EP0941016B1 - Gebogene Elektrode - Google Patents

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EP0941016B1
EP0941016B1 EP99103899A EP99103899A EP0941016B1 EP 0941016 B1 EP0941016 B1 EP 0941016B1 EP 99103899 A EP99103899 A EP 99103899A EP 99103899 A EP99103899 A EP 99103899A EP 0941016 B1 EP0941016 B1 EP 0941016B1
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EP
European Patent Office
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partial
arc
leg
limb
electrode
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EP99103899A
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EP0941016A2 (de
EP0941016A3 (de
Inventor
Josef Winter
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Individual
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Publication date
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Publication of EP0941016A2 publication Critical patent/EP0941016A2/de
Publication of EP0941016A3 publication Critical patent/EP0941016A3/de
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Publication of EP0941016B1 publication Critical patent/EP0941016B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means

Definitions

  • the invention relates to an electrode according to claim 1.
  • Such electrodes are used, for example, in resistance heating devices used, but they are also at other areas of technology applicable where curved Electrodes to conduct or divert large currents Amperage are required.
  • the resistance heaters mentioned above exist essentially two on one electrically insulating Electrode applied with a substrate Power source are connected. There is one between the electrodes Heating layer mostly from a variety of PTC elements, through the one self-regulation of the desired Room temperature and secondly a reduction in electricity or power consumption is achieved. Are the PTC elements at the start of the heater start-up phase but still cold, their resistance is still low, which is why high current peaks occur.
  • thermographic Measurements could finally be shown that the Stream concentrated in the sharp-edged bends 35 or corners 35 and thus leads to contact failure.
  • Electrodes 1 (see FIG. 7) with the structure of the first leg 10, connecting piece 30 and second leg 20 are known. These electrodes are characterized by the fact that they are characterized by Rounding the boundary lines of the electrodes in the kink area 35 no longer have any sharp edges, points and corners. This is in contrast to the corner Electrodes reduces the risk of burning, due to the massive design of the electrodes however, there is still a certain likelihood of contact failure. As with the electrodes placed in a corner lies the critical area, i.e. the area in which the greatest warming occurs and thus burns on is most likely on the inside of the kink or Side with the smallest radius of curvature of the electrodes, whereby it can lead to peak effects again.
  • Electrodes To burn the electrodes with large currents to meet, must be in the cornered or rounded Electrodes increases the width or height of the electrodes become. However, this leads to an increased use of Electrode material, which results in both an increase in Expresses weight as well as material costs.
  • GB 21 54 403 discloses a resistance heating device, which are arranged on a glass plate is, the electrical power supply via curved electrodes provided. These electrodes point a first leg, a second leg and an arch on the first leg with the second leg connects, the bow to reduce the risk of a local thermal overload several from each other has electrically insulated partial arches, each extend in the direction from the first to the second leg.
  • the arch has the same cross-sectional area like the first and second leg.
  • the electrodes here can be formed both flat and spatially. To the lost through the non-conductive areas To compensate for space, the overall width or Total cross-sectional area of the arch in contrast to the first or second leg enlarged. This allows in the in this way, arcs designed at least the same total current density as in a solid arch without gaps, which the same overall width or total cross-sectional area as the has first and / or second legs can be achieved.
  • the electrical insulation of the partial arches simply by be created that the partial sheets are spaced apart become. But it can also be achieved that an electrically insulating material in the room is inserted between the partial sheets.
  • the resistances of the partial arches are designed such that they're heading towards from an inside of the arch remove from one side of the sheet. This makes it possible adjust the current density distribution so that in partial arcs with a small radius of curvature, i.e. partial arches on the Inside of the arch, only low current densities, with partial arches large radius of curvature, however, i.e. Partial arches on the outside of the arch, greater current densities occur.
  • This configuration proves to be particularly useful for such electrodes particularly advantageous that bent at an acute angle are.
  • the resistance gradient can then be achieved with these electrodes of the partial sheets from the inside of the sheet to the outside of the sheet be set so that partial sheets with a smaller Radius of curvature with currents of lesser strength than partial arcs with a larger radius of curvature.
  • the resistances of the partial arches are designed such that it is in the direction from the inside of the arch to the Have the same value on the outside of the sheet.
