgebungsbereich des Lastwiderstandes aufhaltenden Personen ausgeschlossen.Due to the inventive design of the short-circuit fuse is in case of failure, ie when exceeding a limit load of Lastwiderstan of, causes a predefined short circuit, so that the load resistance or its resistance element can not be destroyed. Furthermore, an uncontrolled discharge between the resistance element and a possibly provided heat sink is safely excluded, so that a hazard to the surrounding area is avoided. For this purpose, it is provided that the short-circuit fuse has two electrodes electrically coupled to the terminals of the resistance element. If an overload occurs, in particular in the form of an energy exceeding the limit load (overvoltage and / or continuous load) at the terminals of the resistance element, this is reduced in a defined manner with a corresponding configuration and arrangement of the two electrodes by a voltage flashover. In this case, the electrodes form a spark gap, the size of which is to be set as a function of the limit load determined by the load resistance. This voltage flashover causes a short circuit at the same time, so that the upstream control or regulation is either switched off or destroyed. This ensures that the load resistor itself is not damaged. In particular, voltage flashovers can not be uncontrolled on the load resistance, since the safe reduction of the "overload" via the additional short-circuit fuse is defined. Consequently, a risk of persons staying in the vicinity of the load resistance is excluded.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the further subclaims refer to.

So kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass die Elektroden in einem gemeinsamen Schutzgehäuse angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung ist der Kurschluss-Sicherung auch an einem bestehenden Lastwiderstand in einfacher Weise ohne weitere Veränderung an der Steuerung oder Regelung nachrüstbar.So can be provided according to claim 2, that the Electrodes arranged in a common protective housing are. By this embodiment, the short-circuit protection is also on an existing load resistor in a simple manner without further Modification can be retrofitted to the control or regulation.

Weiter kann gemäß Anspruch 3 vorgesehen sein, dass ausgehend von den Elektroden aus dem Schutzgehäuse zwei Anschlussdrähte herausgeführt sind, welche jeweils mit einem der Anschlüsse des Widerstandselementes elektrisch kontaktiert sind und dass die Elektroden mit ihren innerhalb des Schutzgehäuses liegenden Enden die Funkenstrecke bilden. Die Ausgestaltung stellt einen äußerst einfachen Aufbau der Kurzschluss-Sicherung dar. Dabei ist die Fun kenstrecke parallel zu den Anschlussdrähten bzw. Anschlüssen des Widerstandselementes geschaltet, so dass die Reaktionszeiten zum Erzeugen des Spannungsüberschlages äußerst gering sind.Further may be provided according to claim 3, that starting of the electrodes from the protective housing two connecting wires are led out, each with one of the connections the resistive element are electrically contacted and that the Electrodes with their lying within the protective housing Ends form the spark gap. The design provides an extremely simple Structure of the short-circuit fuse is. Here is the Fun kenstrecke parallel to the connecting wires or connections the resistance element switched, so that the reaction times for Generating the voltage flashover extremely low are.

Gemäß Anspruch 4 hingegen können die Elektroden jeweils mit einer der Lastleitungen des Widerstandselementes in Reihe geschaltet sein. In diesem Falle sind ebenfalls ausgehend von den Elektroden aus dem Schutzgehäuse zwei Anschlussdrähte herausgeführt, welche jeweils mit einem der Anschlüsse des Widerstandselementes elektrisch kontaktiert sind. Die beiden Elektroden bilden auch hier mit ihren innerhalb des Schutzgehäuses liegenden Enden eine entsprechende Funkenstrecke. Die Energiezufuhr zum Lastwiderstand erfolgt bei dieser Ausgestaltung von den Lastleitungen über die beiden Elektroden, so dass auch diese bei Auftreten einer die Grenzlast übersteigenden Energie mit einer relativ kurzen Reaktionszeit durch einen Spannungsüberschlag die Überlast durch einen Kurzschluss abbauen.According to claim 4, however, the electrodes can each with one of Load lines of the resistive element to be connected in series. In this case are also starting from the electrodes the protective housing led out two connecting wires, which in each case with one of the terminals of the resistor element electrically contacted. The two electrodes also form here their lying within the protective housing ends a corresponding spark gap. The energy supply to the load resistor takes place in this embodiment of the load lines via the two electrodes, so that these also occur when a Limit load exceeding energy with a relatively short Reaction time due to a voltage flashover the overload Remove by a short circuit.

Des Weiteren können die Elektroden gemäß Anspruch 5 auch als Widerstandsdraht ausgebildet sein. Dabei ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen den beiden Widerstandsdrähten kleiner ist als der Abstand des jeweiligen Widerstandsdrahtes zum Schutzgehäuse. Dies bedeutet, dass die Widerstandsdrähte in die Lastleitungen integriert sind und somit mit dem Widerstandselement des Lastwiderstandes in Reihe geschaltet sind. Aufgrund eines relativ geringen Abstandes zwischen diesen beiden Widerstandsdrähten, welcher kleiner ist als der Abstand zum Schutzgehäuses, wird sichergestellt, dass ein Spannungsüberschlag zwingend zwischen den Widerstandsdrähten und nicht zwischen einem der Widerstandsdrähte und dem Schutzgehäuse erfolgt.Of Further, the electrodes according to claim 5 may be formed as a resistance wire. It is intended that the distance between the two resistance wires is smaller than the distance of the respective resistance wire to the protective housing. This means that the resistance wires in the load lines are integrated and thus with the resistance element of the load resistor are connected in series. Due to a relatively small distance between these two resistance wires, which is smaller is as the distance to the protective housing, it is ensured that a voltage flashover is mandatory between the resistance wires and not between one of the resistance wires and the Protective housing takes place.

Die Verwendung der Widerstandsdrähte wiederum hat eine Erwärmung der Kurzschluss-Sicherung zur Folge, wobei gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein kann, dass die Widerstandsdrähte als Heizwendeln ausgebildet sind. Damit wird sichergestellt, dass ein relativ hoher Wärmebetrag durch die Widerstandsdrähte abgeführt werden kann.The Use of the resistance wires in turn has a warming the short-circuit fuse result, according to claim 6 may be provided that the resistance wires as heating coils are formed. This will ensure that a relatively high Heat amount dissipated by the resistance wires can be.

Um eine definierte Verzögerung eines solchen Spannungsüberschlages zu erreichen, kann gemäß Anspruch 7 vorgesehen sein, dass die Elektroden in Form der Widerstandsdrähte oder Heizwendeln in einem im Schutzgehäuse angeordneten, aus einem keramischen, elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Aufnahmekörper aufgenommen sind. Dieser keramische Werkstoff ist dabei derart gewählt, dass er oberhalb einer vorbestimmten Temperatur elektrisch leitfähig ist. Dies bedeutet, dass bei einer auftretenden "Überlast" sich die Kurzschluss-Sicherung zunächst erwärmt, bis der keramische Werkstoff seine elektrische Leitfähigkeit erreicht. In dem Zeitpunkt, in welchem dieser isolierende Werkstoff des Aufnahmekörpers elektrisch leitfähig wird, findet sodann der Spannungsüberschlag statt. Diese Ausgestaltung hat insbesondere aufgrund der zunächst stattfindenden Erwärmung der Kurzschluss-Sicherung den Vorteil, dass ein Spannungsüberschlag nicht sofort bei nur kurzzeitig auftretender Überlast erfolgt, sondern erst nach einer gewissen "Wartezeit", welche durch die zeitlich verzögerte Erwärmung der Kurzschluss-Sicherung bestimmt ist.In order to achieve a defined delay of such a voltage flashover, it can be provided according to claim 7 that the electrodes are accommodated in the form of resistance wires or heating coils in a receiving body arranged in a protective housing and made of a ceramic, electrically insulating material. This ceramic material is chosen such that it is electrically conductive above a predetermined temperature. This means that when a "overload" occurs, the short circuit fuse first heats up until the ceramic material reaches its electrical conductivity. At the time in which this insulating material of the receiving body is electrically conductive, then the voltage flashover takes place. This embodiment has the advantage, in particular due to the initial heating of the short-circuit fuse, that a chip Overcurrent does not occur immediately with only briefly occurring overload, but only after a certain "waiting time", which is determined by the time-delayed heating of the short circuit fuse.

