EP2272070A1

EP2272070A1 - Elektrischer vorwiderstand und widerstandseinheit

Info

Publication number: EP2272070A1
Application number: EP09732661A
Authority: EP
Inventors: Thomas Bielesch; Benjamin Schweizer; Ralph-Peter Reinhardt; Eckhard Munkow
Original assignee: Behr GmbH and Co KG; Pantrac GmbH
Current assignee: Pantrac GmbH; Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2011-01-12
Also published as: DE102009002467A1; WO2009127444A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Vorwiderstand (100) zur Beeinflussung der einem elektrischen Verbraucher zugeführten Stromstärke mit wenigstens einem elektrischen Kontakt (111) zur Einleitung des elektrischen Stroms und wenigstens einem elektrischen Kontakt (112) zur Ableitung des elektrischen Stroms, wobei der Vorwiderstand zwischen den elektrischen Kontakten (111, 112) einen Leitungskörper (110) zur Stromstärkenminderung umfasst, der Karbon enthält. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Widerstandseinheit, in der der erfindungsgemäße Vorwiderstand mit einem Schutzelement (300) kombiniert ist.

Description

Elektrischer Vorwiderstand und Widerstandseinheit

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Vorwiderstand zur Beeinflussung der einem elektrischen Verbraucher zugeführten Stromstärke mit wenigstem einem elektrischen Kontakt zur Einleitung des elektrischen Stroms und wenigstens einem Kontakt zur Ableitung des elektrischen Stroms .

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Widerstandseinheit, die den erfindungsgemäßen elektrischen Vorwiderstand umfasst.

Bekannte übliche Vorwiderstände umfassen zur Widerstandserhöhung angeordnete Drähte, die in mehreren Windungen auf einem Träger angeordnet sind. Nachteilig an diesen Vorwiderständen ist, dass diese sich durch kurzzeitige elektrische Überlast z.B. aufgrund hoher Anlaufströme außerordentlich stark erwärmen und dadurch zu einer Gefährdung von umliegenden Bauteilen führen können. Dem kann nur in geringem Maße durch den Einsatz von z.B. hohl ausgeführten Keramikträgern entgegen gewirkt werden, da bei der schlagartigen Erwärmung der Drahtwindungen der Keramikträger nicht ausreichend schnell die Wärmemenge aus dem Draht ableiten kann -, so dass nahezu die gesamte Wärmemenge vom Draht gespeichert wird und nur langsam an die Umgebung abgeführt werden kann. Nachteilig ist außerdem, dass die Formgebung des Vorwiderstands bzw. der Drahtwindungen im Wesentlichen durch die Materialzusammensetzung bestimmt ist, die wiederum abhängig ist von der gewünschten Wärmeleitfähigkeit und dem zu realisierenden Widerstandswert und der erforderlichen Leistung beziehungsweise Stromstärke. Es ist des Weiteren aus der DE 10 2006 001 791 Al ein Vorwiderstand bekannt, mittels dessen die Wärmeabfuhr dadurch erhöht wird, dass das Widerstandsmaterial großflächig auf einem Träger aufgebracht ist. Nachteilig an dieser Ausführungsform ist, dass durch den geringen Querschnitt der aufgebrachten Widerstandsbahn die Belastbarkeit des Vorwiderstandes mit höheren Strömen begrenzt ist und außerdem dadurch der gesamte Vorwiderstand auf eine Temperaturüberhöhung von maximal 45 K begrenzt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vorwiderstand und eine den Vorwiderstand umfassende Widerstandseinheit zur Verfügung zu stellen, die bei geringem Herstellungsaufwand eine exakte Einstellung des Widerstands bei optimaler Wärmeabfuhr an die Umgebung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 beanspruchten elektrischen Vorwiderstand sowie durch die im Anspruch 14 beanspruchte Widerstandseinheit gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung schließen sich in den jeweiligen ünteransprüchen 2 bis 13 und 15 bis 18 an. Zur Ergänzung wird ebenfalls eine erfindungsgemäße Verwendung im Anspruch 19 des Vorwiderstandes und der Widerstandseinheit beansprucht.

Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Vorwiderstand zur Beeinflussung der einem elektrischen Verbraucher zugeführten elektrischen Stromstärke mit wenigstens einem elektrischen Kontakt zur Einleitung des elektrischen Stroms und wenigstens einem elektrischen Kontakt zur Ableitung des elektrischen Stroms zur Verfügung gestellt, wobei der Vorwiderstand zwischen den elektrischen Kontakten einen Leitungskörper zur Stromstärkenminderung umfasst, der Karbon enthält. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Massenanteil von Karbon wenigstens 50% beträgt .

Es kann vorgesehen sein, dass der Vorwiderstand aus einem im Wesentlichen massiven Karbonkörper ausgebildet ist.

Im erfindungsgemäßen Vorwiderstand bildet somit der gesamte Leitungskörper eine Oberfläche aus, durch die der Wärmeübergang an die Umgebung realisiert werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leitungskörper aus reinem Karbon besteht .

In einem einfachen und kostengünstigen Aufbau ist der Vorwiderstand in bevorzugter Ausführungsform derart ausgestaltet, dass die Stromleitung zwischen den elektrischen Kontakten ausschließlich über den Karbon aufweisenden Leitungskörper realisiert wird. Dabei kann der Leitungskörper vollständig aus Karbon bestehen oder auch aus einer Mischung von Karbon mit weiteren Bestandteilen.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Leitungskörper auf einem als Isolator wirkendem Trägermaterial montiert ist.

In einer alternativen Ausgestaltung kann dieses Trägermaterial auch z.B. eine Metallplatte sein, an der sich ebenfalls die elektrischen Kontakte befinden. Die Stromleitung wird somit über die Metallplatte als auch über den Karbon umfassenden Leitungskörper realisiert, wobei der Gesamtwiderstand des Vorwiderstandes aus den einzelnen Widerständen des Leitungskörpers sowie des Trägermaterials zusammengesetzt ist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Leitungskörper zumindest teilweise mit einer Schutzschicht bedeckt ist, die elektrisch isolierend wirkt. Dabei weist diese Schutzschicht eine thermische Leitfähigkeit auf, die vorzugsweise höher ist als die thermische Leitfähigkeit von Karbon, um einen optimalen Wärmeaustrag aus dem Leitungskörper zu realisieren. Das Material der Schutzschicht ist vorzugsweise ein temperaturbeständiger Lack, mit zum Beispiel einem wärmeleitenden Füllstoff, oder auch ein Silikonzement.

Daneben oder hinzukommend kann eine Beschichtung des Leitungskörpers mit Zink vorgesehen sein, die in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung zumindest bereichsweise verzinnt sein kann.

Zur Realisierung einer ausreichenden elektrischen Leitfähigkeit kann der Übergang zwischen Leitungskörper und angeschlossenen Elementen mittels einer Löterbindung hergestellt sein. Die Verlötung kann dabei in einem Durchlauf- ofen durchgeführt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Leitungskörper und den elektrischen Kontakten jeweils eine elektrische Kontaktie- rungsschicht angeordnet ist, die einen spezifischen Widerstand von maximal 1/100 des Widerstandes des Leitungskörpers aufweist. Bevorzugt sollte hier ein Eisenwerkstoff, Kupfer, Nickel, Zink, Silber oder Gold bzw. eine ihrer Legierungen zur Anwendung kommen.

In einer günstigen konstruktiven Ausgestaltung umfasst der Vorwiderstand zur Ausbildung der elektrischen Kontakte in Stromflussrichtung vor und nach dem Karbon umfassenden Leitungskörper jeweils eine Kontaktierungsschelle, die den Leitungskörper und/oder die Kontaktierungsschicht bevorzugt an seinen Enden umfangsseitig kraft- und/oder formschlüssig elektrisch kontaktierend umfasst. Durch diese Kontaktie- rungsschellen wird eine homogene hohe Stromeinleitung erreicht und die elektrischen Kontakte zum Anschluss weiterer Leiter oder Bauelemente realisiert. Zur Verringerung des Widerstandes zwischen dem Leitungskörper und der Schelle kann vorgesehen sein, dass diese verzinnt ist.

