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Elektrischer Widerstand
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Die Erfindung bezieht sich auf eloktrische Widerstände mit einer
oder mehreren auf einen Kerä.-nik-Isolierkörper aufgewickelten Drahtwendeln und
mit einer Temperatursicherung im elektrischen Anschluß-Stromkreis des Widerstandes,
die beim Oberschreiten einer festgelegten Maximaltemperatur den Stromkreis unterbricht.
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Ein solcher Widerstand ist beispielsweise aus der DE-AS 1 102 249
bekannt. Bei dieser bekannten Ausführungsform wird ein Zuleitungsdraht vom einer
Ende aus federnd über den Widerstandskörper- zurückgebogcn und mit einem Anschlußstück
verlötet. Beim Schmelzen des Lotes federt der Draht zurück und unterbricht den Strmkreis,
in den der Widerstand geschaltet ist.
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Wenn solche Widerstände z.B. in Kraftfahrzeugen als Vorwiderstände
für Gebläse oder Klimaanlagen eingesetzt werden, liegen sie meist im Luftstrom Jes
Gebläses und werden durch diesen Luftstrom gekühlt. Der Luftstrom beeinfluß jedoch
den Zeitpunkt des Ansprechens der Schmelzlotsicherung, so daß der Ansprechzeitpunkt,
d.h. der Augenblick des Uffnens des Stromkreises, nicht in genaue Beziehung zu der
Temperatur des Widerstandskörpers gebracht werden kann.
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Bei einer anderen, aus der DE-PS 1 515 624 bekannten Ausführungsform
wird ein Haltebügel mit seinem freien Ende als Stabfeder ausgebildet, die vom Gehäuse
des Widerstandskörpers weggebogen ist und unter Federspannung mit dem
nächstgelegenen
Ans ch 1 ußdrah tende des Widerstandes verlötet ist, wobei diese Lötstelle als Schmelzsicherung
dient. Auch bei dieser bekannten Ausführungsform Wird der Ansprech2eitpunkt durch
äußere Bedingungen, insbesondere durch die Umgebungstemperatur, beeinflußt und ist
daher nicht genau festlegbar.
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Die gleichen Nachteile haften dem aus der DE-PS 1 490 219 benannten
elektrischen Widerstand mit Schmelzlotsicherung an, bei dem der Federbauteil innerhalb
einer Bohrung des Isolierkörpers liegt und relativ wenig Wärmekontakt mit ciesem
hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Widerstand
mit einer Temperatursicherung zu schaffen, deren Ansprechzeitpunkt in genaue Beziehung
zur Temperatur des Widerstandskörpers zu bringen ist und von Umgebungsbedingungen
weitgehend unbeeinflußt ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster L-inie dadurch gelöst,
daß als Temperaturfühler eine in einer Ausnehmung des heramik-Isolierkörpers eng
sitzende Metallschiene vorgesehen ist. Dabei kann die Metallschiene in die Ausnehmung
des Isolierkörpers keramisch eingekittet werden.
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Vorzugsweise dient die Metallschiene nur als Wärmeleiter, liegt außerhalb
des elektrischen Stromkreises des Widerstandes und ragt mit nur einem Ende aus dem
Isolierkörper heraus.
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Die Metallschiene kann aber auch als Wärme- und Stromleiter eingesetzt
werden und mit beiden Enden aus dem Isolierkörper herausragen. Ferner kann sie mit
Engpassung in einer Längsbohrung des Isolierkörpers sitzen.
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Als Temperatursicherung kann ein ederbauteil in Form eines federnden
Metallbandes vorgesehen werden, das mit seinem einen Ende mit einem Anschlußstück
des Widerstandes verbunden, z.B. verschweißt oder hart verlötet, und mit seinem
anderen Ende über eine Schmelzlotstelle an einem aus dem Isolierkörper frei herausragenden
Ende der Metallschiene angelötet ist.
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Das federnde Metallband kann aucn aus einer Widerstandslegierung
bestehen und somit als Hilfswiderstand dienen, wobei es seine Verlustwärme bereits
an die als Schmelzsicherung dienende Lötstel-le abgibt. Auf diese Weise kann man
ein relativ schnelles Ansprechen der Schmelzlotsicherung erreichen. Ein solcher
Widerstand kann beispielsweise als Anlaufstrombesrenzung in einer Wärmepumpe dienen.
In einem solchen nwendungsfall sind solche Widerstände im Normalfall nur einen Bruchteil
einer Sekunde eingeschaltet, bevor Sie durch einen Schaltschütz ausgeschaltet werden.
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Bei einer qlternativ-Ausführungsorm ist als Temperatursicherung eine
MICRO-Temperatursicherung (MTS) vorgesehen, die mit ihrem die Temperatur aufnehmenden
Ende unmittelbar mit der Metallschiene verbunden, vorzugsweise verklemmt, ist.
