DE3641850A1 - Kuehlmittelgekuehlter drahtwiderstand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kühlmittelgekühlten Draht­ widerstand, bestehend aus einem elektrisch isolierenden Träger­ körper, auf dem ein Widerstandsdraht aufgewickelt ist, dessen freie Enden jeweils mit einem elektrischen Anschluß verknüpft sind, und aus einer Glasur, womit der aufgewickelte Widerstands­ draht überzogen ist.

Ein solcher kühlmittelgekühlter Drahtwiderstand ist als glasier­ ter Drahtwiderstand mit Kappen im Handel erhältlich. Bei diesem bekannten Drahtwiderstand ist der Trägerkörper ein Hohlzylinder, auf dessen Außenflächen der Widerstandsdraht wendelförmig auf­ gewickelt ist. Die freien Enden des Widerstandsdrahtes sind je­ weils mit einer stirnseitig angebrachten Anschlußkappe verbunden. Der aufgewickelte Widerstandsdraht ist mit einer Glasur über­ zogen, die in üblicher Weise ein glasartiger Überzug ist. Ein solcher Widerstand kann mit beliebigem Kühlmittel, beispiels­ weise Luft, Wasser oder Öl gekühlt werden. Dabei kommt es vor, daß das Kühlmittel durch die Umgebung verschmutzt wird, wodurch auch die Isolierstrecke des Widerstandes verschmutzt. Die Ver­ schmutzung der Isolierstrecke kann dann zu Überschlägen führen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen kühlmittel­ gekühlten Drahtwiderstand der eingangs genannten Art so weiter­ zubilden, daß bei Verwendung von verschmutztem und/oder durch die Umgebung sich verschmutzenden Kühlmittel es zu keinen Über­ schlag infolge der Verschmutzung der Isolierstrecke führen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Trägerkörper ein Befestigungsflansch kriechstromfest angebracht ist, der den Trägerkörper in einen Wickelbereich und einen An­ schlußbereich unterteilt, daß die Stirnseite des Wickelbereichs kühlmitteldicht mit einer Verschlußkappe versehen ist und daß wenigstens ein freies Ende des Widerstandsdrahtes im Innern des Trägerkörpers zu einem elektrischen Anschluß geführt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Widerstand ist der Trägerkörper mittels eines Befestigungsflansches in zwei Bereiche aufgeteilt, nämlich in einen Wickelbereich und in einen Anschlußbereich. Der Wickelbereich ist mit einem wendelförmig gewickelten Wider­ standsdraht versehen, der anschließend mit einer Glasur überzo­ gen ist. Der Anschlußbereich ist mit zwei elektrischen Anschlüs­ sen versehen, die mit den freien Enden des Widerstandsdrahtes verbunden sind. Durch diese Aufteilung des Widerstandes in zwei Bereiche kann der Wickelbereich in eine mit Kühlmittel versehe­ nen Raum und der Anschlußbereich in einen Raum ohne Kühlmittel ragen. Dabei wird der Widerstand mittels des Befestigungsflan­ sches an einer diese beiden Räume trennenden Montagewand befe­ stigt. Somit können trotz verschmutztem Kühlmittel keine Über­ schläge mehr auftreten.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drahtwiderstandes ist der Befestigungsflansch als elektrischer Anschluß vorgese­ hen. Durch diese Maßnahme wird der Aufbau des Widerstandes wesentlich erleichtert, weil nur ein freies Ende des Wider­ standsdrahtes im Innern des Trägerkörpers zum zweiten elektri­ schen Anschluß geführt werden muß. Außerdem wird der Anschluß­ bereich des Trägerkörpers gegenüber dem Wickelbereich wesent­ lich verkleinert ohne die Spannungsfestigkeit der Luft zwischen den beiden Anschlüssen wesentlich zu verringern.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Widerstands­ drahtes sind der Befestigungsflansch und der Trägerkörper ein­ stückig. Dadurch entfällt die kriechstromfeste Montage des Be­ festigungsflansches auf dem Trägerkörper, wodurch der Aufbau des Widerstandes sich erheblich vereinfacht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der Ausführungsbeispiele nach der Erfindung schematisch veranschaulicht sind.

Fig. 1 zeigt einen kühlmittelgekühlten Drahtwiderstand nach der Erfindung, in

Fig. 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Drahtwiderstan­ des veranschaulicht und die

Fig. 3 stellt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Drahtwiderstandes dar.