In einer alternativen konstruktiven Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Vorwiderstand zur Ausbildung der elektrischen Kontakte in Stromflussrichtung vor und nach dem Karbon umfassenden Leitungskörper jeweils ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement aufweist, welches an den Leitungskörper und/oder an die Kontaktierungsschicht mittels einer mechanischen, elektrisch leitfähigen Verbindung befestigt ist. In dieser Ausgestaltung realisieren die Anschlusselemente die elektrischen Kontakte zum Anschluss weiterer Leiter oder Bauelemente. Bevorzugt ist die mechanische Verbindung eine Nietverbindung, eine Schweißverbindung oder eine Pressverbindung. Die Pressverbindung ist dabei derart hergestellt, dass zum Beispiel litzenförmige Kontakte in den Karbonkörper während des Pressvorganges zur Herstellung des Karbonkörpers eingepresst werden.

Günstige geometrische Ausgestaltungen der Leitungskörper sind Quaderformen oder Zylinderformen oder Hohlzylinderfor- men mit glattem oder gewellten Wandverlauf oder Formen, die einen Querschnitt eines typischen Tragflügelprofils aufweisen. Insbesondere die letztgenannte Ausgestaltung ist strömungstechnisch optimiert, so dass ein derart ausgestalteter Leitungskörper optimal dort angeordnet werden kann, wo eine Fluid-Strömung vorliegt.

Der gewellte Wandverlauf, der im Querschnitt des Leitungskörpers im Wesentlichen einer Rosette ähnelt, hat den Vorteil der stark vergrößerten Oberfläche und damit der Verbesserung der Wärmeableitung an die Umgebung. In einer besonderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Vorwiderstand derart ausgestaltet ist, dass er eine zusätzliche Funktion übernimmt, nämlich indem der Leitungskörper z.B. als ein Abschnitt oder Teil einer Lüfterzarge oder Zargenring im Lüftungskanal einer Lüftungsanlage oder als Haltestrebe oder Teil einer Haltestrebe für einen Lüftermotor einer Lüftungsanlage oder als hohler FIu- idleiter zum Transport von Kühlmitteln oder zumindest als Bereich eines Flächenelementes einer Kühlkomponente einer Kühlanlage ausgestaltet ist. Dabei sollte der Vorwiderstand in seiner Multifunktionalität insbesondere in Kühl-, Lüf- tungs- oder Klimaanlagen eines Kfz integriert sein, weil durch die Multifunktionalität dieses Bauteils eine Platz- und Gewichtsersparnis realisiert werden kann. Beim Einsatz als Fluidtransportmittel lässt sich der erfindungsgemäße Vorwiderstand zur Erwärmung des Fluids einsetzen und bei Einsatz als Motorhaltestrebe kann diese stromlinienförmig ausgestaltet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Herstellungsprozess des Leitungskörpers dessen Herausarbeitung aus Vollmaterial oder Extrudieren oder Pressen in Verbindung mit Glühen oder Pressen in Verbindung mit Sintern umfasst.

Zur Feinbearbeitung lassen sich die üblichen spanenden Verfahren einsetzen. Dies bedeutet, dass der erfindungsgemäße Vorwiderstand in seiner Form an durch den Einbauraum vorgegebene Restriktionen anpassbar ist. Diese Anpassbarkeit stellt einen wesentlichen Vorteil im Vergleich zu den herkömmlichen Vorwiderständen dar. Es ist somit in einfacher und kostengünstiger Weise flexibel eine Anpassung der Form des Vorwiderstandes bzw. des Leitungskörpers an seine Umgebung realisierbar. Zur Vergrößerung der Gesamtoberfläche des Leitungskörpers und damit zur Optimierung der Wärmeableitung vom erwärmten Leitungskörper in die Umgebung kann vorgesehen sein, dass der Leitungskörper eine oberflächenvergrößernde Formgebung aufweist .

Der erfindungsgemäße Vorwiderstand kann derart ausgeführt sein, dass er ein NTC-Verhalten oder ein PTC-Verhalten aufweist. Bei Verbindung von Vorwiderständen mit unterschiedlichem Verhalten zum Beispiel in einer Serienschaltung kann somit in der Schaltung eine Kombination der beiden Verhalten, das heißt, Kombination von NTC- und PTC-Verhalten realisiert werden.

Insbesondere ist dies günstig bei Realisierung selbstregelnder Bauteile beim Einsatz in einer kalten bzw.. warmen Umgebung. Durch die entsprechende Auswahl der chemischen Zusammensetzung des Leitungskörpers lässt sich die NTC- beziehungsweise die PTC-Funktion und somit bei Zusammenschaltung mehrerer Vorwiderstände mit unterschiedlichem Verhalten eine Kombination der Funktionen gewährleisten.

