EP3340258A1 - Entladewiderstand - Google Patents

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Publication number
EP3340258A1
EP3340258A1 EP17209173.8A EP17209173A EP3340258A1 EP 3340258 A1 EP3340258 A1 EP 3340258A1 EP 17209173 A EP17209173 A EP 17209173A EP 3340258 A1 EP3340258 A1 EP 3340258A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
discharge resistor
housing
ptc
filling
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17209173.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Leonhard Vetter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DBK David and Baader GmbH
Original Assignee
DBK David and Baader GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DBK David and Baader GmbH filed Critical DBK David and Baader GmbH
Publication of EP3340258A1 publication Critical patent/EP3340258A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/028—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the resistive element being embedded in insulation with outer enclosing sheath
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/032—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure plural layers surrounding the resistive element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
    • H01C1/084—Cooling, heating or ventilating arrangements using self-cooling, e.g. fins, heat sinks
    • 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
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
    • 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
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient

Definitions

  • the invention relates to a discharge resistor according to the preamble of patent claim 1.
  • Electric discharge resistors which may also be referred to as load resistors, serve for the transitional consumption of excess electrical energy.
  • discharge resistors may e.g. be used in electrical machines that convert when switching from a motor operation in a generator operation resulting electrical energy peaks in heat.
  • Embodiments with a wire resistance (heating) element and with a PTC resistance (heating) element are known from the prior art.
  • the special feature of PTC resistor elements is that they increase in electrical resistance as the temperature rises.
  • the pamphlets DE 10 2011 001 362 A1 and DE 10 2014 102 601 A1 each disclose a discharge resistor with a wire resistor element, which is accommodated in a heat sink with cooling ribs made of extruded aluminum profile, and which is electrically contacted via two single-sided end-side power supply lines. On the front side with the power supply lines and on the opposite end face respective closure plates are inserted into the heat sink. In a remaining cavity between the wire resistance heating element and the heat sink, a filling of MgO is provided.
  • a disadvantage of discharge resistors with wire resistance elements is that they can become very hot, eg over 500 ° C., during operation, eg in the event of overload.
  • the publication EP 1 225 080 A2 discloses an electrical circuit having a discharge resistor whose PTC resistor element dissipates its heat to an aluminum bracket or heatsink.
  • a disadvantage of such discharge resistors is the device complexity of the conductive by the heat connection of the PTC resistor element to the holder or the heat sink.
  • PTC resistor element can become too hot, so that its resistance is very high and the energy consumption is low.
  • the invention is based on the object to provide a discharge resistor that can accommodate higher loads without overheating.
  • the claimed discharge resistor has an electrical resistance, which is accommodated in a housing, and which is formed according to the invention of a plurality of PTC resistor elements. Between the PTC resistor elements and the housing, a filling, preferably in the form of a bed, is provided. The PTC resistor elements and the filling are designed to serve as heat storage. Thus, the discharge resistor according to the invention is designed to endure a permanent or pulse-like application of high power.
  • these preferably have a thickness of at least 4 mm, in particular of at least 5 mm.
  • the filling In order to achieve the required mass and thus heat capacity of the filling, it can be provided entirely around the PTC resistance elements or even on all sides of the PTC resistance elements or of a series of PTC resistance elements. It is preferred if the filling has full or even all sides a thickness of at least 2.5 mm, in particular of at least 3 mm. If the series of PTC resistor elements are inserted obliquely into the housing, the thicknesses of the filling will vary accordingly. When filling all sides, it should be noted that end stops can be required for the series of PTC resistance elements, so that no filling can be provided there exactly.
  • the inventively high heat capacity of the filling and / or the PTC resistance elements can also be achieved by virtue of the fact that the filling and / or the PTC resistance elements have a high specific heat capacity.
  • the discharge resistor according to the invention is designed, for example, to endure a permanent or pulse-like application of high power without exceeding a temperature of 250 ° C.
  • the housing is preferably made of aluminum.
  • the discharge resistor according to the invention for example, not heated above 250 ° C, even if briefly abut, for example, PTC-dependent up to several kilowatts.