Dabei kann gemäß Anspruch 8 weiter vorgesehen sein, dass der Aufnahmekörper im Schutzgehäuse in einer aus Magnesiumoxid, Siliciumoxid oder Quarzsand oder einem ähnlichen elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Isolierstoffpackung eingebettet ist. Diese Isolierstoffpackung kann dabei gemäß Anspruch 9 auch verdichtet sein. Gemäß Anspruch 8 ist hierzu jedoch auch vorgesehen, dass die Durchschlagsfestigkeit des Aufnahmekörpers im Bereich zwischen den Elektroden (Widerstandsdrähten) geringer ist als die Durchschlagsfestigkeit nach außen zum Schutzgehäuse hin. Durch diese Ausgestaltung wird ebenfalls sichergestellt, dass ein Spannungsüberschlag nur innerhalb der Kurzschluss-Sicherung auftreten kann. Eine Gefährdung nach außen ist somit sicher ausgeschlossen.there may be further provided according to claim 8, that the receiving body in the protective housing in a of magnesium oxide, silica or quartz sand or the like electrically insulating material existing Isolierstoffpackung is embedded. This insulating material can according to claim 9 also be compacted. According to claim 8 is this However, also provided that the dielectric strength of the receiving body lower in the area between the electrodes (resistance wires) is considered the dielectric strength to the outside to the protective housing out. This embodiment also ensures that a voltage flashover only within the short circuit fuse can occur. A danger to the outside is thus safely excluded.

Des Weiteren kann gemäß Anspruch 10 vorgesehen sein, dass das Schutzgehäuse aus einem Zylindermantel besteht, dessen Stirnseiten durch zwei eingesetzte Verschlussstopfen dicht verschlossen sind. Wird die Kurzschluss-Sicherung gemäß Anspruch 9 auch noch verdichtet, so wird ein äußerst fester Halt insbesondere der Verschlussstopfen im Zylindermantel erreicht. Damit ist gewährleistet, dass durch den Spannungsüberschlag innerhalb der Kurzschluss-Sicherung keinerlei Außenwirkung, insbesondere keine Explosion oder dgl. mehr, auftreten kann.Of Further may be provided according to claim 10, that the protective housing consists of a cylinder jacket, whose end faces are tight due to two inserted sealing plugs are closed. Is the short circuit fuse according to claim 9 also condensed, so is an extremely solid In particular, the stopper in the cylinder jacket stops. This ensures that the voltage flashover no external effect within the short-circuit fuse, In particular, no explosion or the like. More can occur.

Des Weiteren kann gemäß Anspruch 11 vorgesehen sein, dass die Widerstandselemente der Kurzschluss-Sicherung als Heizwendeln ausgebildet sind und dass die Heizwendel des Lastwiderstandes eine geringere Leistungsdichte aufweist als die beiden Heizwendeln der Kurzschluss-Sicherung. Durch diese Ausgestaltung wird insbesondere sicherge stellt, dass der Spannungsüberschlag ausschließlich in der Kurzschluss-Sicherung und nicht im Lastwiderstand erfolgt. Aufgrund der höheren Leistungsdichte der beiden Heizwendeln der Kurzschluss-Sicherung ist gewährleistet, dass sich die Kurzschluss-Sicherung bei Überschreiten der Grenzlast des Lastwiderstandes schneller erwärmt als der Lastwiderstand, so dass auch insbesondere der Aufnahmekörper zu einem früheren Zeitpunkt elektrisch leitfähig wird.Of Further may be provided according to claim 11, that the resistance elements of the short circuit fuse as heating coils are formed and that the heating coil of the load resistor a Lower power density than the two heating coils of Short fuse. This embodiment is in particular sicherge notes that the flashover exclusively in the short-circuit protection and not in the load resistor. by virtue of the higher power density of the two heating coils of Short-circuit protection ensures that the Short-circuit protection when the limit load of the Load resistance heats faster than the load resistance, so that in particular the receiving body to an earlier Time becomes electrically conductive.

Des Weiteren kann gemäß Anspruch 12 vorgesehen sein, dass das Widerstandselement in einem Metallmantelrohr angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein relativ kompakter Aufbau des Lastwiderstandes.Of Further may be provided according to claim 12, that the resistance element is arranged in a metal casing pipe is. This results in a relatively compact construction of the load resistance.

Gemäß Anspruch 13 kann weiter vorgesehen sein, dass das Metallmantelrohr in einem sowohl bezüglich seines Querschnittes als auch bezüglich seiner Länge auf die Abmessungen des Metallmantelrohres abgestimmten Hohlraum eines aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Kühlkörpers angeordnet ist und mit diesem Mantel flächig in thermischem Kontakt steht. Diese Ausgestaltung des Lastwiderstandes ermöglicht eine optimale Wärmeabfuhr, wobei das Aufheizen des Lastwiderstandes definiert langsamer erfolgt als eine Aufheizung der Kurzschluss-Sicherung, so dass ein Energieabbau durch Spannungsüberschlag sicher ausschließlich in der Kurzschluss-Sicherung stattfindet.According to claim 13 may further be provided that the metal casing tube in a both in terms of its cross-section and in terms of its Length matched to the dimensions of the metal casing pipe Cavity of an existing aluminum alloy heat sink is arranged and with this coat surface in thermal Contact stands. This embodiment of the load resistor allows optimum heat dissipation, wherein the heating of the load resistance defined slower than heating the short-circuit fuse, so that energy dissipation by flashover safe takes place exclusively in the short circuit fuse.

Weiter kann gemäß Anspruch 14 vorgesehen sein, dass die Widerstandselemente der Kurzschluss-Sicherung als Heizwendeln ausgebildet sind und, dass die Heizwendel des Lastwiderstandes eine geringere Leistungsdichte aufweist als die beiden Heizwendeln der Kurzschluss-Sicherung und, dass die Elektroden in einem aus einem keramischen, elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Aufnahmeköper aufgenommen sind und, dass der keramische Werkstoff oberhalb einer vorbestimmten Temperatur elektrisch leitfähig ist und, dass der Aufnahmekörper im Lastwiderstand integriert angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise des Lastwiderstande. Durch die integrierte Anordnung und die geringere Leistungsdichte der Heizwendel des Lastwiderstandes gegenüber der Leistungsdichte der Heizwendeln der Kurzschluss-Sicherung findet ein örtlich und zeitlich definierte Entladung innerhalb des Lastwiderstandes statt, so dass eine Außenwirkung jeglicher Art sicher ausgeschlossen ist. Insbesondere wird eine Gefährdung (welcher Art auch immer) von sich im Umgebungsbereich des Lastwiderstandes aufhaltenden Personen sicher ausgeschlossen.Further may be provided according to claim 14, that the Resistance elements of the short circuit fuse designed as heating coils are and that the heating coil of the load resistance is a lower Power density than the two heating coils of the short circuit fuse and that the electrodes in one of a ceramic, electrical insulating material existing receiving body added are and that the ceramic material above a predetermined temperature is electrically conductive and that the receiving body is arranged integrated in the load resistor. By this configuration results in an extremely compact design of Load resistance. Due to the integrated arrangement and the lower power density the heating coil of the load resistance to the power density the heating coils of the short circuit fuse finds a local and time-defined discharge within the load resistor instead, so an outside effect of any kind safely excluded is. In particular, a hazard (of whatever kind always) of itself in the surrounding area of the load resistor Persons excluded safely.

