DE974017C - Heavy current grid resistor - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. AUGUST 1960ISSUED AUGUST 25, 1960

Xr. 974Ό17 Xr. 974-17

Sch 4974 VIIId12i cSch 4974 VIIId12i c

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Starkstrom-GitterwiderstandHeavy current grid resistor

Patenterteilung bekanntgemacht am 28. Juli 1960Patent issued July 28, 1960

Die Erfindung bezieht sich auf Starkstrom-Gitterwiderstände, wie sie allgemein bei Widerstandsaggregaten, insbesondere bei Kontrollern von Elektromotoren und Batterieladevorrichtungen verwendet werden.The invention relates to heavy current grid resistors, as they are generally used in resistance units, especially used in controllers of electric motors and battery chargers.

Die Erfindung bezweckt, einen Starkstrom-Gitterwiderstand von besonders einfacher und wirtschaftlicher Bauweise zu schaffen, der eine lange Lebensdauer und eine größtmögliche Wärmestrahlung besitzt.The invention aims to provide a heavy current grid resistor of particularly simple and To create economical construction that has a long service life and the greatest possible heat radiation owns.

Bekannte Starkstrom-Gitterwiderstände bestehen aus Gußeisen, sind infolgedessen starr und können bei Stößen und Vibrationen brechen. Häufig reißen sie auch infolge innerer Spannungen, die bei der Wärmedehnung auftreten.Known high-voltage grid resistors are made of cast iron and are consequently rigid and can break in the event of shocks and vibrations. Often they also tear as a result of internal tension the thermal expansion occur.

Es ist verschiedentlich versucht worden, die gußeisernen Widerstände durch Streckmetall zu ersetzen. Diese sind aber nicht nur teuer, sondern konnten auch die Probleme, die durch die inneren Spannungen infolge der Wärmedehnungen auftraten, nicht lösen, da auch ein Widerstand aus Streckmetall starr ist. Schließlich ist auch die Wärmestrahlung solcher Gitterwiderstände nicht ganz befriedigend, weil die Oberfläche im Verhältnis zum Metallvolumen verhältnismäßig klein ist.Various attempts have been made to replace the cast iron resistors with expanded metal. However, these are not only expensive but could also alleviate the problems caused by the internal Tensions as a result of the thermal expansion did not arise, as there was also a resistance Expanded metal is rigid. Finally, there is also no thermal radiation from such grid resistors quite satisfactory because the surface is proportionate to the metal volume is small.

Demgemäß bezweckt die vorliegende Erfindung in erster Linie, einen Gitterwiderstand zu schaffen, bei dem innere Spannungen infolge der Wärmedehnung vermieden werden. Außerdem soll der Widerstand nach der Erfindung eine große Oberfläche im Verhältnis zum Gewicht besitzen, und schließlich soll er in starrer Weise von Klemmen gehalten werden, ohne daß sein Material mechanischen Spannungen durch die Halteglieder, insbesondere die Klemmen selbst, ausgesetzt wird.Accordingly, the present invention aims primarily to provide a grid resistor, in which internal stresses due to thermal expansion are avoided. In addition, the Resistance according to the invention have a large surface area in relation to the weight, and after all, it should be held in a rigid manner by clamps without its material being mechanical Stresses through the holding members, in particular the clamps themselves, is exposed.

Die Erfindung betrifft einen Starkstrom-Gitterwiderstand mit Längsdrähten aus Widerstands-The invention relates to a heavy current grid resistor with longitudinal wires made of resistance

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material, die mit Anschlußklemmen elektrisch leitend verbunden sind, und leitenden Ouerdrähten, die in wärmeleitender Verbindung mit den Längsdrähten stehen und eigener Wärmedehnung sowie der der Längsdrähte nachgeben können. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ouerdrähte untereinander weder mechanisch noch elektrisch zusammenhängen und so angeordnet sind, daß sie die Längsdrähte nur an Stellen im wesentlichen ίο gleichen elektrischen Potentials berühren, und aus einem Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit als der der Längsdrähte bestehen.material that is electrically connected to terminals and conductive Ouerdräten, which are in a thermally conductive connection with the longitudinal wires and have their own thermal expansion as well that of the line wires can give way. It is characterized by the fact that the Ouerwires are interconnected are neither mechanically nor electrically related and are arranged in such a way that they the Line wires only touch and off at points essentially ίο the same electrical potential consist of a material with a higher thermal conductivity than that of the longitudinal wires.