  • all sub-sheets present the problem of local current concentrations avoided especially on the inside of the bow.
  • the partial sheets can move from one to the other Longitudinal direction of the first leg perpendicular to a line line perpendicular to the longitudinal direction of the second leg extend, here then the widths or cross-sectional areas of the partial sheets from the inside of the sheet increase the outside of the bow.
  • Arrangement with the same partial arc resistance can be found here with the same arc width or arc cross-sectional area greater current density can be achieved because fewer spacings or cutouts that are not used to conduct the electrical Contribute electricity between the individual partial arches are provided.
  • first leg over arches with two second leg are also the second two Legs connected to each other via a second arch.
  • This second sheet has at least two partial sheets, via which a desired current distribution can be set in this way is that a local thermal overload that will burn out can lead, especially to areas with small Radius of curvature also avoided between the second legs becomes.
  • Fig. 1 shows a plan view of a schematic representation a first electrode which is useful for understanding the present Invention.
  • the electrode 1 has a first leg 10, which has an arch section 30 or arch 30 is connected to a second leg 20.
  • the bow 30 is, as shown in Fig. 1, formed such that the Angle between the first 10 and second 20 legs, i.e., the first leg 10 with respect to a longitudinal direction L1 and the second leg 20 with respect to a longitudinal direction L2, which is a right angle.
  • the arch also has a first Partial sheet 31 and a second partial sheet 32, which itself extend from the first 10 to the second 20 legs.
  • the first partial arc 31, which has an electrical resistance R1 has a length 11 and a width A1 or Cross-sectional area A1
  • the second partial arch 32 which represents an electrical resistance R2
  • a length 12 has a width A2 or cross-sectional area A2.
  • both flat and spatial electrodes have a cross-sectional area, albeit at flat electrodes the height compared to the width very can be small. Therefore in the following it becomes a generalization only the term "cross-sectional area" is used.
  • a spacing 40 provides electrical insulation between the first 31 and the second partial sheet 32, an insulating material 40 also being inserted between them can be.
  • the resistance R1 of the first sub-arc 31, which is on the inside of the bow 35 and therefore a small one Has radius of curvature is in this first embodiment dimensioned so that it is larger than the resistance R2 of the second sub-sheet 32, which is on the outside of the sheet 36 is located and has a large radius of curvature. Because of this dimensioning of the resistors R1 and R2, in which the ratio l1 / A1 is greater than l2 / A2, is the current density in the outer or second partial arc 32 larger than in the inner or first partial sheet 31 this way, local thermal overloads in the first Partial arc 31 avoided because of the larger share of electricity on the second partial sheet 32, which is due to the larger Radius of curvature tolerated larger currents, have been distributed is.
  • Fig. 2 shows a plan view of a schematic representation a second electrode which is useful for understanding the present Invention.
  • the electrode 1 has a first one Leg 10 on a sheet 30 with a second Leg 20 is connected.
  • the arch 30 in FIG. 2 is so it is shown that the angle between the first 10 and second 20 legs is rectangular, the angle can be any assume appropriate or technically realizable value.
  • Two of each other extend within the arch 30 electrically insulated partial sheets 31, 32 from one to the longitudinal direction L1 of the first leg 10 is inclined line S1 one inclined to the longitudinal direction L2 of the second leg 20 Line S2.
  • the bevels S1, S2 or oblique lines S1, S2 are designed so that the lengths 11, 12 and the cross-sectional areas A1, A2 of the partial arches 31, 32 essentially are the same. This essentially results same electrical resistors R1 and R2 leading to one even distribution of the current on the partial arc 31 the inside of the sheet 35 and the partial sheet 32 on the outside of the sheet 36 lead.
  • R1 and R2 leading to one even distribution of the current on the partial arc 31 the inside of the sheet 35 and the partial sheet 32 on the outside of the sheet 36 lead.
  • three or more partial sheets can be used to make one uniform current distribution within a partial sheet to reach. This makes it possible to avoid local thermal overloads in places of a partial arc with a small radius of curvature to avoid.
  • FIG. 3 is a plan view of a schematic representation a third electrode which is useful for understanding the present Invention shown.