  • Manufacturing technology and device technology is simple when the PTC resistor elements are arranged in a row and between two contact plates or contact plates.
  • the two contact plates or contact plates are used for electrical contacting of all PTC resistor elements.
  • the housing is preferably tubular, with the row of PTC heating elements extending parallel to or along a longitudinal axis of the housing.
  • tubular housing may have an approximately rectangular cross-section, which results in a substantially flat wall, which may be referred to as a floor.
  • This wall may have extension portions which protrude from the rest of the housing in the direction of the longitudinal axis, and are provided on which receptacles for fastening means.
  • the tubular housing is preferably an extruded profile.
  • the discharge resistor according to the invention can be manufactured with any cross section and in any length, so as to realize a wide variety of power consumption and maximum temperatures.
  • the insulation comprises these.
  • the insulation may, according to a first embodiment, comprise a closed envelope of polyimide film - e.g. Kapton - be formed, which has only one or two passages for power supply lines.
  • the polyimide film may be Teflon-treated so as to achieve its manufacturing technology simple and secure bonding.
  • the insulation according to the first embodiment is formed by the closed sheath of polyimide film, it may also be externally applied to the housing.
  • the filling is preferably the heat-conducting connection between the closed shell on the one hand and the housing on the other hand.
  • the insulation of plates of pressed mica - in particular micanite - is formed. These can form an inner insulating housing.
  • the insulation according to the second embodiment is formed by the plates of pressed mica, at least some plates may abut against inner walls of the housing.
  • the filling in the second embodiment is preferably the heat-conducting connection between on the one hand the PTC heating elements or the contact plates or contact plates and on the other hand the plates of pressed mica.
  • closure plates 4 On the front side of the housing 1 correspondingly rectangular closure plates 4 are used, wherein the in FIG. 1 visible closure plate 4 has two through holes 6 through which a power supply 8 is guided, for example in the form of a pigtail.
  • a power supply 8 is guided, for example in the form of a pigtail.
  • each extension portion 12 is a U-shaped through-hole 14 for a respective fastening means, for. As a screw provided, in Figure 1, only one through-hole 14 can be seen.
  • FIG. 2 shows in a lateral largely sectional view of the first embodiment of the discharge resistor according to the invention, which is characterized in particular by an insulation with teflonized polyimide film 16.
  • This forms a closed shell and surrounds an assembly consisting of a series of PTC resistor elements 18 and abutting contact plates 20 on the outer sides thereof. More specifically, inside the housing 1, five PTC resistor elements 18 each having a thickness of 4 to 5 mm in a row along the longitudinal axis 10 (see FIG. FIG. 1 ) and electrically contacted on both sides via a respective contact plate 20 with one of the two power supply lines 8.
  • the two contact plates 20 are elongated and extend over the entire row of PTC resistor elements 18.
  • the two contact plates are glued to the PTC resistor elements 18, wherein a clamping solution is possible.
  • the arranged on the outer circumference of the two contact plates 20 polyimide film 16 is bonded by means of their Teflonization.
  • the areas are filled up to the housing 1 with a filling 22 made of MgO or cement.
  • a filling 22 made of MgO or cement.
  • FIG. 3 shows the first embodiment of the discharge resistor according to the invention in a plan view, with respect to those FIG. 2 rotated by 90 °.
  • the elements inside the discharge resistor are shown in dashed lines.
  • Adhesive edges 16a are thus created, which ensure a largely tight closed envelope of polyimide film 16, wherein on the (in FIG. 3 right) end face to respective portions of the contact plates 20 a respective pigtail is fixed, which penetrates the closed shell.
  • the two connecting wires - as already with reference to FIG. 1 explained - by a respective through-hole 6 of the one (in FIG. 3 right) closure plate 4 out.
  • FIG. 4 shows in a side view in a largely sectioned view of the second embodiment of the discharge resistor according to the invention, which is characterized by an electrical insulation in the form of plates of pressed mica 116.
  • an approximately cuboid largely closed insulating housing consisting of six plates of pressed mica 116 is provided, of which FIG. 4 only four plates 116 are shown cut.
  • Four of the plates 116 each lie on the inside of the outer housing 1, of which four plates only two plates 116 are shown.