Erfindungsgemäß bildet der Vorwiderstand einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Widerstandseinheit, wobei an dieser Widerstandseinheit an wenigstens einem der elektrischen Kontakte ein thermisches Schutzelement angeschlossen ist. Bevorzugt ist dies eine Mikro-Temperatursicherung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Widerstandseinheit des Weiteren ein Steckergehäuse zur Aufnahme eines Anschlusssteckers auf, in welchem wenigstens jeweils eines der elektrischen Kontakte des Vorwiderstandes kontaktierbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass in dem Steckergehäuse beide elektrischen Kontakte des Vorwiderstandes zusammengeführt sind.

In einer alternativen Ausgestaltung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Widerstandseinheit zwei voneinander getrennte Steckergehäuse aufweist, in dem dann jeweils ein elektrischer Kontakt angeordnet ist. Dabei ist bevorzugt zwischen dem elektrischen Kontakt im Steckergehäuse und der Kontaktstelle am Leitungskörper das thermische Schutzelement angeordnet.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Widerstandseinheit wenigstens zwei zueinander parallel geschaltete erfindungsgemäße Vorwiderstände auf.

Die Voiwiderstände können dabei derart angeordnet sein, dass im Bereich der Anschlüsse an den Leitungskörper zwischen ihnen ein elektrischer Kontakt besteht. Der Gesamt- Widerstand der Widerstandseinheit wird somit aus den einzelnen Widerständen der einzelnen Vorwiderstände gebildet.

Es kann außerdem vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Vorwiderständen hintereinander in Reihe geschaltet sind und sich zumindest zwischen zwei Vorwiderständen elektrische Kontaktierungsschellen zum Anschluss elektrischer Leiter befinden zur Herstellung eines stufenweise betreibbaren Wi- derstandssystems . Das heißt, dass die Höhe der von der Widerstandseinheit abgenommenen Stromstärke abhängig ist vom Ort der Abnahme zwischen oder nach den in Reihe angeordneten Vorwiderständen.

Die Erfindung ergänzend ist vorgesehen, dass die Widerstandseinheit eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen erfindungsgemäßen Vorwiderständen umfasst, wobei wenigstens einer der Vorwiderstände ein PTC-Verhalten aufweist und wenigstens einer der Vorwiderstände ein NTC- Verhalten aufweist. Dabei können zumindest einige der Vorwiderstände parallel und einige seriell miteinander verbunden sein. Es lassen sich somit die unterschiedlichen Funktionen der unterschiedlichen Vorwiderstände miteinander kombinieren.

Erfindungsgemäß wird des Weiteren die Verwendung eines erfindungsgemäßen Vorwiderstandes oder einer erfindungsgemäßen Widerstandseinheit zur Verfügung gestellt, wobei ein Vorwiderstand bzw. eine Widerstandseinheit zur Beeinflussung der Stromstärke für einen Motor eines Lüfters oder eines Gebläses einer Lüftungs- oder Klimaanlage eines Kfz verwendet wird.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Widerstandseinheiten unterscheiden sich durch die Form ihres jeweiligen Vorwiderstandes. Diese unterschiedlichen Formen sind deutlich vor allem in den Ansichten von vorn in den Figuren Fig. 1, Fig. 7, Fig. 12, Fig. 17, Fig. 21 und Fig. 25 ersichtlich.

Die Figuren Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 5 zeigen weitere Ansichten der in Fig. 1 dargestellten Widerstandseinheit mit rohrförmigem Vorwiderstand. Fig. 4 zeigt das Schaltbild der Widerstandseinheit .

Fig. 6, Fig. 8 und Fig. 10 zeigen weitere Ansichten der in Fig. 7 dargestellten Widerstandseinheit mit plattenförmigem Vorwiderstand. Fig. 9 zeigt das Schaltbild der Widerstandseinheit . Fig. 11, Fig. 13 und Fig. 15 zeigen weitere Ansichten der in Fig. 12 dargestellten Widerstandseinheit mit zwei plat- tenförmigen Vorwiderständen. Fig. 14 zeigt das dazugehörige Schaltbild der Widerstandseinheit.