  • the electrode 1 has a first leg 10 on a sheet 30 with a second Leg 20 is connected.
  • the right one shown in Fig. 3 Angle between the first 10 and second 20 legs can, however, any practical or technically feasible Accept value.
  • Two electrically insulated from each other Partial arches 31, 32 extend within the arch 30 from one to the longitudinal direction L1 of the first leg 10 vertical line T1 to a to the longitudinal direction L2 of the second leg 20 vertical line T2.
  • the lengths 11.12 and the cross-sectional areas A1, A2 of the partial arches 31, 32 are designed so that the ratio l1 / A1 essentially equal to the ratio l2 / A2 and thereby the resistance R1 is substantially equal to resistor R2.
  • the partial sheet 31 has one on the inside of the sheet smaller length 11, but also a smaller cross-sectional area A1 as the partial sheet 32 on the outside of the sheet. Again, more than two partial sheets can be avoided local thermal overload.
  • FIG. 4 shows a top view of a schematic representation an exemplary embodiment of the electrode according to the present invention.
  • This embodiment is a development of the second shown in Fig. 2 Electrode for explaining the present invention, wherein the same reference numerals designate the same parts.
  • L1 of the first leg 10th and those perpendicular to the longitudinal direction L2 of the second leg 20 T1, T2 or sloping S1, S2 lines for illustration only of the individual parts 10, 20, 30 of the electrode 1 are shown.
  • a major difference from the second Embodiment is that within the arch 30th a spread V1 adjacent to the first leg 10 or adjacent to the second leg 20 a spread V2 is formed.
  • V1 V2 additional partial arches can be installed, creating a large total current density in the arc region 30 is reached.
  • the additional partial arcs are thus those by the Distance to the line of the electric current lost spaces or volumes compensated for.
  • the fourth embodiment multiple sub-arches used to make an even To achieve current density distribution.
  • Embodiments of the electrode 1 is a first Leg 10 over arch areas 30 with two second legs 20a and 20b connected.
  • the arc regions 30 have here two isolated from each other by a spacing 40 Partial sheets 31 and 32.
  • the first one second leg 20a via a second sheet 50 with the second second leg 20b connected. That second bow 50 in turn has two partial arches 51 and 52, which are electrically isolated from one another by a spacing 60 are.
  • the electrode 1 has a variety of can have second legs, the angle between the first leg and the second leg or the angles between the second legs each functional or technically realizable value. Furthermore is as already mentioned above, it is advantageous small angles more than two partial arches in the arc areas to provide an even or corresponding to the To achieve radius of curvature designed current density distribution and thus the risk of local thermal overload or to minimize a burnout.

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Elektrode gemäß Anspruch 1.
Derartige Elektroden werden beispielsweise in Widerstands-Heizvorrichtungen eingesetzt, sie sind aber auch bei anderen Technologiegebieten anwendbar, bei denen gebogene Elektroden zur Leitung bzw. Umleitung von Strömen großer Stromstärke benötigt werden.
Stand der Technik
Die oben erwähnten Widerstands-Heizvorrichtungen bestehen im wesentlichen aus zwei auf einem elektrisch isolierenden Substrat aufgebrachten Elektroden, die mit einer Stromquelle verbunden sind. Zwischen den Elektroden ist eine Heizschicht meist aus einer Vielzahl von PTC-Elementen, durch die zum einen eine Selbstregulierung der gewünschten Raumtemperatur und zum anderen eine Verringerung der Strom- bzw. Leistungsaufnahme erreicht wird, ausgebildet. Sind die PTC-Elemente zu Beginn der Einschaltphase der Heizvorrichtung jedoch noch kalt, so ist deren Widerstand noch gering, weshalb hohe Stromspitzen auftreten.
In herkömmlichen Heizvorrichtungen, bei denen die Stromzuführungen bzw. Elektroden über Eck (vgl. Fig. 6) gelegt wurden, so daß die Elektrode 1 den Aufbau erster Schenkel 10, Verbindungsstück 30 und zweiter Schenkel 20 aufweist, kam es vermutlich aufgrund von Spitzenwirkungen und damit verbundenen hohen elektrischen Feldern in den Bereichen scharfkantiger Knicke bzw. Ecken häufig, vor allem an der Knickinnenseite 35, zum Durchbrennen und somit zur Zerstörung der Elektroden 1. Anhand von thermograpischen Messungen konnte schließlich gezeigt werden, daß sich der Strom in den scharfkantigen Knicken 35 bzw. Ecken 35 konzentriert und somit zum Kontaktversagen führt.