  • the two end plates 116 are arranged in the areas of the end portions of the arrangement of PTC resistor elements 18 and contact plates 20.
  • FIG. 5 shows the second embodiment of the discharge resistor according to the invention in a plan view, which compared to that of FIG. 4 rotated by 90 °. Again, the elements are shown in dashed lines inside the discharge resistor.
  • the glued unit of PTC resistance elements 18 and contact plates 20 can also be positioned diagonally in the housing 1. This positioning, which is not shown figuratively, facilitates the manufacture of the discharge resistor according to the invention.
  • the unit is additionally provided with a position frame of pressed mica and inserted diagonally into the housing 1.
  • the unit over the corners of the interior of the housing 1 is pre-positioned when the filling 22 is introduced.
  • the heat of power peaks can be stored in the PTC resistor elements 18 and in the filling 22 and also be forwarded and discharged via the housing 1 and its cooling fins 2 to the ambient air.
  • a PTC discharge resistor having a plurality of PTC resistor elements whose bodies are designed so voluminous and heat-capacitive that they serve as a heat buffer.
  • a filling surrounding the PTC resistor elements also serves as a heat buffer.
  • the filling is also in a heat-conducting contact with a housing which serves as a heat sink.

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Abstract

Offenbart ist ein PTC-Entladewiderstand, der mehrere PTC-Widerstandselemente aufweist, deren Körper derart voluminös und wärmekapazitiv ausgelegt sind, dass sie als Wärmepuffer dienen. Darüber hinaus dient auch eine Füllung, die die PTC-Widerstandselemente umgibt, als Wärmepuffer. Vorzugsweise ist die Füllung auch in einem Wärme leitenden Kontakt mit einem Gehäuse, das als Kühlkörper dient.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Entladewiderstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Elektrische Entladewiderstände, die auch als Lastwiderstände bezeichnet werden können, dienen zum übergangsweisen Verbrauchen von überschüssiger elektrischer Energie. So können derartige Entladewiderstände z.B. bei elektrischen Maschinen eingesetzt werden, die beim Umschalten von einem Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb entstehende elektrische Energiespitzen in Wärme umwandeln.
  • Aus dem Stand der Technik sind Ausführungen mit einem Drahtwiderstands(heiz)-element und mit einem PTC-Widerstands(heiz)element bekannt. Bei PTC-Widerstandselementen ist die Besonderheit, dass sie bei zunehmender Erwärmung einen zunehmenden elektrischen Widerstand aufweisen.
  • Die Druckschriften DE 10 2011 001 362 A1 und DE 10 2014 102 601 A1 offenbaren jeweils einen Entladewiderstand mit einem Drahtwiderstandselement, das in einem Kühlkörper mit Kühlrippen aus Aluminium-Strangpressprofil aufgenommen ist, und das über zwei einseitige stirnseitige Stromzuführungen elektrisch kontaktiert wird. An der Stirnseite mit der Stromzuführungen und an der gegenüber liegenden Stirnseite sind jeweilige Verschlussplatten in den Kühlkörper eingesetzt. In einem verbleibenden Hohlraum zwischen dem Drahtwiderstandsheizelement und dem Kühlkörper ist eine Füllung aus MgO vorgesehen.
  • Nachteilig bei Entladewiderständen mit Drahtwiderstandselementen ist, dass sie im Betrieb, z.B. bei Überlast, sehr heiß, z.B. über 500°C, werden können.
  • Die Druckschrift EP 1 225 080 A2 offenbart einen elektrischen Schaltkreis mit einem Entladewiderstand, dessen PTC-Widerstandselement seine Wärme an eine Halterung oder einen Kühlkörper aus Aluminium abgibt.