Ist die Kurzschluss-Sicherung gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 14 mit einem eigenen Schutzgehäuse versehen, so kann diese im Lastwiderstand auch auswechselbar aufgenommen sein, so dass diese nach einer Überlastung und einer evtl. damit verbundenen Zerstörung der Kurschluss-Sicherung erneuert werden kann.is the short circuit fuse according to the embodiment provided according to claim 14 with its own protective housing, so this can also be taken interchangeable in the load resistance, so that this after an overload and possibly with it Connected destruction of the short-circuit fuse renewed can be.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Lastwiderstandes mit Kurzschluss-Sicherung wird somit insbesondere eine erheblich verbesserter Personenschutz von sich im Umgebungsbereich des Lastwiderstandes aufhaltenden Personen ereicht. Ist die Kurzschluss-Sicherung als externes Bauelement außerhalb des Lastwiderstandes angeordnet, ist zusätzlich auch eine Zerstörung oder Beschädigung des Lastwiderstandes selbst ausgeschlossen.By the inventive design of a load resistor with short-circuit protection is thus in particular a considerable improved personal protection of itself in the environment of the load resistance arrested persons. Is the short circuit fuse as external component arranged outside the load resistor, is also a destruction or damage to the Load resistance itself excluded.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:Based the drawing will become apparent in some embodiments the invention explained in more detail. It shows:

1 im Schnitt einen Lastwiderstand zusammen mit einer mit dem Lastwiderstand bzw. dessen Anschlüssen elektrisch gekoppelten Kurzschluss-Sicherung; 1 in section, a load resistor together with a short-circuit fuse electrically coupled to the load resistor or its terminals;

2 im Schnitt einen Teil des Lastwiderstandes aus 1 mit einer zweiten Ausführungsvariante einer Kurzschluss-Sicherung; 2 on average, a part of the load resistance 1 with a second embodiment of a short circuit fuse;

3 im Schnitt einen Teil des Lastwiderstandes aus 1 mit einer weiteren Ausführungsvariante einer Kurzschluss-Sicherung, bei welcher die Elektroden als Heizwendeln ausgebildet sind; 3 on average, a part of the load resistance 1 with a further embodiment of a short-circuit fuse, in which the electrodes are formed as heating coils;

4 einen Schnitt IV-IV durch die Kurzschluss-Sicherung aus 3; 4 a section IV-IV through the short circuit fuse 3 ;

5 eine weitere Ausführungsvariante eines Lastwiderstandes im Schnitt, bei welcher die Kurzschluss-Sicherung integriert im Lastwiderstand angeordnet ist. 5 a further embodiment of a load resistor in section, in which the short circuit fuse is integrated in the load resistor is arranged.

1 zeigt eine prinzipielle Ausgestaltungsmöglichkeit eines Lastwiderstandes 1 zusammen mit einer Kurzschluss-Sicherung 2 im Schnitt. Der Lastwiderstand 1 weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein äußeres Metallmantelrohr 3 auf, welches mit einem Bodenteil 4 verschlossen ist. Innerhalb des Metallmantelrohres 3 ist ein Widerstandsdraht 5 in Form einer Heizwendel 6 angeordnet. Diese Heizwendel 6 ist im Metallmantelrohr 3 U-förmig verlaufend angeordnet und bildet zwei U-Schenkel 7 und 8. Dabei besteht ohne Weiteres die Möglichkeit, die Heizwen del 6 in mehreren U-Schleifen mit mäanderförmigem Verlauf anzuordnen. In seinem dem Bodenteil 4 gegenüberliegenden Endbereich ist das Metallmantelrohr 3 mit einem eingesetzten Verschlussdeckel 9 geschlossen. Des Weiteren ist aus 1 ersichtlich, dass die Heizwendel 6 mit ihren U-Schenkeln 7 und 8 in einer Isolierstoffpackung 10 eingebettet ist. Dabei kann diese Isolierstoffpackung 10 durch eine radiale Verpressung des Metallmantelrohres 3 verdichtet sein. Durch eine radiale Verpressung des Metallmantelrohres 3 kann ebenfalls ein äußerst festsitzender Halt des Verschlussdeckels 9 im Metallmantelrohr 3 erreicht werden. 1 shows a basic design possibility of a load resistor 1 together with a short circuit fuse 2 on average. The load resistance 1 has in the present embodiment, an outer metal casing pipe 3 on, which with a bottom part 4 is closed. Inside the metal jacket pipe 3 is a resistance wire 5 in the form of a heating coil 6 arranged. This heating coil 6 is in the metal casing pipe 3 U-shaped extending arranged and forms two U-legs 7 and 8th , There is the possibility, the Heizwen del easily 6 to arrange in several U-loops with meandering course. In his bottom part 4 opposite end region is the metal casing pipe 3 with an inserted cap 9 closed. Furthermore, it is off 1 seen that the heating coil 6 with her U-thighs seven and 8th in an insulating material package 10 is embedded. This insulating material can 10 by a radial compression of the metal casing pipe 3 be compacted. By a radial compression of the metal casing pipe 3 can also be a very tight fit of the cap 9 in the metal casing pipe 3 be achieved.

Des Weiteren ist aus 1 ersichtlich, dass von den beiden U-Schenkeln 7 und 8 jeweils eine Anschlussleitung 11 bzw. 12 durch den Verschlussdeckel 9 nach außen geführt ist. Diese beiden Anschlussleitungen 11 und 12 bilden jeweils einen Anschluss 13 bzw. 14, welcher jeweils mit einer Lastleitung 15 bzw. 16 in Verbindung steht. Die Isolierstoffpackung 10 kann, wie an sich bekannt, aus Magnesiumoxid, Siliciumoxid, Quarzsand oder einem ähnlichen, elektrisch isolierenden Werkstoff bestehen. Dieser Lastwiderstand 1 dient im Betrieb zur "Vernichtung" überschüssiger elektrischer Energie, insbesondere Gleichspannungsenergie, welche in verschiedenen elektrischen Anlagen unterschiedlichster Art anfallen kann.Furthermore, it is off 1 seen that from the two U-thighs 7 and 8th one connection cable each 11 respectively. 12 through the cap 9 led to the outside. These two connecting cables 11 and 12 each form a connection 13 respectively. 14 , each with a load line 15 respectively. 16 communicates. The insulating material package 10 may, as is known, consist of magnesium oxide, silica, quartz sand or a similar, electrically insulating material. This load resistance 1 used in operation to "destroy" excess electrical energy, especially DC energy, which may be incurred in various electrical systems of various kinds.

