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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
für die Halterung von Widerstandsbändern für einen
Leistungswiderstand.
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Manche Leistungswiderstände verwenden als
Widerstandsteil Metallbänder. Dies ist insbesondere der Fall bei
Leistungswiderständen, die bei Eisenbahn-Triebwagen als
Bremswiderstand verwendet werden. Um die Erhitzungen und die
Abnutzungen der mechanischen Bremsen zu begrenzen, wird ein
großer Teil der kinetischen Energie der Maschine in
elektrische Energie umgewandelt, die in Form von Wärme in den
Bremswiderständen freigesetzt wird. Diese Widerstände müssen
den strengen Betriebsbedingungen standhalten, die beim
Eisenbahn-Zugbetrieb auftreten.
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Diese Widerstände liegen in Form von Kästen vor, die
man zusammensetzt, um den gewünschten Gesamtwiderstand zu
erhalten. Jeder Kasten besitzt ein Widerstandsband, das im
allgemeinen aus einer chrom-Nickellegierung hergestellt ist.
Das Widerstandsband besteht aus zickzackförmig gefalteten
und endseitig aneinandergeschweißten Bändern. Die Montage
des Bands im Kasten muß einen maximalen Wärmeaustausch
zwischen dem Band und dem Kühlluftstrom erlauben, den
mechanischen Halt des der Wärmeausdehnung unterworfenen Bands
gewährleisten und Kurzschlüsse zwischen einander
gegenüberliegenden Teilen des Bands verhindern. Um diese Montage
durchzuführen, verwendet man Kämme, wobei das Band zwischen
den Zinken der Kämme angeordnet ist, die die Bewegungen des
Bands aufgrund der Wärmeausdehnung erlauben und Kurzschlüsse
verhindern. So kann ein Widerstandskasten vier Kämme
aufweisen, die parallel auf einem unteren Niveau, und vier
Kämme, die parallel auf einem oberen Niveau angeordnet sind,
wobei die Zinken der Kämme des unteren Niveaus den Zinken
der Kämme des oberen Niveaus gegenüberliegen. Das
Widerstandsband ist in Querrichtung zu den acht untereinander
parallelen Kämmen angeordnet.
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Diese Technik für die Halterung des Widerstandsbands
stellt einen komplexe Aufbau dar, der eine Vielzahl von
Elementen erfordert. Ein kompletter Kamm besteht nämlich aus
einer Folge von Elementarkämmen, die aufgefädelt montiert
sind und in einem Metallträger angeordnet sind, der eines
der Elemente des Kastens bildet. Die Montage erfolgt
folgendermaßen: Die Elementarkämme, die in Richtung ihrer Länge
durchbohrt sind, werden auf einen Gewindestab an seinen
beiden Enden aufgefädelt. Durchbohrte Zwischenstücke werden
ebenfalls auf den Stab aufgefädelt, wobei jedes
Zwischenstück zwischen zwei Elementarkämmen angeordnet ist. Die
Zwischenstücke sind aus einem isolierenden Material und
haben eine ziemlich komplizierte Form. Sie haben ein axiales
Loch für den Durchlaß des Gewindestabs. Sie sind spanend so
bearbeitet, daß sie an jedem Ende einen in den benachbarten
Elementarkamm mit einer Rückhalteschulter eindringenden
Bereich besitzen. Ihre Aufgabe ist es, die Kontinuität einer
verstärkten elektrischen Isolierung zwischen dem
Widerstandsband und dem Kammträger zu gewährleisten und
gleichzeitig die relativen Bewegungen der Elementarkämme aufgrund
der Ausdehnungen des Widerstandsbands zu erlauben. Ohne sie
könnte man elektrische Leckströme zwischen dem
Widerstandsband und dem Kammträger nicht verhindern. Sie müssen
außerdem die Wärmebeanspruchungen aushalten. Sie werden daher wie
die Kämme aus Keramikmaterial hergestellt.