  • Nachteilig an derartigen Entladewiderständen ist der vorrichtungstechnische Aufwand der sich durch die Wärme leitende Anbindung des PTC-Widerstandselements an die Halterung oder den Kühlkörper ergibt. Insbesondere ist nachteilig, dass ein derartiges PTC-Widerstandselement zu schnell heiß werden kann, womit sein Widerstand sehr hoch und die Energieaufnahme gering wird.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Entladewiderstand zu schaffen, der höhere Lasten aufnehmen kann, ohne dabei zu überhitzen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Entladewiderstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
  • Der beanspruchte Entladewiderstand hat einen elektrischen Widerstand, der in einem Gehäuse aufgenommen ist, und der erfindungsgemäß von mehreren PTC-Widerstandselementen gebildet ist. Zwischen den PTC-Widerstandselementen und dem Gehäuse ist eine Füllung, vorzugsweise in Form einer Schüttung, vorgesehen. Die PTC-Widerstandselemente und die Füllung sind dazu ausgelegt, dass sie als Wärmespeicher dienen. Damit ist der erfindungsgemäße Entladewiderstand dafür ausgelegt, eine dauerhafte oder impulsartige Beaufschlagung mit hoher Leistung zu ertragen.
  • Insbesondere steht ausreichend viel Masse der PTC-Widerstandselemente und/ oder der Füllung zur Verfügung, die erwärmt werden kann, so dass die PTC-Widerstandselemente nicht hochohmig werden.
  • Um die nötige Masse und damit Wärmekapazität der PTC-Widerstandselemente zu erreichen, haben diese vorzugsweise eine Dicke von mindestens 4 mm, insbesondere von mindestens 5 mm.
  • Um die nötige Masse und damit Wärmekapazität der Füllung zu erreichen, kann diese vollumfänglich um die PTC-Widerstandselemente oder sogar allseits von den PTC-Widerstandselementen oder von einer Reihe aus PTC- Widerstandselementen vorgesehen sein. Dabei wird es bevorzugt, wenn die Füllung vollumfänglich oder sogar allseits eine Dicke von mindestens 2,5 mm, insbesondere von mindestens 3 mm hat. Wenn die Reihe aus PTC- Widerstandselementen schräg in das Gehäuse eingelegt ist, variieren die Dicken der Füllung entsprechend. Bei der allseitigen Füllung ist zu beachten, dass stirnseitig Haltevorrichtungen für die Reihe von PTC- Widerstandselementen nötig sein können, so dass genau dort keine Füllung vorgesehen sein kann.
  • Die erfindungsgemäß hohe Wärmekapazität der Füllung und/oder der PTC-Widerstandselemente kann auch dadurch erreicht werden, dass die Füllung und/oder der PTC-Widerstandselemente eine hohe spezifische Wärmekapizität aufweisen.
  • Der erfindungsgemäße Entladewiderstand ist beispielsweise dafür ausgelegt, eine dauerhafte oder impulsartige Beaufschlagung mit hoher Leistung zu ertragen, ohne dabei eine Temperatur von 250°C zu überschreiten.
  • Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Füllung in direktem oder indirektem Wärme leitendem Kontakt einerseits mit den PTC-Widerstandselementen und andererseits mit dem Gehäuse, so dass das Gehäuse als Kühlkörper dient. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus Aluminium gefertigt.
  • Wenn das Gehäuse als Kühlkörper - vorzugsweise mit Kühlrippen - weitergebildet ist, wird der erfindungsgemäße Entladewiderstand beispielsweise nicht über 250°C erwärmt, auch wenn kurzzeitig beispielsweise PTC-abhängig bis zu mehreren Kilowatt anliegen.
  • Bevorzugt ist eine Füllung, die Zement oder MgO oder Sand aufweist oder ist.
  • Fertigungstechnisch und vorrichtungstechnisch einfach ist es, wenn die PTC-Widerstandselemente in einer Reihe und zwischen zwei Kontaktblechen oder Kontaktplatten angeordnet sind. Die beiden Kontaktbleche bzw. Kontaktplatten dienen zur elektrischen Kontaktierung aller PTC-Widerstandselemente.
  • Dabei ist das Gehäuse vorzugsweise rohrförmig, wobei sich die Reihe von PTC-Heizelementen parallel zur oder entlang einer Längsachse des Gehäuses erstreckt.