So ist es beispielsweise bekannt, dass Elektromotoren außer zum Antrieb, beispielsweise eines Fahrstuhls, auch zum Abbremsen desselben dienen können. Bei der über eine Steuerung oder Regelung bewirkten Umschaltung dieses Elektromotors in den Generatorbetrieb muss die erzeugte elektrische Energie, insbesondere Gleichspannungsenergie, "vernichtet" werden. Hierzu ist der Lastwiderstand 1 mit seinem als Widerstandsdraht 5 ausgebildeten Widerstandselement in Form der Heizwendel 6 vorgesehen. Diese überschüssige elektrische Energie wird getaktet, d. h. impulsartig, über die Lastleitungen 15 und 16, die beiden Anschlüsse 13 und 14 und die Anschlussleitungen 11 und 12 der Heizwendel 6 zugeführt und in Wärme umwandelt. Dabei kann für eine besonders gute Wärmeableitung nach außen die Isolierstoffpackung 10 sowie das Metallmantelrohr 3 vorgesehen sein. Aus dem Stand der Technik ist hierbei auch bekannt, diesen Lastwiderstand 1 mit seinem Metallmantelrohr 3 beispielsweise in einen Kühlkörper in Form eines Aluminiumgehäuses einzusetzen, welches wiederum beispielsweise mit Kühlrippen für eine optimale Wärmeableitung versehen sein kann (in der Zeichnung nicht dargestellt).Thus, it is known, for example, that electric motors can serve the same except for driving, for example, an elevator, for braking. In the case of switching over this electric motor into the generator operation, which is brought about via a control or regulation, the generated electrical energy, in particular DC energy, must be "destroyed". This is the load resistance 1 with his as a resistance wire 5 trained resistance element in the form of the heating coil 6 intended. This excess electrical energy is clocked, ie pulsed, over the load lines 15 and 16 , the two connectors 13 and 14 and the connecting cables 11 and 12 the heating coil 6 fed and converted into heat. It can for a particularly good heat dissipation to the outside of the Isolierstoffpackung 10 as well as the metal casing pipe 3 be provided. It is also known from the prior art, this load resistance 1 with his metal casing pipe 3 for example, in a heat sink in the form of an aluminum housing, which in turn may be provided for example with cooling fins for optimal heat dissipation (not shown in the drawing).

Der Lastwiderstand 1 mit seiner Heizwendel 6 ist dabei auf die sich rein rechnerisch ergebenden elektrischen Lasten ausgelegt. Dabei kann es jedoch vorkommen, insbesondere bei Fehlschaltungen beispielsweise der Steuerung oder Regelung, dass die Grenzlast, für welche der Lastwiderstand 1 mit seiner Heizwendel 6 ausgelegt ist, nicht nur kurzzeitig, sondern dauerhaft bzw. über einen längeren (unzulässigen) Zeitraum überschritten wird. Die abzubauende elektrische Energie wird normalerweise impulsartig und relativ kurzzeitig auf den Lastwiderstand 1 übertragen, so dass dieser diese Last optimal in Wärme umwandeln kann. Bei Fehlschaltungen jedoch kann es vorkommen, dass die Last zum einen nicht impulsartig auf den Lastwiderstand einwirkt, sondern als Dauerlast anliegt, wodurch eine vorbestimmte Grenzlast des Lastwiderstandes 1 überschritten wird. Auch oder zusätzlich, wenngleich in der Praxis auch seltener vorkommend, kann eine elektrische Überspannung zum Überschreiten der Grenzlast führen. Das Überschreiten der Grenzlast würde jedenfalls im Normalfall, insbesondere bei einer "Überhitzung" der Isolierstoffpackung 10 zu einem Spannungsüberschlag entweder zwischen den beiden U-Schenkeln 7 und 8 der Heizwendeln 6 oder zu einem Spannungsüberschlag von der Heizwendel 6 zum Metallmantelrohr 3 führen. Auch kann ein solcher Spannungsüberschlag, insbesondere zum Metallmantelrohr 3, zu weiteren Spannungsüberschlägen zu einem um dieses Metallmantelrohr 3 angeordneten Aluminium-Kühlkörper führen (in der Zeichnung nicht dargestellt), welche zur Zerstörung bzw. zu einem explosionsartigen Verdampfen des Aluminiumwerkstoffes führen können. Dies wäre äußerst gefährlich, insbesondere für Personen, welche sich im unmittelbaren Umgebungsbereich des Lastwiderstandes 1 mit seinem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kühlkörper befinden. Es gilt deshalb, diese Gefahr sicher abzuwenden.The load resistance 1 with its heating coil 6 is designed for purely computationally resulting electrical loads. However, it may happen, in particular in faulty circuits such as the control or regulation, that the limit load, for which the load resistance 1 with its heating coil 6 is designed not only for a short time, but permanently or over a longer (inadmissible) period is exceeded. The degraded electrical energy is usually impulsive and relatively short time on the load resistance 1 transferred so that it can optimally convert this load into heat. In case of faulty circuits, however, it may happen that the load does not act in a pulse-like manner on the load resistance, but rests as a continuous load, whereby a predetermined limit load of the load resistance 1 is exceeded. Also or in addition, although occurring infrequently in practice, an electrical overvoltage can lead to exceeding the limit load. The exceeding of the limit load would in any case normally, in particular in an "overheating" of Isolierstoffpackung 10 to a voltage flashover either between the two U-legs 7 and 8th the heating coils 6 or to a voltage flashover from the heating coil 6 to the metal casing pipe 3 to lead. Also, such a flashover, in particular to the metal casing pipe 3 , to further voltage flashovers to one around this metal casing pipe 3 arranged aluminum heat sink lead (not shown in the drawing), which for destruction or to an ex Plosionsartigen evaporation of the aluminum material can lead. This would be extremely dangerous, especially for people who are in the immediate vicinity of the load resistance 1 be located with his not shown in the drawing heat sink. It is therefore important to avert this danger safely.

Um nun ein solches unkontrolliertes "Entladen" zu verhindern, ist die Kurzschluss-Sicherung 2 vorgesehen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Kurzschluss-Sicherung 2 ein rohrartiges Schutzgehäuse 20 auf, welches an beiden Stirnseiten mit eingesetzten Verschlussstopfen 21 und 22 verschlossen ist. Diese Verschlussstopfen 21 und 22 schließen zusammen mit dem Schutzgehäuse 20 einen Aufnahmeraum 23 ein, welcher beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der 1 und 2 mit Luft oder einem ionisierbaren Gas oder Fluid gefüllt ist. Innerhalb dieses Aufnahmeraumes 23 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Elektroden 24 und 25 vorgesehen, welche in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind.To prevent such an uncontrolled "unloading" is the short circuit fuse 2 intended. In the present embodiment, the short circuit fuse 2 a tubular protective housing 20 on, which on both ends with inserted plugs 21 and 22 is closed. These plugs 21 and 22 Close together with the protective housing 20 a recording room 23 a, which in the present embodiment of the 1 and 2 filled with air or an ionizable gas or fluid. Inside this recording room 23 are two electrodes in the present embodiment 24 and 25 provided, which are arranged at a predetermined distance from each other.