Bei bekannten Widerstandsgittern werden die Ouerdrähte durch einen einzigen mäanderförmig hin- und hergeführten Schußfaden aus dem gleichen Material wie die Längsdrähte gebildet. Der Schußfaden trägt also nicht sehr viel zur Wärmeableitung bei. Andererseits aber überbrücken seine Umkehrstellen die äußeren Längsdrähte, wodurch insbesondere bei großen Strömen die Temperaturverteilung ungleichmäßig wird und örtliche Potentialverzerrungen eintreten, die zu Ausgleichströmen in den Ouerdrähten führen. Diese Nachteile werden durch die Erfindung wirksam vermieden. Die untereinander nicht zusammenhängenden Ouerdrähte wirken einerseits als gute Wärmeableiter und können andererseits einer eigenen Wärmedehnung sowie derjenigen der Längsdrähte frei nachgeben. Ihre Enden sind also mechanisch frei und in keiner Weise unterstützt, um eine unabhängige Ausdehnung oder Zusammenziehung zu ermöglichen. Zwei Klemmen sind an den entgegengesetzten Enden des Gitters angeschlossen und haben dabei elektrische Verbindung mit den Längsdrähten. Die Ouerdrähte schneiden die Längsdrähte an Punkten etwa gleichen elektrischen Potentials, so daß eine Ableitung von elektrischem Strom durch die Ouerdrähte im wesentlichen vermieden wird.In known resistance grids, the Ouerwires meander through a single one reciprocating weft thread formed from the same material as the longitudinal wires. The weft so does not contribute very much to heat dissipation. On the other hand, bridge his Reversals of the outer longitudinal wires, which, especially with large currents, reduce the temperature distribution becomes uneven and local potential distortions occur, which lead to equalizing currents lead in the Ouerwires. These disadvantages are effectively avoided by the invention. The one with the other Non-contiguous Ouerwires act on the one hand as good heat dissipators and on the other hand can develop their own heat as well as those of the line wires give way freely. So their ends are mechanically free and in none Way supported to allow independent expansion or contraction. Two clamps are attached to opposite ends of the grid and have at electrical connection with the line wires. The Ouerwires cut the longitudinal wires at points approximately the same electrical potential, so that a discharge of electrical current through the Ouerwires is essentially avoided.

Die Zeichnung bringt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigtThe drawing brings two embodiments of the invention, namely shows

Fig. ι eine Draufsicht auf einen \¥iderstand nach der Erfindung,Fig. Ι a plan view of an \ ¥ resistance according to the invention,

Fig. 2 eine zugehörige Vorderansicht, Fig. 3 eine zugehörige Seitenansicht, Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Teil des Widerstandes, und zwar den Anschluß einer Klemme an das Gitter,FIG. 2 is an associated front view, FIG. 3 is an associated side view, Fig. 4 on an enlarged scale a part of the resistor, namely the connection of a Clamp on the grille,

Fig. 5 eine Teilansicht des Gitters in vergrößertem Maßstab und dieFig. 5 is a partial view of the grid on an enlarged scale and the

Fig. 6 und 7 eine andere Form eines Widerstandes, wobei Fig. 6 eine Seitenansicht und Fig. 7 eine Draufsicht darstellt.FIGS. 6 and 7 show another form of resistor, FIG. 6 being a side view and FIG represents a plan view.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel besteht der Widerstand aus einem biegsamen Gitter 2, das aus einem Abschnitt von auf normalen Flechtmaschinen hergestelltem Drahtgewebe besteht.In the first embodiment, the resistor consists of a flexible grid 2 made of a section of wire mesh made on normal braiding machines.