In Fig. 1 ist ein kühlmittelgekühlter Drahtwiderstand in einer Montagewand 2 dargestellt. Diese Montagewand 2 trennt einen Raum 4, in dem ein Kühlmittel ist, von einem Raum 6, in den kein Kühlmittel gelangt. Der Drahtwiderstand enthält einen Trä­ gerkörper 8, der hohlzylindrisch ausgeführt ist und aus elek­ trisch isolierendem Material besteht. Dieser Trägerkörper 8 ist mit einem Befestigungsflansch 10 versehen, der den Trägerkörper 8 in zwei Bereiche, nämlich einen Wickelbereich 12 und einen Anschlußbereich 14, unterteilt. Die Außenfläche des Wickelbe­ reichs 12 ist wendelförmig mit einem Widerstandsdraht 16 um­ wickelt. Die freien Enden 18 und 20 des Widerstandsdrahtes 16 sind im Innern des Trägerkörpers 8 zu den elektrischen An­ schlüssen 22 und 24 geführt und mit diesen verknüpft. Dabei ist das freie Ende 18 des Widerstandsdrahtes 16 durch eine Bohrung 26 ins Innere des Trägerkörpers 8 geführt und in Höhe des elek­ trischen Anschlusses 22 mittels einer Bohrung 28 wieder heraus­ geführt. Das andere freie Ende 20 des Widerstandsdrahtes 16 ge­ langt über die offene Stirnseite 30 des Wickelbereichs 12 ins Innere des Trägerkörpers 8 und über die offene Stirnseite 32 des Anschlußbereichs 14 wieder heraus. Außerdem ist es möglich, daß das freie Ende 20 des Widerstandsdrahtes 16 außen zum elek­ trischen Anschluß 24 geführt werden kann. Dabei ist zwischen dem aufgewickelten Widerstandsdraht 16 und diesem freien Ende 20 eine Isolierung aufgebracht. Die Stirnseite 30 des Wickel­ bereichs 12 ist mit einer Verschlußkappe 34 versehen. Diese mit der Verschlußkappe 34 versehene Wickelbereich 12 ist mit einer Glasur 36 überzogen. Diese Glasur 36 kann in üblicher Weise ein glasartiger oder keramischer Überzug oder eine Zementschicht sein. Die Auswahl des Materials der Glasur 36 ist einerseits abhängig vom Kühlmittel und andererseits von der elektrischen Ausführung des Widerstandes, nämlich Wechselstrom- oder Gleich­ stromausführung. Mit Hilfe der Glasur 36 und der Verschlußkappe 34 ist die offene Stirnseite 30 des Wickelbereichs 12 kühl­ mitteldicht abgeschlossen. Mit Hilfe des Befestigungsflansches 10, der kriechstromfest am Trägerkörper 8 angebracht ist, ist der Drahtwiderstand an der Montagewand 2 befestigt. Dabei ist der Wickelbereich 12 durch eine Bohrung 38 der Montagewand 2 gesteckt. Außerdem ist der Befestigungsflansch 10 mit einem Dichtring 40 versehen, wobei der verwendete Dichtring 40 vom verwendeten Kühlmittel abhängig ist. Als elektrische Anschlüsse 22 und 24 kann jeweils ein Ring vorgesehen sein, die in Abhängig­ keit der Spannungsfestigkeit der umgebenden Luft im Raum 6 be­ abstandet sind. Um die Spannungsfestigkeit zu erhöhen, kann man als elektrische Anschlüsse 22 und 24 jeweils einen rechteckför­ migen Streifen derart anbringen, daß die beiden Anschlüsse 22 und 24 sich räumlich gegenüberstehen. Dadurch erhöht sich die Spannungsfestigkeit ohne dabei den Anschlußbereich 14 zu ver­ größern. Im Raum 4 kann als Kühlmittel Luft, Wasser oder Öl vorgesehen sein. Bei der Verwendung des Kühlmittels Luft braucht man nur dafür zu sorgen, daß ein ausreichender Luftstrom den Wickelbereich 12 des Widerstandes zugeführt wird.