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Der besondere Vorteil der exakten Bestimmung des Auslösezeitpunktes
der Temperatursicherurg ergibt sich insbesondere durch den direkten und innigen
Wärmekontakt der Metallschiene mit dem Isolierkörper (Keramik) und dadurch, daß
die Temperatursicherung vom Temperaturfühler getrennt ist. Beim Stand der Technik
sind Ten,neraturfühler und Temperatursicherung ein und derselbe Bauttil.
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Da die Temperatursicherung des erfindungsgemäßen Widerstandes konstruktiv
einfach ist, wird die serienmäßige
Massenfertigung erleichtert.
Ferner kann der Widerstand durch entsprechende Wahl von Material und Abmessung des
Temperaturfühlers (Metallschiene) für die verschiedensten Anwendungsfälle eingerichtet
werden, d.h. der Auslösezeitpunkt kann durch Belastungsversuche für jeden Typ von
Widerstand festgelegt werden. Es ist auch erstmals möglich, eine Temperatursicherung
bei Widerständen vorzusehen, die mehrere Wicklungen auf einem gemeinsamen Isolierkörper
haben.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Widerstandes dargestellt. Dabei zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Widerstand
von rundem Querschnitt, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,
Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform
von ovalem Querschnitt, Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3
und Fig. 5 eine dritte Ausführungsform in einer Ansicht ähnlich der Fig. 2.
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Der elektrische Widerstand 1 nach den Fign. 1 und 2 besteht im wr
wesentlichen aus einem Keramikkörper 2 mit einer
Mittelbohrung 3
für Montagezwecke. Aur den Keramikkörper 2 ist ein Widerstandsdraht 4 gewickelt
und in einer keramische Vergußmasse 5 eingebettet. Das eine Fnde 6 des Widerstandsdrahtes
4 (s. Fig. 2) ist an einem Anschlußstück 7 befestigt, während das andere Ende 8
desselben an einem frei aus dem Keramikkörper 2 vorstehenden Ende 9 einer Metallschiene
10, z.B. aus Kupfer, befestig- ist, die in einer Längsnut 11 des Keramikkörpers
2 liegt und in keramische Vergußmasse 12 eingebettet ist.
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In der Längsnut 11 ist in die Vergußmasse 12 außer dem Anschlußstück
7 und der Metallschiene 10 ein zweites Anschlußstück 13 eingebettet, an welchem
das eine Ende eines federnden und zu einer Schleife gebogenen Metallbandes 14 befestigt
ist. Das andere Ende des Metallbandes 14 ist mit Federspannung am freien Ende 9
der Metallschiene 10 angelötet, und diese Lötstelle 15 dient als Schmelzlotsicherung.
Wenn in einem Störfall, 7.B. beim Blockieren eines Motors, der über den Widerstand
gespeist wird,die Temperatur des Keramikkörpers 2 den Schmelzpunkt des Lötzinns
an der Lötstelle 15 erreicht, dann federt das Metallband 14 zurück und unterbricht
den Stromkreis, so daß weiterer Schaden vermieden wird. Bei dieter Ausführungsform
(Fign. 1 und 2) ist die Metallschiene 10 nur Temperaturfühler und kein Stromleiter.
Infolge ihrer Einbettung in der Vergußmasse 12 überträgt die Metallschiene 10 die
Wärme praktisch direkt an die Lötstelle 15 Bei dem im Querschnitt ovalen Widerstand
20 der Fign.
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3 und 4, der zwei unterschiedliche Wicklungen 21, 22 auf einem gemeinsamen
Keramik-IsolierkörpBr 23 aufweist, sitzt als Temperaturfühler eine Metallschiene
24 in einer Längsbohrung 25 des Isolierkörpers 23 mit engem Paßsitz. Das eine Ende
der Metallschiene 24 ist mit einem Anschlußdraht 27 fest verbunden, z.B. durch eine
Quetschverbindung 28, während das andere Ende der Metallschiene 24 mit dem freien
Ende
eines federnden Metall bandes 29 verlötet ist, das mit seinem anderen Ende fest
mit einem Anschlußstück 30 verbunden ist. Die lötstelle 31 zwischen dem Metallband
29 und der Metallschiene 24 dient auch hier wieder als Schmelzlotsicherung.
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Bei der P.usführungsform nach Fig. 5 ist anstelle einer Schmelzlotsicherung
eine MICRO-Temperatursicherung 32 vorgesehen, die mit ihrem die Temperatur aufnehmenden
Ende 33 unmittelbar mit der Metallschiene 24 durch eine Quetschhülse 34 fest verbunden
ist. Ein Verbindungsdraht 35 am anderen Ende der MICRO-Temperatursicherung ist mit
dem Anschlußstück 30 temperaturricher verbunden.