Aus der Deutschen Patentanmeldung Nr. 197 04 352.6 sind Elektroden 1 (vgl. Fig. 7) mit dem Aufbau erster Schenkel 10, Verbindungsstück 30 und zweiter Schenkel 20 bekannt. Diese Elektroden zeichnen sich dadurch aus, daß sie durch Abrundung der Begrenzungslinien der Elektroden im Knickbereich 35 keine scharfen Kanten, Spitzen und Ecken mehr aufweisen. Dadurch wird im Gegensatz zu den über Eck gelegten Elektroden die Gefahr des Durchbrennens zwar vermindert, aufgrund der massiven Ausgestaltung der Elektroden besteht jedoch noch eine gewisse Wahrscheinlichkeit für ein Kontaktversagen. Wie bei den über Eck gelegten Elektroden liegt der kritische Bereich, d.h., der Bereich, bei dem die größte Erwärmung auftritt und somit ein Durchbrennen am wahrscheinlichsten ist, an der Knickinnenseite bzw. der Seite mit dem kleinsten Krümmungsradius der Elektroden, wodurch es wieder zu Spitzenwirkungen kommen kann.
Um dem Durchbrennen der Elektroden bei großen Strömen zu begegnen, muß bei den über Eck gelegten bzw. gerundeten Elektroden die Breite bzw. Höhe der Elektroden vergrößert werden. Dies führt aber zu einem vermehrten Gebrauch von Elektrodenmaterial, was sich sowohl in einer Steigerung des Gewichts als auch der Materialkosten ausdrückt.
Die Druckschrift GB 21 54 403 offenbart eine Widerstandsheizvorrichtung, die auf einer Glasplatte angeordnet ist, wobei die elektrische Stromzufuhr über gebogene Elektroden bereitgestellt wird. Diese Elektroden weisen dabei einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel und einen Bogen auf, der den ersten Schenkel mit dem zweiten Schenkel verbindet, wobei der Bogen zur Verringerung des Risikos einer lokalen thermischen Überbelastung mehrere voneinander elektrisch isolierte Teilbögen aufweist, die sich jeweils in Richtung von dem ersten zu dem zweiten Schenkel erstrekken. Der Bogen weist dabei die gleiche Querschnittsfläche wie der erste und zweite Schenkel auf.
Darstellung der Erfindung
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gebogenen Elektroden im Stand der Technik derart weiterzubilden, daß trotz einer verminderten Wahrscheinlichkeit des Durchbrennens im Bogenbereich eine große Gesamtstromdichte erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Elektrode mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Werden in einer Elektrode mit einem ersten und zweiten Schenkel, die durch einen Bogen miteinander verbunden sind, zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Teilbögen in dem Bogen ausgebildet, so ist es möglich, eine gewünschte Stromdichteverteilung in der Elektrode bzw. im Bogen einzustellen. Dadurch wird vermieden, daß eine Konzentration von großen Strömen an bestimmten Stellen der Elektrode auftritt, wodurch einer nur lokalen Überhitzung bzw. einem Durchbrennen wirksam begegnet wird. Die Elektroden hierbei können sowohl flächig als auch räumlich ausgebildet sein. Um den durch die nicht leitenden Bereiche verloren gegangenen Raum wieder auszugleichen, wird die Gesamtbreite bzw. Gesamtquerschnittsfläche des Bogens im Gegensatz zu dem ersten bzw. zweiten Schenkel vergrößert. Dadurch kann in dem so gestalteten Bogen zumindest die gleiche Gesamtstromdichte wie in einem massiven Bogen ohne Aussparungen, der die gleiche Gesamtbreite bzw. Gesamtquerschnittsfläche wie der erste und/oder zweite Schenkel aufweist, erreicht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die elektrische Isolierung der Teilbögen einfach dadurch geschaffen werden, daß die Teilbögen voneinander beabstandet werden. Sie kann aber auch dadurch erreicht werden, daß ein elektrisch isolierendes Material in den Raum zwischen die Teilbögen eingebracht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Widerstände der Teilbögen derart ausgebildet, daß sie in Richtung von einer Bogeninnenseite zu einer Bogenaußenseite hin abnehmen. Dadurch ist es möglich, die Stromdichteverteilung derart einzustellen, daß in Teilbögen mit kleinem Krümmungsradius, d.h., Teilbögen an