  • Weiterhin kann das rohrförmige Gehäuse einen etwa rechteckigen Querschnitt haben, womit sich eine im Wesentlichen ebene Wand ergibt, die als Boden bezeichnet werden kann. Diese Wand kann Verlängerungsabschnitte aufweisen, die gegenüber dem Rest des Gehäuses in Richtung der Längsachse überstehen, und an denen Aufnahmen für Befestigungsmittel vorgesehen sind.
  • Fertigungstechnisch bevorzugt ist das rohrförmige Gehäuse ein Strangpressprofil. Damit kann der erfindungsgemäße Entladewiderstand mit beliebigem Querschnitt und in beliebiger Länge gefertigt werden, um so verschiedenste Leistungsaufnahmen und Maximaltemperaturen zu realisieren.
  • Für eine hohe Betriebssicherheit wird eine elektrische Isolierung für die PTC-Widerstandselemente besonders bevorzugt. Bei der Weiterbildung mit dem beiden Kontaktblechen bzw. Kontaktplatten umfasst die Isolierung diese.
  • Die Isolierung kann gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel von einer geschlossenen Hülle aus Polyimidfolie - z.B. Kapton - gebildet sein, die lediglich eine oder zwei Durchlässe für Stromzuführungen aufweist. Die Polyimidfolie kann teflonisiert sein, um so ihre fertigungstechnisch einfache und sichere Verklebung zu erreichen.
  • Wenn die Isolierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von der geschlossenen Hülle aus Polyimidfolie gebildet ist, kann diese auch außen an dem Gehäuse angelegt sein.
  • Die Füllung ist beim ersten Ausführungsbeispiel vorzugsweise die Wärme leitende Verbindung zwischen einerseits der geschlossenen Hülle und andererseits dem Gehäuse.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Isolierung von Platten aus Pressglimmer - insbesondere Mikanit - gebildet. Diese können ein inneres Isoliergehäuse bilden.
  • Wenn die Isolierung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von den Platten aus Pressglimmer gebildet ist, können zumindest einige Platten an Innenwandungen des Gehäuses anliegen.
  • Die Füllung ist beim zweiten Ausführungsbeispiel vorzugsweise die Wärme leitende Verbindung zwischen einerseits den PTC-Heizelementen oder den Kontaktplatten bzw. Kontaktblechen und andererseits den Platten aus Pressglimmer.
  • Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Entladewiderstandes sind in den Figuren dargestellt, anhand derer die Erfindung nun näher erläutert wird.
  • Es zeigen
    • Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung beide Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes,
    • Figur 2 in einem Längsschnitt den Entladewiderstand aus Figur 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • Figur 3 in einer Draufsicht den Entladewiderstand aus Figur 2 mit eingezeichneten inneren Elementen,
    • Figur 4 in einem Längsschnitt den Entladewiderstand aus Figur 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und
    • Figur 5 in einer Draufsicht den Entladewiderstand aus Figur 4 mit eingezeichneten inneren Elementen.
    • Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht beide Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes. Er hat ein Gehäuse 1, das als Strangpressprofil aus Aluminium gefertigt ist, und das als Wärmeabgabekörper bzw. als Kühlkörper dient. Das Gehäuse 1 ist rohrförmig und hat einen etwa rechteckigen Querschnitt, wobei die beiden Großflächen im Wesentlichen eben sind, während die beiden kleineren Seitenflächen Kühlrippen 2 aufweisen.
  • Stirnseitig am Gehäuse 1 sind entsprechend rechteckige Verschlussplatten 4 eingesetzt, wobei die in Figur 1 sichtbare Verschlussplatte 4 zwei Durchgangsausnehmungen 6 aufweist, durch die jeweils eine Stromzuführung 8 z.B. in Form einer Anschlusslitze geführt ist. Alternativ kann auf die Verschlussplatten verzichtet werden, z.B. wenn eine Füllung aus einem stabil aushärtendem Material, z.B. Zement, besteht.
  • Die in Figur 1 untere Großfläche ist in Richtung einer Längsachse 10 des Gehäuses 1 beidseitig verlängert, wodurch sich jeweils ein Verlängerungsabschnitt 12 ergibt. In jedem Verlängerungsabschnitt 12 ist eine U-förmige Durchgangsausnehmung 14 für ein jeweiliges Befestigungsmittel, z. B. eine Schraube, vorgesehen, wobei in Figur 1 nur eine Durchgangsausnehmung 14 zu erkennen ist.
