DEP0049985DA - Anfahr- und Bremswiderstand - Google Patents

Description

Die Anfahr- und Bremswiderstände elektrischer Fahrzeuge, insbesondere auf Straßenbahntriebwagen, sind in der Regel aus Widerstands-Drahtwendeln aufgebaut. Die Entwicklung brachte es mit sich, daß für diese Drahtwendeln möglichst hochohmige Widerstandswerkstoffe mit etwa <Formel> spez. Widerstand und darüber hinaus angewendet werden.

Diese Widerstandswerkstoffe sind überwiegend hochwertige Chromnickellegierungen mit bis zu 80% Nickel- und 20% Chrom-Gehalt. Diese Werkstoffe weisen zwar ein Höchstmaß an Hitzefestigkeit und Zunderbeständigkeit auf, sind aber entsprechend ihrer Hochwertigkeit sehr teuer. Die Höhe des Materialpreises schlägt bei der in Frage stehenden Art von Widerständen sehr zu Buch, weil in sie je nach der Grösse der zu vernichtenden elektrischen Leistung 30 bis 60 kg Widerstandsmaterial eingehen.

Die wertvollen Eigenschaften der verwendeten Widerstandswerkstoffe werden nur in Industrieöfen ausgenutzt, wo die Werkstoffe dauernd bis an die obere zulässige Grenze erhitzt werden. Bei Fahrzeugwiderständen wird diese auch nicht annähernd erreicht. Dort beträgt die betriebsmäßige Durchschnittstemperatur etwa 200° bis 250° mit regelmäßig sich wiederholenden Abkühlpausen und Temperaturspitzen von rd. 200° bis 350°. Lediglich unter seltenen, außergewöhnlichen Betriebsbedingungen können höhere Temperaturen erreicht werden, die aber 600° bis 700° kaum überschreiben dürften. Die Hitze- und Zunderfestigkeit des Wendelbaustoffes wird also bei weitem nicht voll ausgenutzt.

Hingegen sind die Widerstandswendeln auf elektrischen Fahrzeugen, zu denen der Fahrwind einschließlich des in ihm enthaltenen Niederschlagswassers ungehindert Zutritt hat, stark rostfördernden Einflüssen ausgesetzt. An den Baustoff der Widerstandswendeln müssen daher hohe Ansprüche in Bezug auf Rostbeständigkeit gestellt werden.

Aus den geschilderten Gründen werden gemäß der Erfindung statt der bisherigen hochohmigen Widerstandswerkstoffe vorwiegend rostbeständige Baustoffe mit geringem spezifischen Widerstand, z.B. <Formel> und darüber, verwendet. Diese Baustoffe sind beispielsweise mäßig stark legierte, überwiegend eisenhaltige Chromnickelstähle, deren Preis nur einen Bruchteil der eingangs erwähnten eisenarmen oder ganz eisenfreien chromnickelhaltigen Legierungen beträgt, die aber trotzdem eine verhältnismäßig hohe Rostbeständigkeit aufweisen. Sie sind im Handel u.a. unter den Bezeichnungen V2A-Stahl, Nirosta usw. verbreitet.

Die Mehrzahl aller Widerstandsgruppen wurde bisher aus 2 oder mehr zueinander parallelgeschalteten Widerstandswendeln gebildet. Nach der Erfindung wird die Parallelschaltung durch eine Reihenschaltung von annähernd der gleichen Anzahl von Widerstandswendeln ersetzt. Dadurch läßt sich der wesentlich niedrigere spezifische Widerstand der rostsicheren Baustoffe ausgleichen, sodaß die Gesamtwiderstandswerte der einzelnen Widerstandsstufen unverändert bleiben. Soweit der Übergang von der Parallelschaltung der Wendeln zu ihrer Reihenschaltung nicht allein genau den gleichen Widerstandswert wie ehedem ergeben sollte, ist es leicht möglich, den restlichen Unterschied durch entsprechende Bemessung des Drahtquerschnittes und bzw. oder der Drahtlänge zu beseitigen.

Eine weitere erhebliche Ersparnis an hochwertigen Legierungszusätzen wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die Widerstandsdrähte in ihrem Kern aus gewöhnlichem Kohlenstoffstahl bestehen und durch eine Plattierung mit rostbeständigem Werkstoff ummantelt sind. Die Ummantelung mit chromnickelhaltiger Legierung kann sowohl auf metallurgischem Wege (Warmwalzen) als auch durch Aufspritzen erfolgen oder möglicherweise auf galvanischem Wege.

Da die rostbeständige Auflage verhältnismäßig dünn gehalten werden kann, spielt ihr Chromnickelgehalt wertmäßig eine untergeordnete Rolle. Es ist daher in diesem Fall wirtschaftlich angängig, hierfür hochwertige oder sogar eisenfreie Chromnickellegierungen zu verwenden, die nicht nur besonders rostfest, sondern auch besonders zunderbeständig sind und sich für eine galvanische Aufbringung besser eignen als chromnickelarme Legierungen.

Die Rostbeständigkeit der Widerstandswendeln kann u.U. an den Befestigungsteilen beeinträchtigt werden, weil die Befestigungsmittel im allgemeinen aus Bronze oder Preßmessing bestehen und möglicherweise zu Kontakt-Potential-Differenzen führen. Um diese Erscheinung ebenfalls zu unterbinden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, auch die Befestigungsteile aus rostbeständigen Stahllegierungen herzustellen oder mit solchen zu plattieren.

Claims (4)

1.) Anfahr- und Bremswiderstand, insbesondere für elektrische Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß seine Widerstandswendeln aus rostbeständigem Stahl mit vergleichsweise geringem spezifischen Widerstand und Chromnickelgehalt bestehen.

2.) Anfahr- und Bremswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des verwendeten Widerstandsdrahtes aus gewöhnlichem Kohlenstoffstahl besteht und daß sich die rostbeständigen Legierungsbestandteile an der Drahtoberfläche befinden.

3.) Anfahr- und Bremswiderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rostbeständige Mantel, die Auflage oder der Überzug selbst aus einer überwiegend chromnickelhaltigen oder eisenfreien Legierung besteht.

4.) Anfahr- und Bremswiderstand nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Trag- und Befestigungsmittel der Widerstandswendeln ebenfalls aus rostbeständigem Stahl bestehen oder mit einem solchen plattiert sind.