der Bogeninnenseite, nur geringe Stromdichten, an Teilbögen mit großem Krümmungsradius jedoch, d.h. Teilbögen an der Bogenaußenseite, größere Stromdichten auftreten. Diese Ausgestaltung erweist sich vor allem bei solchen Elektroden als besonders vorteilhaft, die in einem spitzen Winkel gebogen sind. Bei diesen Elektroden kann dann das Widerstandsgefälle der Teilbögen von der Bogeninnenseite zur Bogenaußenseite derart eingestellt werden, daß Teilbögen mit kleinerem Krümmungsradius mit Strömen geringerer Stärke als Teilbögen mit größerem Krümmungsradius durchsetzt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Widerstände der Teilbögen derart ausgebildet, daß sie in Richtung von der Bogeninnenseite zu der Bogenaußenseite hin den gleichen Wert aufweisen. Auch hier wird durch eine gleichmäßige Verteilung der Stromdichte auf alle Teilbögen das Problem lokaler Stromkonzentrationen vor allem an der Bogeninnenseite vermieden.
Diese gleichmäßige Ausbildung der Widerstände kann dadurch erreicht werden, daß sich die Teilbögen von einer zur Längsrichtung des ersten Schenkels schrägen Linie zu einer zur Längsrichtung des zweiten Schenkels schrägen Linie erstrecken, wobei die Breiten bzw. Querschnittsflächen der Teilbögen gleich groß sind.
Des weiteren können sich die Teilbögen von einer zur Längsrichtung des ersten Schenkels senkrechten Linie zu einer zur Längsrichtung des zweiten Schenkels senkrechten Linie erstrecken, wobei hier dann die Breiten bzw. Querschnittsflächen der Teilbögen von der Bogeninnenseite zu der Bogenaußenseite zunehmen. Im Gegensatz zu der vorherigen Anordnung mit gleichen Teilbögenwiderständen kann hier bei gleicher Bogenbreite bzw. Bogenquerschnittsfläche eine größere Stromdichte erreicht werden, da weniger Beabstandungen bzw. Aussparungen, die nicht zur Leitung des elektrischen Stroms beitragen, zwischen den einzelnen Teilbögen vorgesehen sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, in der der erste Schenkel über Bögen mit zwei zweiten Schenkeln verbunden ist, sind auch die zwei zweiten Schenkel über einen zweiten Bogen miteinander verbunden. Dieser zweite Bogen weist zumindest zwei Teilbögen auf, über die eine gewünschte Stromverteilung derart einstellbar ist, daß eine lokale thermische Überlastung, die zum Durchbrennen führen kann, vor allem an Bereichen mit kleinem Krümmungsradius auch zwischen den zweiten Schenkeln vermieden wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten gebogenen Elektrode die nützlich ist zum Verständnis der Erfindung,
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten gebogenen Elektrode die nützlich ist zum Verständnis der Erfindung,
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten gebogenen Elektrode die nützlich ist zum Verständnis der Erfindung,
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vierten gebogenen Elektrode zur Erläuterung der Erfindung,
  • Fig. 6 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen über Eck gelegten Elektrode,
  • Fig. 7 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Elektrode mit einer Abrundung der Begrenzungslinien im Knickbereich.
    • Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung einer ersten Elektrode die nützlich ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung. Die Elektrode 1 weist einen ersten Schenkel 10 auf, der über einen Bogenabschnitt 30 bzw. Bogen 30 mit einem zweiten Schenkel 20 verbunden ist. Der Bogen 30 ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, derart ausgebildet, daß der Winkel zwischen dem ersten 10 und zweiten 20 Schenkel, d.h., dem ersten Schenkel 10 bezüglich einer Längsrichtung L1 und dem zweiten Schenkel 20 bezüglich einer Längsrichtung L2, ein rechter Winkel ist. Es sei jedoch bemerkt, daß der Winkel jeden zweckmäßigen bzw. technisch realisierbaren Wert annehmen kann. Der Bogen weist ferner einen ersten Teilbogen 31 und einen zweiten Teilbogen 32 auf, die sich von dem ersten 10 zu dem zweiten 20 Schenkel erstrecken.