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Beim Betrieb des Widerstands entsteht eine starke und
wiederholte Erwärmung, die Verformungen um Band und in der
Struktur des Kastens bewirkt. Unter bestimmten
Verwendungsbedingungen hat sich herausgestellt, daß die Zwischenstücke
die Wärmeschocks, die beim Betrieb entstehen, schlecht
aushalten. Diese Wärmeschocks zusammen mit den Vibrationen
lassen schließlich diese Stücke platzen, die durch ihre
spanende Bearbeitung zerbrechlich geworden sind.
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Die spanende Bearbeitung dieser Stücke sowie die
Beanspruchungen, denen sie unterworfen wurden, haben zu
einer rigorosen Auswahl des Keramikmaterials geführt, das zu
ihrer Herstellung verwendet wird. Dies führt zu einem
weiteren Nachteil, der mit den Lieferungsschwierigkeiten der
Lieferanten verbunden ist.
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Schließlich ist die Gesamtheit eines montierten Kamms
zu teuer. Er besteht aus einem bearbeiteten Träger, mehreren
durchbohrten Elementarkämmen, durchbohrten und spanend
bearbeiteten Zwischenstücken, einem Haltestab, Unterleg
scheiben und Muttern. Aufgrund der Wärmeausdehnungen muß er
eine flottierende Halterung bilden. All dies führt zu einer
zu langen Montagezeit.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, schlägt die
vorliegende Erfindung eine neue Vorrichtung zum Halt von
Widerstandsbändern vor, die eine verringerte Anzahl von Bauteilen
aufweist, bei der die Elementarkämme nicht durchbohrt sind,
die keinen Haltestab verwendet und die vor allen Dingen kein
Zwischenstück verwendet. Diese neue Vorrichtung konnte
eingesetzt werden, da dem Träger die Form einer Gleitschiene
verliehen wurde, in der die Elementarkämme gleiten können.
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Die Erfindung hat also eine Vorrichtung zur Halterung
von Widerstandsbändern in Form eines zickzackförmig
gefalteten Bands zum Gegenstand, mit einem metallischen Träger, der
einen aus einer Folge von Elementarkämmen aus isolierendem
Material bestehenden Haltekamm für die Bänder zu deren
flottierender Montage trägt, und mit Isoliermitteln aus
dielektrischem Material zwischen zwei benachbarten
Elementarkämmen, die zwischen das Band und den Träger eingefügt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger und die
Elementarkämme komplementäre Formen aufweisen, um ein
Gleitschienensystem zu bilden, wobei die einander gegenüberliegenden
Enden zweier benachbarter Elementarkämme konjugierte Formen
aufweisen, um die Isoliermittel zu bilden.
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Der Träger kann einen U-förmigen Querschnitt mit nach
innen umgeschlagenen Rändern haben, während die
Elementarkämme
mit seitlichen Nuten versehen sind, in die diese
umgeschlagenen Ränder eindringen.
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Dies hat den Vorteil eines einfachen und wirksamen
Gleitschienensystems.
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Der metallische Träger kann vorteilhafterweise
transversale Endplatten aufweisen. Damit kann man sie leicht
an der mechanischen Struktur des Widerstands befestigen.
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Eine der Endplatten kann einen Anschlag für die
Elementarkämme in Translationsrichtung bilden. Dies
erleichtert die Montage der Elementarkämme auf dem Träger.
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Diese Endplatten können mindestens ein
Befestigungsloch aufweisen. Dies ermöglicht die Montage der
Haltevorrichtungen für die Widerstandsbänder auf der Struktur des
Widerstands durch Aufschrauben oder durch die Verwendung von
Stiften.
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Die konjugierten Formen der Enden der Elementarkämme
können aus einer Überlappung eines der Enden eines
Elementarkamms bezüglich des Endes des benachbarten Elementarkamms
bestehen.