Fig. 16 und Fig. 19 zeigen weitere Ansichten der in Fig. 17 dargestellten Widerstandseinheit mit Vorwiderständen mit gewölbtem Profil. Fig. 18 zeigt das dazugehörige Schaltbild der Widerstandseinheit.

Fig. 20, Fig. 22 und Fig. 24 zeigen weitere Ansichten der in Fig. 21 dargestellten Widerstandseinheit mit zwei plat- tenförmigen Widerständen. Fig. 23 zeigt das dazugehörige Schaltbild der Widerstandseinheit.

Fig. 26, Fig. 27 und Fig. 29 zeigen in weiteren Ansichten die in Fig. 25 dargestellte Widerstandseinheit mit dem mit Wölbungen versehenem Vorwiderstand. Das dazugehörige Schaltbild der Widerstandseinheit ist in Fig. 28 dargestellt.

Die erfindungsgemäßen Widerstandseinheiten werden im Folgenden in Bezug auf ihre unterschiedliche Ausführungsform ihres Vorwiderstandes 100 bzw. dessen Leitungskörpers 110 beschrieben.

In Fig. 1 bis Fig. 5 ist eine Widerstandseinheit dargestellt, bei der ein Vorwiderstand 100 durch Kontaktierungs- schellen 200 umfasst ist, wobei diese Kontaktierungsschel- len mittels Befestigungen 700 auf einem Sockel 500 befestigt sind, an dem wiederum ein Steckergehäuse 400 angeordnet ist. In dem Steckergehäuse 400 befinden sich Anschlusskontakte 600 zur Realisierung des Stromflusses von einer Spannungsquelle zur Widerstandseinheit bzw. von der Widerstandseinheit zu einem Verbraucher oder zu weiteren ange- schlossenen Schaltelementen. Zwischen der Kontaktierungs- schelle 200, die an einem zweiten elektrischen Kontakt 112 des Vorwiderstandes 100 befestigt ist, und einem der Anschlusskontakte 600, ist das Schutzelement 300 angeordnet. ^• Das heißt, dass der Vorwiderstand 100 mit dem Schutzelement 300 in Reihe, wie in Fig. 4 dargestellt, angeordnet ist. Es ist ersichtlich, dass der Vorwiderstand 100 nicht einteilig aufgebaut ist, sondern dass er über eine Kontaktierungs- schicht 115 mit einem Anschlusselement 210 verbunden ist, welches elektrisch kontaktierend von einer der Kontaktie- rungsschellen 200 umgriffen wird. Die Verbindung zwischen dem Leitungskörper 110 und dem Anschlusselement 210 über die elektrische Kontaktierungsschicht 115 kann durch eine in den Fig. 1 bis Fig. 3 nicht dargestellte mechanische Verbindung 220 erfolgen. Diese mechanische Verbindung kann z.B. eine Schraub- oder auch eine Schweißverbindung sein.

Bei Integration der erfindungsgemäßen Widerstandseinheit wird dieses über die Anschlusskontakte 600 mit elektrischen Leitern verbunden. Der Anschlusskontakt 600 ist mit einer der Kontaktierungsschellen 200 verbunden, so dass ein elektrischer Kontakt über die Kontaktierungsschelle 200 zu dem Anschlusselement 210 realisiert wird. Der elektrische Kontakt zwischen dem Anschlusselement 210 und dem Leitungskörper 110 wird über die elektrische Kontaktierungsschicht 115 hergestellt.

Durch die Verwendung eines relativ hohen Karbonanteils im Leitungskörper 110 wird in gewünschter Weise der Widerstandswert des Vorwiderstandes beeinflusst. Ein entsprechend geminderter Strom wird durch die andere Kontaktierungsschelle 200 abgenommen und über das Schutzelement 300 dem anderen Anschlusskontakt 600 zugeleitet. In den in den Figuren dargestellten Ausführungsforrnen der erfindungsgemäßen Widerstandseinheit umfasst der Vorwiderstand 100 zwischen den Anschlusselementen 210 lediglich das karbonhaltige Material. Die Erfindung ist allerdings nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern es kann vorgesehen sein, dass das karbonhaltige Material auf Trägerplatten angeordnet ist, welche ebenfalls elektrisch leitfähig sind, und an denen Kontaktierungsschellen 200 oder Kon- taktierungselemente 205 befestigt sind. Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Vorwiderstand 100 an den Enden des Leitungskörpers 110 nicht wie dargestellt Anschlusselemente 210 aufweist, sondern dass Kontaktierungsschellen 200 bzw. Kontaktierungselemente 205 direkt am Leitungskörper kontaktierend angeschlossen sind.