    Der erste Teilbogen 31, der einen elektrischen Widerstand R1 darstellt, hat eine Länge 11 und eine Breite A1 bzw. Querschnittsfläche A1, wohingegen der zweite Teilbogen 32, der einen elektrischen Widerstand R2 darstellt, eine Länge 12 und eine Breite A2 bzw. Querschnittsfläche A2 hat. Es sei bemerkt, daß sowohl flächige als auch räumliche Elektroden eine Querschnittsfläche aufweisen, wenn auch bei flächigen Elektroden die Höhe im Vergleich zur Breite sehr gering sein kann. Deshalb wird im folgenden zur Verallgemeinerung nur noch der Begriff "Querschnittsfläche" verwendet. Eine Beabstandung 40 sorgt für eine elektrische Isolierung zwischen dem ersten 31 und dem zweiten Teilbogen 32, wobei auch ein Isoliermaterial 40 dazwischen eingebracht sein kann.
    Der Widerstand R1 des ersten Teilbogens 31, der sich an der Bogeninnenseite 35 befindet und deshalb einen kleinen Krümmungsradius aufweist, ist in dieser ersten Ausführungsform so dimensioniert, daß er größer ist als der Widerstand R2 des zweiten Teilbogens 32, der sich an der Bogenaußenseite 36 befindet und einen großen Krümmungsradius aufweist. Aufgrund dieser Dimensionierung der Widerstände R1 und R2, bei der das Verhältnis l1/A1 größer als l2/A2 ist, ist die Stromdichte in dem äußeren bzw. zweiten Teilbogen 32 größer als in dem inneren bzw. ersten Teilbogen 31. Auf diese Weise werden lokale thermische Überlastungen im ersten Teilbogen 31 vermieden, weil der größere Stromanteil auf den zweiten Teilbogen 32, der aufgrund des größeren Krümmungsradius größere Ströme toleriert, verteilt worden ist.
    Diese Darstellung einer ersten gebogenen Elektrode ist vor allem für sehr kleine Winkel zwischen dem ersten Schenkel 10 und dem zweiten Schenkel 20 geeignet, da dann zur Vermeidung von thermischen Überlastungen am Teilbogen 31 mit kleinem Krümmungsradius die Querschnittsfläche A1 und damit der Widerstand R1 sehr klein eingestellt werden kann. Zur Anpassung an kleine Winkel ist es weiter möglich, den Bogen statt in zwei Teilbögen in drei oder mehr Teilbögen einzuteilen, um dadurch entsprechend dem Krümmungsradius eines Teilbogens den Widerstand und damit die Stromstärke durch den Teilbogen einzustellen. Daraus ergibt sich dann, daß die Widerstände der Teilbögen von der Bogeninnenseite zur Bogenaußenseite abnehmen.
    Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung einer zweiten Elektrode die nützlich ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung. Die Elektrode 1 weist einen ersten Schenkel 10 auf, der über einen Bogen 30 mit einem zweiten Schenkel 20 verbunden ist. Obwohl der Bogen 30 in Fig. 2 so gezeigt ist, daß der Winkel zwischen dem ersten 10 und zweiten 20 Schenkel rechtwinklig ist, kann der Winkel jeden zweckmäßigen bzw. technisch realisierbaren Wert annehmen. Innerhalb des Bogens 30 erstrecken sich zwei von einander elektrisch isolierte Teilbögen 31, 32 von einer zur Längsrichtung L1 des ersten Schenkels 10 schrägen Linie S1 zu einer zur Längsrichtung L2 des zweiten Schenkels 20 schrägen Linie S2. Die Abschrägungen S1,S2 bzw. schrägen Linien S1,S2 sind dabei so gestaltet, daß die Längen 11,12 sowie die Querschnittsflächen A1,A2 der Teilbögen 31,32 im wesentlichen gleich sind. Daraus ergeben sich im wesentlichen gleiche elektrische Widerstände R1 und R2, die zu einer gleichmäßigen Aufteilung des Stroms auf den Teilbogen 31 an der Bogeninnenseite 35 und den Teilbogen 32 an der Bogenaußenseite 36 führen. Wie noch später in Bezug auf die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform gezeigt werden wird, können statt der zwei in Fig. 2 gezeigten Teilbögen 31,32 auch drei oder mehr Teilbögen verwendet werden, um eine gleichmäßige Stromverteilung innerhalb eines Teilbogens zu erreichen. Dadurch ist es möglich, lokale thermische Überlastungen an Stellen eines Teilbogens mit kleinem Krümmungsradius zu vermeiden.