Diese beiden Elektroden 24 und 25 bilden zwischen sich eine Funkenstrecke 26, innerhalb welcher bei Anliegen oder bei Überschreiten einer bestimmten Grenzlast das zwischen den beiden Elektroden 24 und 25 wirkende Spannungspotenzial durch einen Spannungsüberschlag an den beiden Elektroden 24 und 25 als Kurzschluss abgebaut wird. Hierzu sind die beiden Elektroden 24 und 25 über zwei Anschlussdrähte 27 und 28 mit den Anschlüssen 13 und 14 des Lastwiderstandes 1 verbunden. Somit stehen die beiden Elektroden 24 und 25 über die Anschlussdrähte 27 und 28 und die beiden Anschlüsse 13 und 14 direkt mit den Lastleitungen 15 und 16 in Verbindung. Durch diese gewählte Schaltungsart ist die Funkenstrecke 26 zwischen den Elektroden 24 und 25 parallel zum Widerstandsdraht 5 bzw. der Heizwendel 6 geschaltet. Es ist nun leicht vorstellbar, dass bei Anliegen einer Überspannung eine Ionisierung des sich im Aufnahmeraum 23 befindenden Mediums (z. B. Luft oder ein sonstiges, geeignetes Fluid) erfolgt, die nach einer gewissen geringen Verzögerung zu einer kurzschlussartigen Spannungsentladung zwischen den beiden Elektroden 24 und 25 führt. Dabei ist der Abstand der beiden Elektroden 24 und 25 derart gewählt, dass ein solcher Spannungsüberschlag sicher auftritt, bevor der Lastwiderstand 1 bzw. dessen Heizwendel 6 überlastet und beschädigt werden kann.These two electrodes 24 and 25 form a spark gap between them 26 , within which in case of concern or when exceeding a certain limit load between the two electrodes 24 and 25 acting voltage potential by a voltage flashover at the two electrodes 24 and 25 is reduced as a short circuit. These are the two electrodes 24 and 25 via two connecting wires 27 and 28 with the connections 13 and 14 of the load resistance 1 connected. Thus stand the two electrodes 24 and 25 over the connecting wires 27 and 28 and the two connectors 13 and 14 directly with the load lines 15 and 16 in connection. This selected type of circuit is the spark gap 26 between the electrodes 24 and 25 parallel to the resistance wire 5 or the heating coil 6 connected. It is now easy to imagine that in case of overvoltage ionization of the in the recording room 23 The medium (for example air or another suitable fluid) which occurs after a certain slight delay leads to a short-circuit-type voltage discharge between the two electrodes 24 and 25 leads. Here is the distance between the two electrodes 24 and 25 chosen such that such a flashover occurs safely before the load resistance 1 or its heating coil 6 overloaded and can be damaged.

Dabei kann die Kurzschluss-Sicherung 2 in unterschiedlichen Varianten ausgestaltet sein. So zeigt 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer solchen Kurzschluss-Sicherung 30, deren Gehäuseaufbau annähernd identisch ausgebildet ist wie der Gehäuseaufbau der Kurzschluss-Sicherung 2 aus 1. So weist auch die Kurzschluss-Sicherung 30 ein Schutzgehäuse 20 mit zwei Verschlussstopfen 21 und 22 auf. Auch diese Verschlussstopfen 21 und 22 bilden zusammen mit dem Schutzgehäuse 20 einen inneren Aufnahmeraum 23, innerhalb welchem wiederum zwei Elektroden 24 und 25 angeordnet sind. Von diesen Elektroden 24 und 25 führen wiederum zwei Anschlussdrähte 27 und 28 zu den Anschlüssen 13 und 14 des in 2 nur teilweise dargestellten Lastwiderstands 1 bzw. dessen Heizwendel 6. Dabei sind die beiden Anschlussdrähte 27 und 28 auch bei der Ausführungsform der Kurzschluss-Sicherung 30 durch den Verschlussstopfen 21 nach außen geführt.In this case, the short-circuit protection 2 be designed in different variants. So shows 2 a second embodiment of such a short circuit fuse 30 , whose housing structure is formed approximately identical to the housing structure of the short circuit fuse 2 out 1 , So does the short-circuit fuse 30 a protective housing 20 with two sealing plugs 21 and 22 on. Also these plugs 21 and 22 form together with the protective housing 20 an inner recording room 23 , inside which in turn two electrodes 24 and 25 are arranged. From these electrodes 24 and 25 in turn lead two connecting wires 27 and 28 to the connections 13 and 14 of in 2 only partially shown load resistance 1 or its heating coil 6 , Here are the two connecting wires 27 and 28 also in the embodiment of the short circuit fuse 30 through the sealing plug 21 led to the outside.

Beim Ausführungsbeispiel der Kurzschluss-Sicherung 30 nach 2 sind die beiden Elektroden 24 und 25 mit der Heizwendel 6 in Reihe geschaltet. Dementsprechend sind durch den zweiten Verschlussstopfen 22 aus dem Schutzgehäuse 20 zwei weitere Anschlussdrähte 31 und 32 herausgeführt. Diese Anschlussdrähte 31, 32 stehen ihrerseits wiederum mit den beiden Lastleitungen 15 und 16 in elektrischer Verbindung.In the embodiment of the short circuit fuse 30 to 2 are the two electrodes 24 and 25 with the heating coil 6 connected in series. Accordingly, by the second plug 22 from the protective housing 20 two more connecting wires 31 and 32 led out. These connecting wires 31 . 32 turn in turn with the two load lines 15 and 16 in electrical connection.

Im normalen Betrieb wird nun eine entsprechend abzubauende elektrische Energie direkt über die Kurzschluss-Sicherung 30 bzw. deren Elektroden 24, 25 zu den Anschlüssen 13 und 14 des Lastwiderstandes 1 geführt. In entsprechender Weise wird die Heizwendel 6 mit der anliegenden Last impulsartig beaufschlagt, so dass diese die elektrische Energie ebenfalls sicher in Wärme umwandeln kann. Im Störfall, wenn also eine bestimmte Grenzlast des Lastwiderstandes 1 erreicht oder überschritten ist, liegt an den beiden Anschlüssen 33 und 34 eine entsprechende "Überspannung" an, welche sodann nach Ionisierung des sich ebenfalls im Innenraum 23 befindenden Mediums durch einen kurzschlussartigen Spannungsüberschlag zwischen den Elektroden 24 und 25 abgebaut wird. Dementsprechend bilden auch diese beiden Elektroden 24 und 25 zwischen sich eine Funkenstrecke 26.In normal operation, an electrical energy to be degraded is now directly connected via the short circuit fuse 30 or their electrodes 24 . 25 to the connections 13 and 14 of the load resistance 1 guided. In a similar way, the heating coil 6 impulsively applied to the applied load, so that they can also safely convert the electrical energy into heat. In case of failure, so if a certain limit load of the load resistance 1 is reached or exceeded, is due to the two terminals 33 and 34 a corresponding "overvoltage", which then after ionization of itself also in the interior 23 located medium by a short-circuit voltage flashover between the electrodes 24 and 25 is reduced. Accordingly, these two electrodes form 24 and 25 between them a spark gap 26 ,

Dabei ist aus den 1 und 2 erkennbar, dass der Abstand der Elektroden 24 und 25 voneinander bzw. die Länge der Funkenstrecke 26 kleiner ist als der Abstand der Elektroden 24 und 25 zum Schutzgehäuse 20. Dadurch ist sichergestellt, dass der Spannungsüberschlag bei Auftreten einer Überlast zwischen den beiden Elektroden 24 und 25 und nicht zwischen einer der Elektroden 24 oder 25 und dem Schutzgehäuse 20 stattfindet.It is from the 1 and 2 recognizable that the distance between the electrodes 24 and 25 each other or the length of the spark gap 26 smaller than the distance of the electrodes 24 and 25 to the protective housing 20 , This ensures that the voltage flashover occurs when an overload occurs between the two electrodes 24 and 25 and not between one of the electrodes 24 or 25 and the protective housing 20 takes place.