  • Figur 2 zeigt in einer seitlichen weitgehend geschnittenen Ansicht das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes, das insbesondere durch eine Isolierung mit teflonisierter Polyimidfolie 16 charakterisiert ist. Diese bildet eine geschlossene Hülle und umgreift eine Anordnung, die aus einer Reihe von PTC-Widerstandselementen 18 und aus an deren Außenseiten anliegenden Kontaktblechen 20 besteht. Genauer gesagt sind im Innern des Gehäuses 1 fünf PTC-Widerstandselemente 18 mit einer jeweiligen Dicke von 4 bis 5 mm in einer Reihe entlang der Längsachse 10 (vgl. Figur 1) angeordnet und beidseitig über ein jeweiliges Kontaktblech 20 elektrisch mit einer der beiden Stromzuführungen 8 kontaktiert. Die beiden Kontaktbleche 20 sind länglich ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Reihe der PTC-Widerstandselemente 18. Die beiden Kontaktbleche sind an die PTC-Widerstandselemente 18 geklebt, wobei auch eine Klemmlösung möglich ist. Die am Außenumfang der beiden Kontaktbleche 20 angeordnete Polyimidfolie 16 ist mittels ihrer Teflonisierung verklebt.
  • Am gesamten Außenumfang der Polyimidfolie 16 sind die Bereiche bis zum Gehäuse 1 mit einer Füllung 22 aus MgO oder Zement aufgefüllt. Damit ist die Anordnung 16, 18 mit der Polyimidfolie 20 ortsfest im mittleren Bereich des Gehäuses 1 gehalten. Weiterhin ist über die Füllung 22 eine wärmeleitende Verbindung der Anordnung 16, 18 über die Polyimidfolie 20 zum Gehäuse 1 geschaffen.
  • Figur 3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes in einer Draufsicht, die gegenüber derjenigen aus Figur 2 um 90° gedreht ist. Die Elemente im Innern des Entladewiderstandes sind gestrichelt dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Polyimidfolie 16 allseits etwas über die PTC-Widerstandselemente 18 und die Kontaktbleche 20 hervorsteht. Damit sind Kleberänder 16a geschaffen, die eine weitgehend dichte geschlossene Hülle aus Polyimidfolie 16 sicherstellen, wobei an der (in Figur 3 rechten) Stirnseite an jeweilige Abschnitte der Kontaktbleche 20 eine jeweilige Anschlusslitze befestigt ist, die die geschlossene Hülle durchdringt. Weiterhin sind die beiden Anschlusslitzen - wie bereits mit Bezug zu Figur 1 erläutert - durch eine jeweilige Durchgangsausnehmung 6 der einen (in Figur 3 rechten) Verschlussplatte 4 geführt.
  • Figur 4 zeigt in einer seitlichen weitgehend geschnittenen Ansicht das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes, das durch eine elektrische Isolierung in Form von Platten aus Pressglimmer 116 charakterisiert ist. Genauer gesagt ist statt der Hülle aus Polyimidfolie 16 am Außenumfang der beiden Kontaktbleche 20 nun ein etwa quaderförmiges weitgehend geschlossenes Isoliergehäuse bestehend aus sechs Platten aus Pressglimmer 116 vorgesehen, von denen in Figur 4 nur vier Platten 116 geschnitten dargestellt sind. Vier der Platten 116 liegen jeweils innen am äußeren Gehäuse 1 an, wobei von diesen vier Platten nur zwei Platten 116 dargestellt sind. Die beiden stirnseitigen Platten 116 sind in den Bereichen der Endabschnitte der Anordnung aus PTC-Widerstandselementen 18 und Kontaktblechen 20 angeordnet.
  • Der Raum, der sich an vier Außenseiten der Anordnung aus den PTC-Widerstandselementen 18 und den Kontaktblechen 20 einerseits und andererseits den Platten aus Pressglimmer 116 ergibt, ist mit der Füllung 22 ausgefüllt.
