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Fremdbelüfteter Hochleistungswiderstand
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Die Erfindung bezieht sich auf einen fremdbelüfteten Hoch leistungswiderstand
mit parallel zueinander angeordneten Widerstandsbändern, die paarweise auf der einen
Seite fest und auf der anderen Seite längsbeweglich eingespannt sind.
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Solche Widerstände finden insbesondere als Hochleistungsbremswiderstände
Verwendung. Zur Erzielung besonders gewichts- und raumsparender Konstruktionen bei
gleichzeitiger Steigerung der umgesetzten Leistung muß die Kühlung besonders intensiv
gestaltet werden. Bei einem bekannten Hochleistungswiderstand geschieht dies durch
eine Labyrinthanordnung der Widerstandsbänder, bei der zur Turbulenzvervielfachung
die Kühlluft eine dauernde Richtungsumlenkung
durch enggestellte
Reihen dünner, paralleler, längsgesickter Widerstandsbänder erfährt. Mit einem solchen
Widerstand wird eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübergangszahl erzielt (DT-AS
1 465 915).
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Ein wesentliches Problem bei solchen Hochleistungswiderständen liegt
in der Beherrschung der mechanischen Ausdehnungskräfte bei thermischer Belastung.
Diese Kräfte sind außerordentlich stark und führen leicht zu einem Verwerfen und
Verdrehen der Widerstandsbänder, selbst bei stabilen Einspannungen. Die Folge sind
Kurzschlüsse zu den Nachbarbändern, insbesondere bei engen Abständen. Man hat bereits
Ausdehnungsmöglichkeiten für die Wärmedehnung vorgesehen. Üblicherweise werden dabei
die Widerstandsbänder paar-oder paketweise einseitig fest und auf der anderen Seite
längsbeweglich lose eingespannt. Die bekannten Anordnungen (vgl. hierzu Figuren
1 und 2) reichen jedoch nicht aus, die völlig vorstehend genannten Verwerfungen
zu verhindern. Auch durch besondere Materialauswahl, Materialverstärkung, Isolationsdistanzstücke
sowie Kühlungsvergleichmäßigung lassen sich befriedigende Ergebnisse bisher nicht
erzielen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochleistungswiderstand zu schaffen,
dessen Widerstandsbänder auch bei elektrischen Dauer- und Wechselbelastungen keine
Verwerfungserscheinungen zeigen.
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Diese Aufgabe wird für einen fremdbelüfteten Hochleistungswiderstand
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jedes Widerstandsbänderpaar sowohl
für eine paarweise gemeinsame Schiebung (Grobschiebung) als auch für einen gegenseitigen
Einzellängenausgleich (Feinschiebung) ausgelegt ist.
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Sie beruht auf der Erkenntnis, daß schon verhältnismäßig geringe Temperaturunterschiede
zwischen zwei benachbarten Bändern, wie sie zum Beispiel bei ungleichmäßigen Belüftungsverhältnissen,
Toleranzen in den Bandabständen oder der äußeren und inneren Bandlage in der praxis
auftreten, zu den geschilderten Verwerfungen führen können. Durch die Erfindung
werden solche unterschiedlichen Längsdehnungen benachbarter Widerstandsbänder vollkommen
aufgenommen und in ihren Auswirkungen eliminiert.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Widerstandsband eines Paares
auf der Seite für den Längenausgleich auf isoes ist lierten Tragbolzen über Langlöcher
geführte und dort eine nichtstarre elektrische Verbindung zwischen den Bandenden
vorgesehen. Über die Langlöcher ist eine Grobschiebung jedes Widerstandspaares (bis
z.B. 6 mm) möglich und über die nicht starre elektrische Verbindung der Bandenden
kann zusätzlich eine Feinschiebung der benachbarten Bänder um einige Zehntelmillimeter
erfolgen. Als nichtstarre elektrische Verbindung kann beispielsweise bereits ein
flexibles Kupferband dienen. Besonders günstig hinsichtlich Herstellung, Preis und
Schachtelbauweise hat sich eine Anordnung erwiesen,
bei der die
Verbindung der Bandenden über eine Dehnungsschleife erfolgt. Dabei hat die Dehnungsschleife
die Form eines winklig abgebogenen U. Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen
in Verbindung mit der er1auternden Zeichnung und Beschreibung zu entnehmen.
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Im Nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungsfiguren
3 bis 5 gegenüber dem Stand der Technik näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 geben
den Stand der Technik wieder.
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Es zeigen: Fig. 1 - Banddehnung paarweise Stand der Technik, Fig.
