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Wie bekannt ist, ist das resistive elektrische Element in
Hochleistungswiderständen allgemein von einer metallenen Platte oder
einem Gitter definiert, gebildet von einer Mehrzahl von
Einschnitten, die der Reihe nach eine Mehrzahl von Windungen
definieren, die die Länge des Widerstandsweges vergrößern ohne seine
Dimensionen zu verändern und daher den Wert des elektrischen
Widerstandes bestimmen.
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Um die Skala von Ohmwerten zu erhalten, die von der technischen
Gestaltung der Systeme, die elektrische Hochleistungswiderstände
verwenden, verlangt werden, ist es notwendig, in diesen
elektrischen Hochleistungswiderständen die Anzahl der Windungen
beträchtlich zu erhöhen, deren Querschnitt bei gleicher Dicke
verhältnismäßig abnimmt.
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Ersichtlich ist es aus dem vorstehenden leicht verständlich, daß
die metallische Platte zunehmend mechanisch geschwächt wird und
in der Praxis nicht verwendbar ist, wenn sie nicht geeignet
verstärkt wird.
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Es ist ferner wichtig, die Tatsache zu beachten, daß Widerstände
oft hohe Temperaturen erreichen, da das Gleichgewicht zwischen
der in jeder Sekunde produzierten Hitze und der gleichzeitig von
der Oberfläche des Widerstandes an die äußere Umgebung
abgegebenen Hitze nicht mehr beibehalten wird.
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Die Temperaturerhöhung des Widerstandes, die die Ausdehnung des
ihn zusammensetzenden Materials verursacht, führt zu dem
Nachteil, daß die Windungen durch Deformation in gegenseitigen
Kontakt gelangen können, was einen Kurzschluß verursacht, der den
Widerstand untauglich macht, mit der Konsequenz, die ganze
Schaltung, zu der er gehört, außer Betrieb zu setzen.
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Um das Problem der Versteifung und Unverformbarkeit der
metallischen Platte des Widerstandes zu lösen, wurden verschiedene
Lösungen versucht, wie zum Beispiel ein Versteifen der Windungen
mit Wulsten oder ein Einkapseln derselben mit seitlichen
Verstärkungselementen, die das Gitter mechanisch stärken und die
Deformationserscheinung beim Erreichen hoher Temperaturen
reduzieren.
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Diese Lösungen haben, obwohl sie den Betrieb des Widerstandes
beträchtlich verbessern, speziell unter besonderen
Gebrauchsbedingungen und Gebrauchsausrichtungen des Widerstandes zur Folge,
daß sich Schmutz, Staub und/oder Wasser oder anderes an der
Stufe ablagert, die von den Verstärkungselementen verursacht
werden, die die Windungen und die metallene Platte oder das
Gitter umhüllen. Diese Tatsache ist äußerst gefährlich, da häufig
ein Verlust an Isolation zwischen einer oder mehreren Windungen
auftritt, was einen Kurzschluß herstellt, der wie im Falle der
Deformation der Windungen den Widerstand funktionsunfähig macht.
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Das mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Ziel ist es,
die oben beschriebenen Nachteile auszuräumen, indem ein
insbesondere für elektrische Widerstände im allgemeinen verwendbarer
elektrischer Hochleistungswiderstand zur Verfügung gestellt
wird, der fähig ist, selbst bei hohen Temperaturen ohne
Beeinträchtigungen zu arbeiten, ohne Kurzschlüssen ausgesetzt zu
sein, die die Unterbrechung des Betriebes der elektrischen
Schaltung verursachen, in die er eingebaut ist, und ohne
Verstärkungselemente aufzuweisen, die die Windungen umhüllen.
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Innerhalb dieses Ziels besteht eine wichtige Aufgabe der
Erfindung darin, einen elektrischen Hochleistungswiderstand zur
Verfügung zu stellen, dessen Gitter in der Lage ist, elektrischen
Spannungsüberlastungen während des Betriebes ausgezeichnet zu
widerstehen.
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Nicht zuletzt ist es eine Aufgabe der Erfindung einen
elektrischen Hochleistungswiderstand bereitzustellen, der sich selbst
dann optimal betreiben läßt, wenn er aufgrund externer Faktoren
irgendwelchen Vibrationen ausgesetzt ist.
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Dieses Ziel und ebenso diese und andere Aufgaben werden erreicht
bzw. gelöst durch einen insbesondere für elektrische Widerstände
im allgemeinen verwendbaren elektrischen
Hochleistungswiderstand, wie er im Anspruch 1 definiert ist.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der
beigefügten Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht
ausschließlichen Ausführungsbeispiels des insbesondere für
elektrische Widerstände im allgemeinen verwendbaren erfindungsgemäßen
elektrischen Hochleistungswiderstandes ersichtlich, das,
lediglich als nicht einschränkendes Beispiel, in den beigefügten
Zeichnungen illustriert ist. Darin zeigt die einzige Figur eine
Draufsicht des elektrischen Hochleistungswiderstandes, wobei die
symmetrische Anordnung der an seiner Oberfläche gemäß der
Erfindung vorgesehenen Einschnitte dargestellt ist.