  • Figur 5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes in einer Draufsicht, die gegenüber derjenigen der Figur 4 um 90° gedreht ist. Auch hier sind die Elemente im Innern des Entladewiderstandes gestrichelt dargestellt.
  • In dieser Darstellung sind die vier Platten aus Pressglimmer 116 zu sehen, die das quaderförmige weitgehend geschlossene Isoliergehäuse bilden. Die restlichen Elemente sind analog denen aus Figur 3.
  • Abweichend von den Darstellungen der Figuren 2 bis 5 kann die geklebte Einheit aus PTC-Widerstandselementen 18 und Kontaktblechen 20 auch diagonal im Gehäuse 1 positioniert werden. Diese Positionierung, die nicht figürlich dargestellt ist, erleichtert die Fertigung des erfindungsgemäßen Entladewiderstandes. Dazu wird die Einheit zusätzlich mit einem Positionsrahmen aus Pressglimmer versehen und diagonal in das Gehäuse 1 eingeschoben. Damit ist die Einheit über die Raumecken des Innenraumes des Gehäuses 1 vorpositioniert, wenn die Füllung 22 eingebracht wird.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen kann die Wärme von Leistungsspitzen, auch wenn diese länger dauern, in den PTC-Widerstandselementen 18 und in der Füllung 22 gespeichert werden und darüber hinaus auch über das Gehäuse 1 und dessen Kühlrippen 2 an die Umgebungsluft weitergeleitet und abgegeben werden.
  • Offenbart ist ein PTC-Entladewiderstand, der mehrere PTC-Widerstandselemente aufweist, deren Körper derart voluminös und wärmekapazitiv ausgelegt sind, dass sie als Wärmepuffer dienen. Darüber hinaus dient auch eine Füllung, die die PTC-Widerstandselemente umgibt, als Wärmepuffer. Vorzugsweise ist die Füllung auch in einem Wärme leitenden Kontakt mit einem Gehäuse, das als Kühlkörper dient.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gehäuse
    2
    Kühlrippe
    4
    Verschlussplatte
    6
    Durchgangsausnehmung
    8
    Stromzuführung
    10
    Längsachse
    12
    Verlängerungsabschnitt
    14
    Durchgangsausnehmung
    16
    Polyimidfolie
    16a
    Kleberand
    18
    PTC-Widerstandselement
    20
    Kontaktblech
    22
    Füllung
    116
    Platte aus Pressglimmer

Claims (10)

  1. Entladewiderstand mit einem Gehäuse (1), in dem ein elektrischer Widerstand aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand von mehreren PTC-Widerstandselementen (18) gebildet ist, die als Wärmespeicher dienen und/oder ausgelegt sind, wobei zwischen den PTC-Widerstandselementen (18) und dem Gehäuse (1) eine Füllung (22) vorgesehen ist, die als Wärmespeicher dient und/oder ausgelegt ist.
  2. Entladewiderstand nach Anspruch 1, wobei die PTC-Widerstandselemente (18) eine Dicke von mindestens 4 mm haben.
  3. Entladewiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der dafür ausgelegt ist, eine dauerhafte oder impulsartige Beaufschlagung mit hoher Leistung zu ertragen, ohne dabei eine Temperatur von 250°C zu überschreiten.
  4. Entladewiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllung (22) eine Wärme leitende Verbindung zwischen den PTC-Heizelementen (18) und dem Gehäuse (1) bildet.
  5. Entladewiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllung (22) Zement oder MgO oder Sand aufweist oder ist.
  6. Entladewiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die PTC-Widerstandselemente (18) in einer Reihe und zwischen zwei Kontaktplatten oder Kontaktblechen (20) angeordnet sind.
  7. Entladewiderstand nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse (1) rohrförmig ist, und wobei sich die Reihe parallel zur oder entlang einer Längsachse (10) des Gehäuses (1) erstreckt.
  8. Entladewiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer elektrischen Isolierung.
  9. Entladewiderstand nach Anspruch 8, wobei die Isolierung von einer geschlossenen Hülle aus Polyimidfolie (16) gebildet ist.
  10. Entladewiderstand nach Anspruch 8, wobei die Isolierung von Platten aus Pressglimmer (116) gebildet ist.
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