2 - Banddehnung paketweise Stand der Technik, Fig. 3 - Banddehnung einzeln, grob
und fein Erfindung, Fig. 4 - eine Dehnungsschleife im gebogenen Zustand Fig. 5 -
eine Dehnungsschleife als ungebogenes Stanzteil In den Figuren 1 und 2 ist der bekannte
Stand der Technik schematisch dargestellt. Die Widerstandsbänder 1 bis 4 sind danach
an der Anschlußseite a über einen isolierten Tragbolzen 5 fest montiert und auf
der anderen Seite b über zwei Langlochhalterungen 6 auf einem weiteren isolierten
Tragbolzen 7 lose geführt. 8, 9, 10 bezeichnen starre, elektrische
Verbindungsleiter
zwischen den Widerstandsbändern. Die Widerstandsbänder 1,2 und 3,4 können sich bei
Erwärmung in Pfeilrichtung nur paarweise verschieben. Gestrichelt sind auftretende
Verwerfungen angedeutet. Eine Variation gegenüber dieser Ausführung ist die einseitige
Aufhängung der Widerstandsbandpaare über Zugfedern. Der Verwerfungseffekt ist derselbe.
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Fig. 2 stellt eine weitere Modifikation der Langlochführung nach Fig.
1 dar. Dabei sind die Widerstandsbänder 1 bis 4 auf der b-Seite fest auf einem isolierten
Tragbolzen 11 montiert, der seinerseits in Langlochführungen 12 lose geführt ist.
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Wärmedehnungen der Widerstandsbänder 1 bis 4 können nur gemeinsam
als Paket über den Tragbolzen 11 weitergegeben werden.
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Auch hier ergeben sich starke Verwerfungen.
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Fig. 3 zeigt das Prinzip der Erfindung. Die Widerstandsbänder 1 bis
4 sind an den Stellen 8 und 10 der lose geführten Seite b nicht mehr starr wie in
den Figuren 1 und 2 verbunden, sondern über Dehnungsschleifen 13,14. Diese hahen
somit eine Doppelfunktion als Stromverbinder und Dehnungsausgleich. Bei gleichen
Teilen sind auch bei dieser Figur die Bezugszeichen gleichgeblieben. Die Widerstandsbänder
1 bis 4 sind'hier auf der Anschlußseite a fest über den isolierten Tragbolzen 5
eingespannt und auf der Loseseite b einzeln über Langlöcher 15 auf den zweiten festen
isolierten Tragbolzen 7 geführt. Die Langlöcher können zu den Dehnungsschleifen
13 und 14 gehören, die
mit den Widerstandsbänder verschweißt oder
verlötet sind.
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Diese Ausführung wird zweckmäßig sein. Hierzu wird auch auf die weiteren
Figuren verwiesen, die eine solche Schleife in fertig gebogenem Zustand (Fig. 4)
und als Stanzteil in gestrecktem Ausgangszustand (Fig. 5) zeigen. Die Dehnungsschleifen
13,14 haben, wie ersichtlich, die Form eines U mit rechtwinklig abgebogenem (Boden)teil
17. Nach Fig. 3 sind die abgewinkelten Teile 17 einander entgegengerichtet. Die
vier Widerstandsbänder 1 bis 4 des Widerstandspaketes können sich nunmehr über die
Langlöcher 15 freizügig, das heißt paketweise (alle 4 Widerstandsbänder), paarweise
(Widerstandsbänder 1,2; 3,4) oder auch einzeln ausdehnen, ohne dan Spannungen übertragen
werden. Die Einzellängung wird vom abgewickelten Teil 17 der nichtstarren Dehnungsschleifen
13,14 aufgenommen.
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In der Fig. 3 sind die Dehnungsschleifen noch unterschiedlich.
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Eine Lösung für besonders günstige Gestaltung zeigen die Figuren 4
und 5. Diese Lösung gestattet einerseits die Verlegung der Langlöcher 15 in die
Dehnungsschleifen. Das Widerstandsband braucht so nicht gelocht zu sein und ist
nur mit den freien Schenkeln 16 der Dehnungsschleifen zu verlöten oder zu verschweißen.
Andererseits kann neben billiger Herstellung auch eine engere Montage (Baubreite)
erzielt werden. Die aus ersichtliche, Fig. SYfür den abgewinkelten Teil 17 vorgesehene
Materialbreite von weniger als der Hälfte der Widerstandsbandbreite gestattet ein
"Verschachteln" der beiden abgewinkelten Teile 17 durch abgestuftes Hochkantübereinanderstellen,
wobei sie, wie auch in Fig.'3 gezeigt, einander entgegengerichtet sind. Es
sind
nur gleichartige Stanz- oder Biegeteile erforderlich.
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Die "Verschachtelung" wird durch um 180° verschiedenes Ansetzen der
Dehnungsschleifen an ihre Widerstandsbandpaare erreicht.
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Durch die Erfindung sind Verwerfungen durch Thermikunterschiede oder
dergleichen praktisch ausgeschaltet.
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7 Seiten Beschreibung 7 Patentansprüche 2 B1. Zeichnungen