Durch die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsform der Widerstandseinheit bzw. des Vorwiderstandes 100 mit rohrförmigen Leitungskörper wird ein Vorwiderstand bzw. eine Widerstandseinheit zur Verfügung gestellt, welche bei relativ geringem Volumen eine sehr große Oberfläche aufweist. Die große Oberfläche wirkt sich vorteilhaft zur Abgabe von Wärme in die Umgebung der Widerstandseinheit aus.

Die in den nachfolgenden Fig. 7 bis 29 beschriebenen Widerstandseinheiten unterscheiden sich von der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Widerstandseinheit lediglich durch die Form und gegebenenfalls durch die Anzahl sowie gegebenenfalls durch die Befestigung. Es wird daher im Folgenden in Bezug auf die in den Fig. 7 bis 29 dargestellten Widerstandseinheiten nur noch auf die Unterschiede im Vergleich zu der bereits beschriebenen Widerstandseinheit eingegangen .

In den Figuren Fig. 7 bis Fig. 10 ist eine erfindungsgemäße Widerstandseinheit dargestellt, bei der der Leitungskörper aus lediglich einer Platte hergestellt ist. Dieser Leitungskörper ist elektrisch kontaktierend mit Kontaktie- rungselementen 205 mit den Anschlusskontakten 600 verbunden. Die Kontaktierungselemente 200 sind über Befestigungen 700 mit dem Sockel 500 verbunden. Mechanische Verbindungen 220 gewährleisten die Befestigung des Vorwiderstandes 100 an den Kontaktierungselementen 205, wobei sie auch zur Befestigung der Anschlusselemente 210 am Leitungskörper 110 dienen können. Dabei ist die Erfindung darauf eingeschränkt, sondern es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen einem Anschlusselement 210 mit dem Leitungskörper 110 über eine andere elektrisch leitfähige Verbindung realisiert wird.

Das Schaltbild dieser Widerstandseinheit ist in Fig. 9 dargestellt, woraus ersichtlich ist, dass der Vorwiderstand 100 und das Schutzelement 300 in Reihe geschaltet sind.

Der Vorteil dieser in Plattenform ausgestalteten Widerstandseinheit liegt in der einfachen und kostengünstigen Herstellung des Vorwiderstandes 100.

In den Figuren Fig. 12 bis 15 ist eine Widerstandseinheit mit zwei plattenförmigen Leitungskörpern 110 dargestellt. Wie aus dem dazugehörigen Schaltbild in Fig. 14 ersichtlich ist, sind die Vorwiderstände 100 zueinander parallel geschaltet und zusammen in Reihe mit dem Schutzelement 300 verbunden. Zwischen den beiden plattenförmigen Leitungskörpern 110 ist ein elektrisch leitfähiges Distanzstück 225 angeordnet ..

Kontaktierungselemente 205 sind dabei paarweise einem jeden der Leitungskörper 110 zugeordnet. Das heißt, in dieser Ausführung der Widerstandseinheit weist diese vier Kontaktierungselemente 205 auf. In den Figuren Fig. 16 bis 19 ist eine Widerstandseinheit dargestellt, welche zwei Leitungskörper 110 umfasst, die jeweils eine im Wesentlichen einem Tragflügel- bzw. Flächenprofil aufweisende Querschnittsform haben. Im Gegensatz zu der in den Fig. 12 bis 15 dargestellten Widerstandseinheit hat die in den Figuren Fig. 16 bis 19 dargestellte Widerstandseinheit nur ein Paar von Kontaktierungselementen 205, an welchem beide Leitungskörper 110 mechanisch und elektrisch leitfähig befestigt sind. Des Weiteren weist diese Widerstandseinheit zwei Sockel 500 mit daran befes^¬ tigten Steckergehäusen 400 auf, so dass die beiden Anschlusskontakte 600 in jeweils einem Steckergehäuse 400 angeordnet sind. Auch in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Widerstandseinheit sind die Vorwiderstände 100 zueinander parallel angeordnet und in ihrer Gesamtheit in Reihe mit dem Schutzelement 300 angeordnet.