    In Fig. 3 ist eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung einer dritten Elektrode die nützlich ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in den vorangegangenen Ausführungsformen weist die Elektrode 1 einen ersten Schenkel 10 auf, der über einen Bogen 30 mit einem zweiten Schenkel 20 verbunden ist. Der in Fig. 3 dargestellte rechte Winkel zwischen dem ersten 10 und zweiten 20 Schenkel kann jedoch jeden zweckmäßigen bzw. technisch realisierbaren Wert annehmen. Zwei von einander elektrisch isolierte Teilbögen 31, 32 erstrecken sich innerhalb des Bogens 30 von einer zur Längsrichtung L1 des ersten Schenkels 10 senkrechten Linie T1 zu einer zur Längsrichtung L2 des zweiten Schenkels 20 senkrechten Linie T2. Die Längen 11,12 sowie die Querschnittsflächen A1,A2 der Teilbögen 31,32 sind dabei so gestaltet, daß das Verhältnis l1/A1 im wesentlichen gleich dem Verhältnis l2/A2 und dadurch der Widerstand R1 im wesentlichen gleich dem Widerstand R2 ist. Somit weist der Teilbogen 31 an der Bogeninnenseite eine kleinere Länge 11, aber auch eine geringere Querschnittsfläche A1 als der Teilbogen 32 an der Bogenaußenseite auf. Auch hier können wieder mehr als zwei Teilbögen zur Vermeidung einer lokalen thermischen Überlastung verwendet werden.
    Fig. 4 zeigte eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist eine Weiterbildung der in Fig. 2 dargestellten zweiten Elektrode zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Es sei bemerkt, daß die zur Längsrichtung L1 des ersten Schenkels 10 und die zur Längsrichtung L2 des zweiten Schenkels 20 senkrechten T1,T2 bzw. schrägen S1,S2 Linien nur zur Veranschaulichung der einzelnen Teile 10,20,30 der Elektrode 1 dargestellt sind. Ein wesentlicher Unterschied zur zweiten Ausführungsform besteht darin, daß innerhalb des Bogens 30 angrenzend an den ersten Schenkel 10 eine Verbreitung V1 bzw. angrenzend an den zweiten Schenkel 20 eine Verbreitung V2 ausgebildet ist. Aufgrund dieser Verbreiterungen V1,V2 können zusätzliche Teilbögen eingebaut werden, wodurch eine große Gesamtstromdichte im Bogenbereich 30 erreicht wird. Durch die zusätzlichen Teilbögen werden somit die durch die Beabstandung zur Leitung des elektrischen Stroms verloren gegangenen Räume bzw. Volumina wieder ausgeglichen. Wie oben schon erwähnt worden ist, werden in der vierten Ausführungsform mehrere Teilbögen verwendet, um eine gleichmäßige Stromdichteverteilung zu erreichen.
    In Fig. 5 ist eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung einer vierten Elektrode zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsformen der Elektrode 1 ist ein erster Schenkel 10 über Bogenbereiche 30 mit zwei zweiten Schenkeln 20a und 20b verbunden. Die Bogenbereiche 30 weisen hierbei zwei durch eine Beabstandung 40 voneinander isolierte Teilbögen 31 und 32 auf. Des weiteren ist der erste zweite Schenkel 20a über einen zweiten Bogen 50 mit dem zweiten zweiten Schenkel 20b verbunden. Dieser zweite Bogen 50 weist für sich wiederum zwei Teilbögen 51 und 52 auf, die durch eine Beabstandung 60 voneinander elektrisch isoliert sind.