Es ist erkennbar, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kurzschluss-Sicherung 2 bzw. 30 und deren Kopplung mit dem Lastwiderstand 1 eine schädliche Überlastung des Lastwiderstandes 1 sicher verhindert werden kann. Insbesondere ist durch die spezielle Auslegung der Kurzschluss-Sicherung 2 bzw. 30 sichergestellt, dass zu einem definierten Zeitpunkt bzw. bei einer definierten Grenzlast ein Spannungsüberschlag ausschließlich zwischen den beiden Elektroden 24 und 25 stattfindet, so dass eine Überlastung des Lastwiderstandes 1 sicher ausgeschlossen ist. Da beim Spannungsüberschlag zwischen den beiden Elektroden 24 und 25 eine Art Kurzschluss erzeugt wird, kann durch die Steuerung oder Regelung eine "Abschaltung" der Lastleitungen 15 und 16, über welche dem Lastwiderstand 1 die abzubauende elektrische Energie zugeführt wird, erfolgen oder, sollte eine solche Abschaltung nicht vorgesehen sein, zur Zerstörung dieser Steuerung oder Regelung erfolgen. Eine Zerstörung einer solchen Steuerung oder Regelung, welche in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, ist jedoch insoweit unproblematisch, als in vielen Fällen eine entsprechende Überlastung bzw. Überschreitung der Grenzlast durch einen Fehler dieser Steuerung oder Regelung bewirkt wird, so dass diese ohnehin vorab schon defekt war. Die in den 1 und 2 dargestellten Kurschluss-Sicherungen 1 und 30 finden in der Regel Anwendung für die Fälle, in welchen einen Überschreitung einer durch den Lastwiderstand vorgegebenen Grenzlast in Form einer, insbesondere auch über eine längeren Zeitraum anliegende Überspannung vorliegt. Von dem abgesehen, dass der Lastwiderstand bei der in den 1 und 2 dargestellten Konstellation nicht beschädigt werden kann, sind auch Personenschäden sicher ausgeschlossen, da der Spannungsüberschlag sicher innerhalb der Kurzschluss-Sicherung 2 bzw. 30 auftritt und somit jegliche Außenwirkung aufgeschlossen ist.It can be seen that by the inventive design of the short circuit fuse 2 respectively. 30 and their coupling with the load resistor 1 a harmful overload of the load resistance 1 can be safely prevented. In particular, due to the special design of the short circuit fuse 2 respectively. 30 ensured that at a defined time or at a defined limit load a voltage flashover exclusively between the two electrodes 24 and 25 takes place, so that overloading of the load resistance 1 is safely excluded. Because the voltage flashover between the two electrodes 24 and 25 a kind of short circuit is generated, can by the control or regulation a "shutdown" of the load lines 15 and 16 , about which the load resistance 1 the degraded electrical energy is supplied, carried out or, should such a shutdown is not provided to destroy this control or regulation. Destruction of such a control or regulation, which is not shown in detail in the drawing, however, is unproblematic insofar as in many cases a corresponding overload or exceeding the limit load is caused by a fault of this control or regulation, so this already in advance anyway was defective. The in the 1 and 2 shown short-circuit fuses 1 and 30 find application in the cases in which there is an excess of a predetermined by the load resistance limit load in the form of, in particular over a longer period applied overvoltage. Apart from that, the load resistance at the in the 1 and 2 shown constellation can not be damaged, personal injury are also excluded safe, as the flashover safely within the short circuit fuse 2 respectively. 30 occurs and thus any external effect is open.

Die 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsvariante einer Kurzschluss-Sicherung 40, welche für den "Fehlerfall" vorgesehen ist, dass die Steuerung oder Regelung den Lastwiderstand 1 mit einer unzulässigen Dauerlast beaufschlagt, deren elektrische Lastspannung jedoch nicht einen Wert erreicht, der zu einem Spannungsüberschlag an den Elektroden 24 und 25 der Ausführungsvarianten der Kurschluss-Sicherungen 1 oder 30 aus den 1 und 2 führen würde.The 3 and 4 show a further embodiment of a short circuit fuse 40 , which is provided for the "error case" that the control or regulation the load resistance 1 subjected to an impermissible continuous load, but whose electrical load voltage does not reach a value that leads to a voltage flashover at the electrodes 24 and 25 the variants of the short circuit fuses 1 or 30 from the 1 and 2 would lead.

So zeigt 3 einen Teilschnitt des Lastwiderstandes 1 aus 1, welcher dementsprechend ebenfalls das Metallmantelrohr 3, die Heizwendel 6 mit den beiden Anschlussleitungen 11 und 12 sowie den zugehörigen Anschlüssen 13 und 14 aufweist. Beim Ausführungsbeispiel der 3 ist dem Lastwiderstand 1 die weitere Ausführungsvariante einer Kurzschluss-Sicherung 40 zugeordnet. Von dieser Kurzschluss-Sicherung 40 zeigt 4 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie IV-IV aus 3.So shows 3 a partial section of the load resistance 1 out 1 , which accordingly also the metal casing pipe 3 , the heating coil 6 with the two connection lines 11 and 12 and the associated connections 13 and 14 having. In the embodiment of 3 is the load resistance 1 the further embodiment of a short circuit fuse 40 assigned. From this short circuit fuse 40 shows 4 a sectional view taken along section line IV-IV 3 ,

Bei dieser Kurzschluss-Sicherung 40 sind die Elektroden als Widerstandsdrähte in Form von zwei Heizwendeln 41 und 42 ausgebildet. Die beiden Heizwendeln 41 und 42 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in Aufnahmebohrungen 43 und 44 eines Aufnahmekörpers 45 angeordnet. Dieser Aufnahmekörper 45 seinerseits ist wiederum in einer Isolierstoffpackung 46 eingebettet, welche verdichtet sein kann. Das Ganze ist in einem Schutzgehäuse 47 angeordnet, welches an beiden Enden mittels zweier Verschlussstopfen 48 und 49 verschlossen ist. Durch den Verschlussstopfen 48 hindurch sind ausgehend von den beiden Heizwendeln 41 und 42 Anschlussdrähte 50 und 51 zu den Anschlüssen 13 und 14 des Lastwiderstandes 1 geführt. Auf der gegenüberliegenden Seite führen zwei weitere Anschlussdrähte 52 und 53 durch den Verschlussstopfen 49 des Schutzgehäuses 47 hindurch nach außen und sind über entsprechende Anschlüsse 54 und 55 mit den beiden Lastleitungen 15 und 16 verbunden.In this short circuit fuse 40 are the electrodes as resistance wires in the form of two heating coils 41 and 42 educated. The two heating coils 41 and 42 are in the present embodiment in receiving holes 43 and 44 a recording body 45 arranged. This receiving body 45 in turn, is in an insulating material package 46 embedded, which can be condensed. The whole thing is in a protective housing 47 arranged, which at both ends by means of two sealing plugs 48 and 49 is closed. Through the sealing plug 48 through are starting from the two heating coils 41 and 42 leads 50 and 51 to the connections 13 and 14 of the load resistance 1 guided. On the opposite side lead two more connecting wires 52 and 53 through the sealing plug 49 of the protective housing 47 through to the outside and are via appropriate connections 54 and 55 with the two load lines 15 and 16 connected.

Bei dieser Ausführungsvariante der Kurzschluss-Sicherung 40 sind die beiden Heizwendeln 41 und 42 mit der Heizwendel 6 des Lastwiderstandes 1 ebenfalls in Reihe geschal tet, wie dies bereits bezüglich der beiden Elektroden 24 und 25 des Ausführungsbeispiels der Kurzschluss-Sicherung 30 aus 2 beschrieben wurde.In this embodiment of the short circuit fuse 40 are the two heating coils 41 and 42 with the heating coil 6 of the load resistance 1 Also gescha tet in series, as already with respect to the two electrodes 24 and 25 of the embodiment of the short circuit fuse 30 out 2 has been described.