Der Vorteil der mit Tragflächenprofil ausgestalteten Leitungskörper liegt in ihrem geringen Widerstand, den sie Strömungen entgegensetzen, wenn der Vorwiderstand 100 in einer solchen Strömung platziert ist. Das heißt, dass eine derart ausgestaltete Widerstandseinheit vorteilhaft insbesondere in mit Medien durchströmten Leitungen oder Bereichen verwendbar ist. Derartige Medien können Flüssigkeiten oder auch Gase, wie zum Beispiel Luft, sein.

In den Figuren Fig. 20 bis 24 ist eine Widerstandseinheit dargestellt, die ebenfalls zwei in Plattenform ausgeführte Leitungskörper 110 aufweist, wobei diese Leitungskörper 110 ebenfalls über elektrische Kontaktierungsschichten 115 mit Anschlusselementen 210 verbunden sind, gegebenenfalls über die mechanischen Verbindungen 220, die auch dazu dienen, die Kontaktierungselemente 205 am Vorwiderstand 100 anzuordnen. Eine Besonderheit dieser Ausführungsform liegt in den Klemmelementen 510, in denen form- und/oder kraftschlüssig die Kontaktierungselemente 205 aufgenommen werden und somit sicher am Sockel 500, auf dem die Klemmelemente 510 fest angeordnet sind, fixiert werden können. Vorteilhafterweise bestehen diese Klemmelemente 510 aus einem elektrisch isolierenden Material.

Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Widerstandseinheit ist in den Figuren Fig. 25 bis 29 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Widerstandseinheit, wobei der rohrförmige Leitungskörper gewellte Innen- und Außenwände aufweist. Diese Ausgestaltung dient zur weiteren Vergrößerung der Oberfläche des Leitungskörpers 100 zur verbesserten Wärmeabgabe an die Umgebung.

Die Oberfläche aller dargestellten Leitungskörper 100 muss dabei nicht unbedingt durch das karbonhaltige Material realisiert sein, sondern es kann vorgesehen sein, dass diese Oberfläche durch eine auf dem karbonhaltigen Material anhaftende bzw. auf diesem aufgebrachte Schutzschicht, welche vorzugsweise elektrisch isolierend wirkt, realisiert ist. Diese Schutzschicht dient dem Schutz des Leitungskörpers 110 vor mechanischen Beschädigungen oder chemischen Einwirkungen. Außerdem hat die Schutzschicht insbesondere beim Betrieb des Karbon- Leitungskörpers bei höheren Temperaturen die Funktion einer Barriere zur Abweisung von Sauerstoff.

J5 Bezugszeichenliste

Vorwiderstand 100

Leitungskörper 110

Erster elektrischer Kontakt 111

Zweiter elektrischer Kontakt 112 elektrische Kontaktierungsschicht 115

Kontaktierungsschelle 200

Kontaktierungselement 205

Anschlusseleiüent 210 mechanische Verbindung 220

Distanzstück 225

Schutzelement 300

Steckergehäuse 400

Sockel 500

Klemmelement 510

Anschlusskontakt 600

Befestigung 700

Claims

Patentansprüche

1. Elektrischer Vorwiderstand zur Beeinflussung der einem elektrischen Verbraucher zugeführten Stromstärke mit wenigstens einem elektrischen Kontakt zur Einleitung des elektrischen Stroms und wenigstens einem elektrischen Kontakt zur Ableitung des elektrischen Stroms, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand zwischen den elektrischen Kontakten einen Leitungskörper zur Stromstärkenminderung umfasst, der Karbon enthält.

2. Elektrischer Vorwiderstand nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskörper des Vorwiderstandes einen Mas- senanteil von Karbon von wenigstens 50% aufweist.

3. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskörper aus reinem Karbon besteht.

4. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand derart aufgebaut ist, dass die Stromleitung zwischen den elektrischen Kontakten ausschließlich über den Karbon aufweisenden Leitungskörper realisiert wird.

5. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskörper auf einem als Isolator wirkenden Trägermaterial montiert ist.

6. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskörper zumindest teilweise mit einer Schutzschicht bedeckt ist, die elektrisch isolierend wirkt .

7. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitungskörper und den elektrischen Kontakten elektrisch kontaktierend jeweils eine elektrische Kontaktierungsschicht angeordnet ist, die einen spezifischen Widerstand von maximal 1/100 des Widerstandes des Leitungskörpers aufweist.

8. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand zur Ausbildung der elektrischen Kontakte in Stromflussrichtung vor und nach dem Karbon umfassenden Leitungskörper jeweils eine Kontaktie- rungsschelle umfasst, die den Leitungskörper und/oder die Kontaktierungsschicht bevorzugt an seinen Enden urnfangsseitig kraft- und/oder formschlüssig elektrisch kontaktierend umfasst.

9. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand zur Ausbildung der elektrischen Kontakte in Stromflussrichtung vor und nach dem Karbon umfassenden Leitungskörper jeweils ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement aufweist, welches an den Leitungskörper und/oder an die Kontaktierungsschicht mittels einer mechanischen elektrisch leitfähigen Verbindung befestigt ist.

10. Elektrischer Vorwiderstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung eine Schweißverbindung ist oder eine Pressverbindung ist, die auf im Herstel- lungsprozess des Karbonkörpers in das karbonhaltige Material eingeführte Kontaktlitzen wirkt.

11. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskörper eine Quaderform oder Zylinderform oder Hohl zylinderform mit glattem oder gewellten Wandverlauf aufweist oder ein massiver Materialstrang mit dem Querschnitt eines typischen Tragflügelprofils ist.

12. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand derart ausgestaltet ist, dass er eine zusätzliche Funktion übernimmt, nämlich indem der Leitungskörper ausgebildet ist als:

-Abschnitt oder Teil einer Lüfterzarge oder Zargenring im Lüftungskanal einer Lüftungsanlage, oder

-Haltestrebe oder Teil einer Haltestrebe für einen

Lüftermotor einer Lüftungsanlage, oder

-hohler Fluidleiter, insbesondere zum Transport von

Kühlmittel, oder

-zumindest teilweiser Bereich eines Flächenelementes einer Kühlkomponente einer Kühlanlage.

13. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskörper aus Vollmaterial gefertigt ist oder durch Extrudieren oder durch Pressen in Verbindung mit Glühen oder durch Pressen in Verbindung mit Sintern hergestellt ist.

14. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung der Gesamt-Oberfläche des Leitungskörpers dieser eine oberflächenvergrößernde Formgebung aufweist.

15. Elektrischer Vorwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand als NTC-Widerstand oder PTC- Widerstand ausgeführt ist.

16. Widerstandseinheit zur Beeinflussung der einem elektrischen Verbraucher zugeführten Stromstärke, welche wenigstens einen Vorwiderstand nach einem der Ansprüche 1-15 umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der elektrischen Kontakte ein thermisches Schutzelement angeschlossen ist.

17. Widerstandseinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens ein Steckergehäuse zur Aufnahme eines Anschlusssteckers umfasst, in welchem wenigstens jeweils einer der elektrischen Kontakte des Vorwiderstands kontaktierbar ist.

18. Widerstandseinheit nach einem der Ansprüche 16 bis

17, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens zwei zueinander parallel geschaltete Vorwiderstände aufweist .

19. Widerstandseinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwiderstände derart angeordnet sind, dass im Bereich der Anschlüsse an den Leitungskörper zwischen ihnen eine elektrischer Kontakt besteht.

20. Widerstandseinheit nach einem der Ansprüche 16 bis

18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vorwiderständen nach Ansprüchen 1-15 hintereinander in Reihe geschaltet sind und sich zumindest zwischen zwei Vorwiderständen elektrische Kontaktierungsstel- len zum Anschluss elektrischer Leiter befinden zur Herstellung eines stufenweise betreibbaren Widerstandssystems .

21. Widerstandseinheit nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandseinheit eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Vorwiderständen nach wenigstens einem der Ansprüche 1-15 umfasst, wobei wenigstens einer der Vorwiderstände ein PTC-Verhalten aufweist und wenigstens einer der Vorwiderstände ein NTC-Verhalten aufweist.

22. Verwendung eines elektrischen Vorwiderstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder Verwendung einer Widerstandseinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 21 zur Beeinflussung der Stromstärke, die in einem Kfz dem Motor eines Lüfters oder Gebläses einer Lüftungs- oder Klimaanlage zugeleitet wird.