    Es sei bemerkt, daß die Elektrode 1 ein Vielzahl von zweiten Schenkeln aufweisen kann, wobei die Winkel zwischen dem ersten Schenkel und den zweiten Schenkeln bzw. die Winkel zwischen den zweiten Schenkeln jeden zweckmäßigen bzw. technisch realisierbaren Wert annehmen können. Ferner ist es, wie oben bereits erwähnt worden ist, von Vorteil bei kleinen Winkeln mehr als zwei Teilbögen in den Bogenbereichen vorzusehen, um eine gleichmäßige bzw. entsprechend der Krümmungsradius ausgelegte Stromdichteverteilung zu erreichen und somit das Risiko einer lokalen thermischen Überlastung bzw. eines Durchbrennens zu minimieren.
    Bezugszeichenliste
    1
    Elektrode
    10
    erster Schenkel
    20
    zweiter Schenkel
    20a
    erster zweiter Schenkel
    20b
    zweiter zweiter Schenkel
    30
    Bogen
    31
    erster Teilbogen
    32
    zweiter Teilbogen
    35
    Bogeninnenseite
    36
    Bogenaußenseite
    40
    Beabstandung, Isoliermaterial
    50
    zweiter Bogen
    51
    erster Teilbogen des zweiten Bogens
    52
    zweiter Teilbogen des zweiten Bogens
    60
    Beabstandung
    A1, A2
    Breiten, Querschnittsflächen der Teilbögen
    11, 12
    Längen der Teilbögen
    R1, R2
    elektrische Widerstände der Teilbögen
    L1, L2
    Längsrichtungen des ersten/zweiten Schenkels
    S1, S2
    Abschrägungen, schräge Linien
    T1, T2
    Senkrechten, senkrechte Linien

    Claims (8)

    1. Elektrode (1), mit
      einem ersten Schenkel (10),
      zumindest einem zweiten Schenkel (20), und
      zumindest einem Bogen (30), wobei jeder Bogen (30) den ersten Schenkel (10) mit je einem zweiten Schenkel (20) verbindet und wobei jeder Bogen (30) zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Teilbögen (31, 32) aufweist, die sich jeweils in Richtung von dem ersten (10) zu je einem zweiten (20) Schenkel erstrecken, dadurch gekennzeichnet,
      daß jeder Bogen (30) eine größere Querschnittsfläche als der erste (10) und/oder zweite (20) Schenkel aufweist.
    2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbögen (31, 32) durch eine Beabstandung (40) elektrisch isoliert sind.
    3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbögen (31, 32) durch ein Isoliermaterial (40) elektrisch isoliert sind.
    4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen elektrischen Widerstände (R1, R2) der Teilbögen (31, 32) von einer Bogeninnenseite (35) zu einer Bogenaußenseite (36) abnehmen.
    5. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen elektrischen Widerstände (R1, R2) der Teilbögen (31, 32) im wesentlichen den gleichen Wert aufweisen.
    6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilbögen (31, 32) von einer zur Längsrichtung (L1) des ersten Schenkels (10) schrägen Linie (S1) zu einer zur Längsrichtung (L2) des zweiten Schenkels (20) schrägen Linie (S2) erstrecken, wobei die Querschnittsflächen (A1, A2) der Teilbögen (31, 32) von der Bogeninnenseite (35) zu der Bogenaußenseite (36) im wesentlichen gleich groß sind.
    7. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilbögen (31, 32) von einer zur Längsrichtung (L1) des ersten Schenkels (10) senkrechten Linie (T1) zu einer zur Längsrichtung (L2) des zweiten Schenkels (20) senkrechten Linie (T2) erstrecken, wobei die Querschnittsflächen (A1, A2) der Teilbögen (31, 32) von der Bogeninnenseite (35) zu der Bogenaußenseite (36) zunehmen.
    8. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (1) zwei zweite Schenkel (20a, 20b) aufweist, wobei der erste zweite Schenkel (20a) über einen zweiten Bogen (50) mit dem zweiten zweiten Schenkel (20b) verbunden ist und der zweite Bogen (50) zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Teilbögen (51, 52) aufweist.
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