Somit erhält man einen Widerstand, der mit verschmutzten oder sich durch die Umgebung verschmutzenden Kühlmittel gekühlt wer­ den kann, ohne daß dabei infolge der Verschmutzung der Glasur 36 Überschläge entstehen können. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform des Widerstands ist, daß kein zusätzlicher Kühl­ körper verwendet werden muß, obwohl infolge sehr hoher Verlust­ leistung die Oberfläche des Wickelbereichs 12 eine Temperatur von annähernd 350°C erreichen kann. Außerdem ist dieser Wider­ stand unabhängig vom Kühlmittel, und kann außerdem mittels des Befestigungsflansches 10 vibrations- und/oder rüttelfest mon­ tiert werden. Diese vibrations- und/oder rüttelfeste Montage ist eine Muß-Bedingung für die Verwendung von Bauteilen in einem Bahnstromrichter.

Die Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des Draht­ widerstandes gemäß Fig. 1. Dabei ist das freie Ende 18 des Wider­ standsdrahtes 16 elektrisch leitend mit dem Befestigungsflansch 10 verbunden, wobei der Befestigungsflansch 10 aus einem leiten­ den Material ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Dichtring 40 dem verwendeten Kühlmittel angepaßt. Durch diese Maßnahme kann man den Anschlußbereich 14 des Trägerkörpers 8 gegenüber dem Wickelbereich 12 verkleinern, ohne dabei die Spannungs­ festigkeit der Luft zwischen den beiden Anschlüssen 22 und 24 zu verringern, wobei der Befestigungsflansch 10 als elektrischer Anschluß 22 vorgesehen ist. Auch hier muß der Befestigungs­ flansch 10 kriechstromfest auf dem Trägerkörper 8 aufgebracht sein.

In Fig. 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Drahtwiderstandes, gemäß Fig. 1, dargestellt. Dabei ist der Befe­ stigungsflansch 10 und der Trägerkörper 8 einstückig herge­ stellt. Außerdem sind, wie in Fig. 1, die freien Enden 18 und 20 des Widerstandsdrahtes 16 im Innern des Trägerkörpers 8 zu den elektrischen Anschlüssen 22 und 24 geführt, die jeweils ring­ förmig ausgeführt sind. Das freie Ende 18 ist durch die Bohrung 26 ins Innere des Trägerkörpers 8 und durch die Bohrung 28 wie­ der zum Anschluß 22 geführt. Durch diese Ausgestaltung des Drahtwiderstandes wird erreicht, daß der Anschlußbereich 14 gegenüber dem Wickelbereich 12 des Trägerkörpers 8 verkleinert wird, ohne dabei die Spannungsfestigkeit der Luft zwischen den Anschlüssen 22 und 24 zu verkleinern, wobei gleichzeitig keine Maßnahmen mehr aufgewendet werden müssen, um den Befestigungs­ flansch 10 und den Trägerkörper 8 kriechstromfest miteinander zu vereinigen. Somit erhält man einen besonders einfachen Aufbau eines kühlmittelgekühlten Drahtwiderstandes, der mit verschmutz­ tem oder sich durch die Umgebung verschmutzenden Kühlmittel ge­ kühlt werden kann, ohne daß dabei infolge der Verschmutzung der Glasur 36 Überschläge entstehen und damit der Widerstand über­ brückt wird.

Claims (3)

1. Kühlmittelgekühlter Drahtwiderstand, bestehend aus einem elektrisch isolierenden Trägerkörper (8), auf dem ein Wider­ standsdraht (16) aufgewickelt ist, dessen freie Enden (18, 20) jeweils mit einem elektrischen Anschluß (22, 24) verknüpft sind, und aus einer Glasur (36), womit der aufgewickelte Widerstands­ draht (16) überzogen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Trägerkörper (8) ein Befestigungs­ flansch (10) kriechstromfest angebracht ist, der den Trägerkör­ per (8) in einen Wickelbereich (12) und einen Anschlußbereich (14) unterteilt, daß die Stirnseite (30) des Wickelbereichs (12) kühlmitteldicht mit einer Verschlußkappe (34) versehen ist und daß wenigstens ein freies Ende (18, 20) des Widerstandsdrah­ tes (16) im Innern des Trägerkörpers (8) zu einem elektrischen Anschluß (22, 24) geführt ist.

2. Kühlmittelgekühlter Drahtwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befe­ stigungsflansch (10) als elektrischer Anschluß (22, 24) vorge­ sehen ist.

3. Kühlmittelgekühlter Drahtwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befe­ stigungsflansch (10) und der Trägerkörper (8) einstückig sind.