Die Besonderheit dieser Kurzschluss-Sicherung 40 aus 3 und 4 besteht nun darin, dass insbesondere bei Überlastung bzw. Überschreiten der Grenzlast für den Lastwiderstand 1 eine Erwärmung des Aufnahmekörpers 45 erfolgt. Normalerweise wird der Lastwiderstand 1 getaktet mit einer impulsartigen Last beaufschlagt, so dass diese durch alternierendes Abkühlen und Aufheizen durch den Lastwiderstand 1 problemlos abgebaut werden kann. Wird bei einer Fehlschaltung der Steuerung oder Regelung der Lastwiderstand 1 jedoch mit einer Dauerlast beaufschlagt, so wird dieser auf Grund der permanenten Aufheizung "überhitzt". Diese "Überhitzung" führt insbesondere dazu dass ab einer bestimmten, werkstoffabhängigen "Grenztemperatur" die Isolierstoffmasse 10 leitend wird. Das wiederum führt zu einem unkontrollierten Spannungsüberschlag zwischen den beiden U-Schenkeln 7 und 8 (1) der Heizwendel 6 oder zwischen der Heizwendel 6 und dem Metallmantelrohr 3 (1). Ist das Metallmantelrohr 3 noch von einem Kühlkörper umgeben, wie in der Beschreibungseinleitung angegeben, so kann auch ein gefährlicher Spannungsüberschlag nach außen treten. Um diesem entgegenzuwirken, ist die spezielle Ausgestaltung der Kurzschluss-Sicherung 40 vorgesehen.The special feature of this short circuit fuse 40 out 3 and 4 consists in the fact that, in particular in case of overloading or exceeding the limit load for the load resistance 1 a heating of the receiving body 45 he follows. Usually the load resistance 1 clocked subjected to a pulse-like load, so that these by alternating cooling and heating by the load resistance 1 can be easily broken down. If, in the event of a faulty control or regulation, the load resistance 1 However, when subjected to a continuous load, it is "overheated" due to the permanent heating. This "overheating" leads in particular to the fact that above a certain, material-dependent "limit temperature" the Isolierstoffmasse 10 becomes conductive. This in turn leads to an uncontrolled flashover between the two U-legs 7 and 8th ( 1 ) of the heating coil 6 or between the heating coil 6 and the metal casing pipe 3 ( 1 ). Is the metal casing pipe 3 still surrounded by a heat sink, as indicated in the introduction, so can also occur a dangerous voltage flashover to the outside. To counteract this is the special design of the short circuit fuse 40 intended.

Der Aufnahmekörper 45 der Kurzschluss-Sicherung 40 kann aus einem keramischen Werkstoff bestehen, welcher bei Erreichen oder Überschreiten einer bestimmten Temperatur elektrisch leitend wird. Die beiden Heizwendeln 41 und 42 weisen dabei eine höhere Leistungsdichte auf als die Heizwendel 6 des Lastwiderstandes 1. Dies bewirkt, dass sich die Kurzschluss-Sicherung 40 bei einer anliegenden Überlast, insbesondere im Sinne einer Dauerlast, wesentlich schneller aufheizt als der Lastwiderstand 1. Wird ab einer bestimmten Temperatur (Grenztemperatur) der Werkstoff des Aufnahmegehäuses 45 leitend, so findet zwischen den beiden Heizwendeln 41 und 42 ein Spannungsüberschlag statt, was ebenfalls zum Kurzschluss führt.The receiving body 45 the short circuit fuse 40 may consist of a ceramic material which becomes electrically conductive when reaching or exceeding a certain temperature. The two heating coils 41 and 42 have a higher power density than the heating coil 6 of the load resistance 1 , This causes the short circuit fuse 40 at an applied overload, in particular in the sense of a continuous load, heats up much faster than the load resistance 1 , Becomes from a certain temperature (limit temperature) of the material of the receiving housing 45 conductive, so finds between the two heating coils 41 and 42 a voltage flashover instead, which also leads to a short circuit.

Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung der Kurzschluss-Sicherung 40 ist, dass eine gewisse Zeitverzögerung bis zum Eintreten des Spannungsüberschlages auftritt. D. h., dass diese Kurzschluss-Sicherung 40 erst nach einer gewissen Zeitdauer, beispielsweise bei Anliegen einer Überlast über einen Zeitraum von beispielsweise 10–12 Sekunden reagiert. D. h., dass nur kurzzeitige Überlastungen, welche vom Lastwiderstand 1 noch schadlos überstanden werden können, nicht sofort zum Kurzschluss führen.Advantageous in this embodiment of the short circuit fuse 40 is that a certain time delay occurs until the onset of the voltage flashover. That is, that this short circuit fuse 40 only after a certain period of time, for example, responding to an overload over a period of, for example, 10-12 seconds responds. That is, that only short-term overloads, which of the load resistance 1 can be survived without damage, do not immediately lead to a short circuit.

5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Lastwiderstandes 60, welcher ebenfalls ein Metallmantelrohr 3 und eine darin angeordnete Heizwendel 6 mit zwei U-Schenkeln 7 und 8 aufweist. Auch diese Heizwendel 6 mit ihren U-Schenkeln 7 und 8 ist in einer Isolierstoffpackung 10 innerhalb des Metallmantelrohres 3 angeordnet. Dem Bodenteil 4 des Metallmantelrohres 3 gegenüberliegend ist das Metallmantelrohr 3 ebenfalls mit einem Verschlussdeckel 9 verschlossen, welcher in das Metallmantelrohr 3 eingesetzt ist. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsformen von Lastwiderständen 1 ist beim Lastwiderstand 60 die Kurzschluss-Sicherung 40, wie die 3 und 4 zeigen, im Lastwiderstand 60 integriert angeordnet. Dabei kann im Verschlussdeckel 9 ein Verschlussstopfen 61 vorgesehen sein, über welchen die Kurzschluss-Sicherung 40 in den Lastwiderstand 60 einsetzbar ist. Die Ausgestaltung gemäß 5 stellt somit eine äußerst kompakte Bauart eines Lastwiderstandes 60 mit integrierter Kurzschluss-Sicherung 40 dar. Ansonsten ist die Funktionsweise der Kurzschluss-Sicherung 40 identisch mit der Kurzschluss-Sicherung 40 aus den 3 und 4. 5 shows a further embodiment of a load resistor 60 , which is also a metal casing pipe 3 and a heating coil disposed therein 6 with two U-thighs 7 and 8th having. Also this heating coil 6 with her U-thighs 7 and 8th is in an insulating material package 10 inside the metal jacket pipe 3 arranged. The bottom part 4 of the metal casing pipe 3 opposite is the metal casing pipe 3 also with a cap 9 closed, which in the metal casing pipe 3 is used. In contrast to the embodiments of load resistors described above 1 is at load resistance 60 the short circuit fuse 40 , as the 3 and 4 show, in load resistance 60 integrated arranged. It can in the cap 9 a stopper 61 be provided over which the short circuit fuse 40 in the load resistance 60 can be used. The embodiment according to 5 thus represents an extremely compact design of a load resistor 60 with integrated short circuit fuse 40 Otherwise, the operation of the short circuit fuse 40 identical to the short circuit fuse 40 from the 3 and 4 ,

Weiter kann auch vorgesehen sein, sofern eine Auswechselbarkeit der Kurzschluss-Sicherung 40 nicht gewünscht ist, dass die Kurzschluss-Sicherung 40 ohne das in 3 dargestellte Schutzgehäuse 47 in den Lastwiderstand 60 aus 5 eingesetzt ist.Next can also be provided if a replaceability of the short circuit fuse 40 you do not want the short circuit fuse 40 without that in 3 illustrated protective housing 47 in the load resistance 60 out 5 is used.

Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass durch die Kurzschluss-Sicherungen 2, 30 und/oder 40 ein Lastwiderstand 1 bzw. 60 zur Verfügung gestellt wird, bei welchem im Fehlerfall, insbesondere bei der Zufuhr einer die Grenzlast übersteigenden elektrischen Energie, ein Kurzschluss an einem vordefinierten "Ort", nämlich in der entsprechend zugehörigen Kurzschluss-Sicherung 2, 30 bzw. 40 bewirkt wird.In summary, it should be noted that the short-circuit fuses 2 . 30 and or 40 a load resistor 1 respectively. 60 is made available, in which in case of failure, in particular in the supply of a limit load exceeding electrical energy, a short circuit at a predefined "location", namely in the corresponding associated short circuit fuse 2 . 30 respectively. 40 is effected.