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Unter Bezugnahme auf die einzige beschriebene Figur umfaßt der
allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete erfindungsgemäße
elektrische Hochleistungswiderstand eine allgemein mit der
Bezugsziffer 2 bezeichnete metallene Platte, die eine Mehrzahl von
Ausschnitten hat, die eine Mehrzahl von Windungen 3 definieren,
welche vorteilhafterweise nicht umhüllt sind und die gegenseitig
koplanar sind.
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Mehr im Detail umfaßt die Mehrzahl von gegenseitig äquidistanten
Einschnitten einen ersten Satz von Einschnitten und einen
zweiten Satz von Einschnitten, die durch die Bezugsziffern 4 bzw. 5
bezeichnet sind.
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Sowohl der erste Satz von Ausschnitten 4 als auch der zweite
Satz von Ausschnitten 5 haben an ihren Enden einen erweiterten
Bereich 6 mit einer im wesentlichen kreisförmigen Konfiguration,
um eine Vergrößerung des vom Stromfluß zwischen
aufeinanderfolgenden Windungen betroffenen Querschnittes zu erlauben, um in
den sogenannten "Hotpoints" eine drastische
Temperaturverringerung zu ermöglichen.
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Die Erweiterungsbereiche 6 erlauben vorteilhafterweise überdies
eine einheitliche bzw. gleichförmige Längenausdehnung der
metallenen Platte 2, da ihre Anordnung zusammen mit der auf der
metallenen Platte vorgesehenen Anordnung von Einschnitten 4 und 5
eine Konfiguration vorgibt, die die gleiche Elastizität in der
Ausdehnung und Verschiebung bzw. Verlagerung für jede Windung
erlaubt.
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Der erste Satz von Einschnitten 5 erstreckt sich von den
längsten Rändern bzw. Kanten 7 der metallenen Platte in Richtung des
Innern derselben, und jeder Einschnitt hat an seinen
vorweisenden bzw. an den einander zugeordneten Enden den erweiterten
Bereich 6. Der zweite Satz von Einschnitten 5 ist hingegen in
einem im wesentlichen zentralen Bereich der metallenen Platte
definiert und hat den erweiterten Bereich 6 an beiden Enden.
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Die erweiterten Bereiche 6 der Ausschnitte des ersten Satzes 4
und des zweiten Satzes 5 sind zweckmäßigerweise alle
untereinander ausgerichtet, mit Ausnahme der erweiterten Bereiche 6a, die
sich in der Nähe wenigstens eines nicht endseitigen Loches 8
befinden und mit diesem ausgerichtet sind, welches für ein oder
mehrere zentrale Versteifungen der metallenen Platte gemäß ihrer
Längsausdehnung vorgesehen ist, welche vorgesehen sind, eine
konkave oder konvexe Verformung der metallenen Platte während
ihres Betriebes zu verhindern.
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Genauer gesagt sind die mit den Löchern 8 ausgerichteten
erweiteren Bereiche 6a von jedem der besagten Löcher in einem Maße
beabstandet, das gleich der Hälfte des Abstandes zwischen zwei
erweiterten Bereichen 6 zweier ausgerichteter Einschnitte 4 ohne
Löcher 8 ist.
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Es sollte ferner darauf hingewiesen werden, daß die
Erweiterungsbereiche 6 der Einschnitte 5 von den Kanten bzw. Rändern 7
der metallenen Platte in einem Maße beabstandet sind, das im
wesentlichen gleich der Hälfte des Abstandes der einander
zugewandten erweiterten Bereiche 6 der Einschnitte 4 ist.
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In der Praxis ist beobachtet worden, daß der insbesondere für
Widerstände im allgemeinen verwendbare elektrische
Hochleistungswiderstand besonders vorteilhaft dadurch ist, daß er eine
gleichmäßige Längenausdehnung der Windungen erlaubt, was es den
letzteren ermöglicht, untereinander koplanar zu bleiben, ohne in
Verstärkungselementen gekapselt werden zu müssen, und daher
dadurch, daß er, auch aufgrund dieser letzteren, das Auftreten
eines Kontakts zwischen Windungen verhindert, was einen Kurzschluß
verursachen würde, der den genannten Widerstand untauglich
machen würde.
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Die so erhaltene Erfindung ist zahlreichen Modifikationen und
Veränderungen zugänglich, die sich alle innerhalb des Bereiches
des erfinderischen Konzepts befinden; überdies können sämtliche
Details durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt
werden.
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In der Praxis können die verwendeten Materialien ebenso wie die
Dimensionen beliebig sein gemäß den Erfordernissen und gemäß dem
Stand der Technik.
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Wo in irgendeinem Anspruch erwähnte technische Merkmale von
Bezugszeichen gefolgt werden, sind diese Bezugszeichen zum
alleinigen Zweck der Verbesserung der Verständlichkeit der Ansprüche
eingefügt worden, und demgemäß haben solche Bezugszeichen
keinerlei einschränkende Auswirkung auf den Schutzbereich der
Ansprüche.