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Die Erfindung und weitere Vorteile und Besonderheiten
werden nun anhand der nicht einschränkend zu verstehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Figur 1 zeigt in Perspektive einen Elementarkamm der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Figur 2 zeigt in Perspektive eine erfindungsgemäße
Vorrichtung.
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Figur 3 zeigt eines der Enden der Vorrichtung.
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Figur 1 zeigt einen Elementarkamm 1 aus isolierendem
Keramikmaterial, zum Beispiel aus Steatit oder aus
Cordierit. Er besitzt im unteren Teil zwei seitliche Nuten 2 und
3, die über seine ganze Länge verlaufen. Sein oberer Teil
ist mit Zinken 4 versehen, zwischen denen man das
Widerstandsband anordnet. Eines der Enden des Kamms, das Ende 5,
weist nur den oberen Teil auf, während das andere Ende, das
Ende 6, nur den unteren Teil aufweist.
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Figur 2 zeigt eine vollständige Vorrichtung gemäß der
Erfindung. Sie enthält einen metallischen Träger 10, der
eine Profilschiene aus rostfreiem Stahl mit einem U-förmigen
Querschnitt und mit nach innen umgeschlagenen Rändern 11, 12
ist. Der metallische Träger 10 besitzt Endplatten 13, 14,
die in Querrichtung angeordnet sind. Diese Platten, die
ebenfalls aus rostfreiem Stahl sind, sind auf den Träger 10
aufgeschweißt. Die Platte 13 schließt die Öffnung, die der
Träger an diesem Ende aufweist. Die Platte 14 besitzt
dagegen einen Ausschnitt 15, der es erlaubt, die Öffnung
freizulassen, die der Träger an diesem Ende aufweist (siehe
Figur 3).
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Die Platten 13 und 14 erlauben die Befestigung des
Trägers 10 auf der mechanischen Struktur des Widerstands.
Die Platte 13 besitzt zwei Gewindelöcher 16, die ihre
Befestigung durch Aufschrauben auf der Haltestruktur des
Widerstands erlauben. Die Platte 14 besitzt zwei Löcher 17, die
eine Verbindung mit einem gewissen Spiel in Bezug auf die
Haltestruktur des Widerstands aufgrund einer verstifteten
Achse erlauben. Dieses Spiel ermöglicht es dem Träger 10,
sich unter der Wirkung der Wärmebeanspruchungen auszudehnen,
ohne die Struktur des Widerstands oder sich selbst zu
verformen.
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Die Montage der Elementarkämme auf dem Träger erfolgt
schnell und leicht, indem man die Elementarkämme in den
Träger ausgehend von seinem offenen Ende gleitend einführt,
wobei die umgeschlagenen Ränder 11, 12 des Trägers in die
Nuten 2 und 3 der Kämme eindringen. Die Endplatte 13 dient
als Anschlag für die Elementarkämme.
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Die Vorrichtung besitzt einander gleiche Kämme 1
sowie Endkämme 21 und 22. Die Kämme 1 werden endseitig
derart aneinandergesetzt, daß das Ende 6 eines Kamms auf dem
Ende 5 des benachbarten Kamms sitzt. Die Endkämme 21 und 22
unterscheiden sich von den Kämmen 1. Das Ende des Kamms 22
neben der Platte 13 und das Ende des Kamms 21 nahe der
Platte 14 müssen nämlich nicht mit den Enden von
benachbarten Kämmen zusammengesetzt werden. Ihre anderen Enden
dagegen haben Formen, die ein überlappen mit den
benachbarten Kämmen 1 erlauben.
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Die Längen der Elementarkämme sind so vorgesehen, daß
bei jeder beliebigen Betriebstemperatur des Widerstands
immer ein Überlappen von zwei benachbarten Kämmen vorliegt.
Der dielektrische Schutz gegen elektrische Leckströme
zwischen Widerstandsband und Kammträger ist also immer
gewährleistet.
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Die Elementarkämme, einschließlich der
Träger-Endkämme, können verschiedene Längen aufweisen, um alle möglichen
Kombinationen zu erzielen.