Der Bereich der Elektroden kann, wie oben beispielhaft dargestellt, dabei vernünftigerweise zusätzlich geschützt, ummantelt, verdichtet, vergossen oder in sonstiger Art und Weise umschlossen sein, so dass in Folge des bei Überlast eintretenden Kurzschlusses durch Spannungsüberschlag keine Explosion, kein Lichtbogen, kein Feuer und auch kein Rauch nach außen dringen kann. Dabei kann der Lastwiderstand, wie oben zu den Ausführungsbeispielen beschrieben, als geschlossener Lastwiderstand ausgebildet sein oder aber auch mit an Luft offen liegenden Heizwendeln. All diesen Ausführungsvarianten von Lastwiderständen ist gemeinsam, dass ihnen eine Kurzschluss-Sicherung 2, 30 oder 40 vorgeschaltet ist. Damit wird sicher eine Gefährdung einer sich im Umgebungsbereich des Lastwiderstandes 1 befindenden Person beim Eintritt des Fehlerfalls einer Überschreitung der Grenzlast sicher ausgeschlossen.The area of the electrodes can, as exemplified above, thereby reasonably additionally protected, encased, compacted, potted or otherwise enclosed, so that as a result of the overload occurring short circuit due to flashover no explosion, no arc, no fire and also no smoke can escape to the outside. In this case, the load resistance, as described above for the embodiments, be designed as a closed load resistance or even with exposed to air heating coils. All these variants of load resistors have in common that they have a short-circuit protection 2 . 30 or 40 upstream. This will certainly endanger yourself in the environment of the load resistance 1 person in the event of failure to exceed the limit load safely excluded.

Des Weiteren ist bei externer Anordnung der Kurzschluss-Sicherung 2, 30 oder 40 außerhalb des Lastwiderstandes 1 auch der eigentliche Lastwiderstand 1 bzw. dessen Widerstandsdraht 5 oder Heizwendel 6 gegen Überlastung und Zerstörung gesichert.Furthermore, with external arrangement of the short circuit fuse 2 . 30 or 40 outside the load resistance 1 also the actual load resistance 1 or its resistance wire 5 or heating coil 6 secured against overloading and destruction.

Der Kurzschluss findet erfindungsgemäß unschädlich genau an einem vorbestimmten Ort oder "Punkt" statt, was zu einer erheblichen Verbesserung der Sicherheit, insbesondere von sich im Umgebungsbereich des Lastwiderstandes 1 oder 60 aufhaltenden Personen führt.According to the invention, the short circuit takes place harmlessly precisely at a predetermined location or "point", which leads to a considerable improvement in safety, in particular of itself in the vicinity of the load resistance 1 or 60 resident persons.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 202007014360 U1 [0003]

Claims

Load resistance ( 1 . 60 ), consisting of at least one with two electrical connections ( 13 . 14 ) provided resistive element ( 5 ), in particular in the form of a resistance coil ( 6 ), whose connections ( 13 . 14 ) each with a load line ( 15 . 16 ), characterized in that a short circuit fuse ( 2 . 30 . 40 ), which two are connected to the terminals ( 13 . 14 ) of the resistance element ( 5 ) electrically coupled electrodes ( 24 . 25 . 41 . 42 ) and that the electrodes ( 24 . 25 . 41 . 42 ) are arranged adjacent to each other in such a way that the electrodes ( 24 . 25 . 41 . 42 ) a spark gap ( 26 ) and upon reaching a through the load resistor ( 1 . 60 ) predetermined limit load cause a short circuit by a voltage flashover.

Load resistor according to claim 1, characterized in that the electrodes in a common protective housing ( 20 . 47 ) are arranged.

Load resistor according to claim 2, characterized in that from the protective housing ( 20 ) starting from the electrodes ( 24 . 25 ) two connecting wires ( 27 . 28 ), which in each case with one of the connections ( 13 . 14 ) of the resistance element ( 5 ) are electrically contacted and that the electrodes ( 24 . 25 ) with their inside the protective housing ( 20 ) lying the spark gap ( 26 ) form.

Load resistor according to claim 2 or 3, characterized in that the electrodes ( 24 . 25 . 41 . 42 ) each with one of the load lines ( 15 . 16 ) of the resistance element ( 5 . 6 ) are connected in series and that starting from the electrodes ( 24 . 25 . 41 . 42 ) from the protective housing ( 20 . 47 ) two connecting wires ( 27 . 28 . 50 . 51 ), which in each case with one of the connections ( 13 . 14 ) of the resistance element ( 5 . 6 ) are electrically contacted and that the electrodes ( 24 . 25 . 41 . 42 ) with their inside the protective housing ( 20 . 47 ) lying the spark gap ( 26 ) form.

Load resistor according to claim 4, characterized in that the electrodes each as a resistance wire ( 41 . 42 ) are formed and are arranged at a distance from each other which is smaller than the distance of the respective resistance wire ( 41 . 42 ) to the protective housing ( 47 ).

Load resistor according to claim 5, characterized in that the resistance wires as heating coils ( 41 . 42 ) are formed.

Load resistor according to claim 5 or 6, characterized in that the electrodes ( 41 . 42 ) in a protective housing ( 47 ), consisting of a ceramic, electrically insulating material receiving body ( 45 ) and that the ceramic material is electrically conductive above a predetermined temperature.

Load resistor according to claim 7, characterized in that the receiving body ( 45 ) in the protective housing ( 47 ) in an insulating material packing consisting of MgO, SiO ₂ or quartz sand or a similar, electrically insulating material ( 46 ) and that the dielectric strength of the receiving body ( 45 ) in which between the electrodes ( 41 . 42 ) is lower than the dielectric strength to the outside to the protective housing ( 47 ).

Load resistor according to claim 7, characterized in that the insulating material package ( 46 ) is compressed.

Load resistor according to one of claims 2 to 8, characterized in that the protective housing ( 20 . 47 ) consists of a cylinder jacket whose end faces by two inserted plugs ( 21 . 22 . 48 . 49 ) are tightly closed.

Load resistor according to one of claims 6 to 10, characterized in that the resistance elements of the short circuit fuse ( 40 ) as heating coils ( 41 . 42 ) are formed and that the heating coil ( 6 ) of the load resistance ( 1 . 60 ) has a lower power density than the two heating coils ( 41 . 42 ) of the short circuit fuse ( 40 ).

Load resistor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the resistance element ( 5 ) of the load resistance ( 1 . 60 ) in a metal casing pipe ( 3 ) is arranged.

Load resistor according to claim 12, characterized in that that the metal casing pipe is in a respect to both its Cross-section as well as in terms of its length the dimensions of the metal jacket tube tuned cavity of a arranged consisting of an aluminum alloy heat sink is and with this jacket surface in thermal contact stands.

Load resistor according to claim 1, characterized in that the resistance elements of the short circuit fuse ( 40 ) as heating coils ( 41 . 42 ) are formed and that the heating coil ( 6 ) of the load resistance ( 1 . 60 ) has a lower power density than the two heating coils ( 41 . 42 ) of the short circuit fuse ( 40 ) and, that the electrodes ( 41 . 42 ) in a receiving body made of a ceramic, electrically insulating material ( 45 ) and that the ceramic material is electrically conductive above a predetermined temperature and that the receiving body ( 45 ) in the load resistor ( 60 ) is arranged integrated.