Das Gitter 2 wird, wie Fig. 3 zeigt, in horizontaler Lage gehalten und ist deshalb zu einer U-Form gebogen, die seitlich abgewinkelte Flächen 4 zur Versteifung des Gewebes besitzt. Das Gitter ist trotzdem biegsam, so daß es den Wärmedehnungen folgen kann. An jedem Ende des Gitters 2 ist eine Klemme 6 aus Kupfer oder anderem elektrisch leitendem Material angebracht. Die Klemmen 6 sind an die Enden des Gitters 2 mittels Schweißung od. dgl. angeschlossen und besitzen Lappen 10, an welche die Drähte der abgewinkelten Flächen 4 des Gitters angeschlossen sind. Die gewebte Struktur des Gitters 2 ist insbesondere aus Fig. 5 erkennbar. Das Gitter besitzt demnach Längsdrähte 8 und Ouerdrähte 12, die miteinander verwebt sind, so daß ein Gewebe mit im wesentlichen quadratischen Maschen entsteht. Die Drähte 8 leiten den Strom zwischen den Klemmen 6 und sind zu diesem Zweck aus Widerstandsmaterial, beispielsweise einer Chrom-Nickel-Legierung, hergestellt. Die Querdrähte 12 zwischen den Klemmen 6 (Fig. 4 und 5) sind an ihren Enden frei und leiten fast keinen Strom, da sie die Längsdrähte 8 im wesentlichen in Punkten gleichen elekirischen Potentials berühren. Die Ouerdrähte 12 dienen als Wärmeleiter, um die Wärme von den Drähten 8 abzuleiten und auszustrahlen. Zu diesem Zweck bestehen sie vorzugsweise aus einem verhältnismäßig billigen Material, wie z. B. nichtrostendem Stahl, der ein ausgezeichneter Wärmeleiter ist und eine erhebliche Wärmemenge ausstrahlen kann, ohne zu schmelzen oder zu oxydieren. Die Querdrähte 12 können daher auch aus Materialien bestehen, die an sich zum Widerstandsmaterial gerechnet werden, sofern nur die für die Erfindung wesentlichen Bedingungen erfüllt sind. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Drähte 8 und 12 in solcher Weise verwebt, daß sie eine gute wärmeleitende Verbindung miteinander haben, jedoch gegeneinander bewegbar sind, so daß Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Drähte infolge von Wärmedehnungen nachgegeben werden kann und auf diese Weise innere Spannungen des Gitters vermieden werden. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, daß die Drähte 12 freie Enden besitzen, um die Ausdehnung und Zusammenziehung zu ermöglichen.The grid 2 is, as shown in FIG. 3, held in a horizontal position and is therefore one Bent U-shape, which has laterally angled surfaces 4 to stiffen the fabric. The grid is still flexible so that it can follow the thermal expansion. At each end of the A clamp 6 made of copper or other electrically conductive material is attached to the grid 2. The terminals 6 are connected to the ends of the grid 2 by means of welding or the like and have Tabs 10 to which the wires of the angled surfaces 4 of the grid are connected. The woven structure of the grid 2 can be seen in particular from FIG. 5. The grid therefore has Line wires 8 and Ouer wires 12, which are interwoven, so that a fabric with essentially square mesh is created. The wires 8 conduct the current between the terminals 6 and for this purpose are made of resistance material, for example a chrome-nickel alloy, manufactured. The cross wires 12 between the terminals 6 (Figs. 4 and 5) are at their ends free and conduct almost no current, since they are electrically identical in points to the longitudinal wires 8 Touch potential. The Ouerdrraht 12 serve as a heat conductor to the heat from the Wires 8 to derive and emit. For this purpose, they preferably consist of a proportionate cheap material such as B. stainless steel, which is an excellent conductor of heat and can radiate a considerable amount of heat without melting or oxidizing. The transverse wires 12 can therefore also consist of materials that are inherently the resistance material are calculated provided that only the essential conditions for the invention are met. As can be seen from Fig. 5, the wires 8 and 12 are woven in such a way that they have a good have a thermally conductive connection with each other, but are movable against each other, so that expansions and contractions of the wires as a result of thermal expansion can be yielded and in this way internal stresses of the Lattice to be avoided. This is made possible in particular by the fact that the wires 12 have free ends to allow expansion and contraction.

Wie aus den Fig. 1 bis 2 ersichtlich, ist der darin dargestellte Widerstand besonders für waagerechte Montage in der Lage nach Fig. 1 bis 3 geeignet, wobei die Klemmen an ein passendes elektrisch isolierendes Material durch Schrauben oder andere Verbindungsglieder befestigt werden und wobei nicht dargestellte Kabel od. dgl. an die Klemmen angeschlossen sind. In dieser Form gewähren die Flächen 4 eine ausreichende Steifheit, um ein Verziehen des Gitters 2 während des Betriebes zu verhindern. Die Ausdehnung bzw. Zusammenziehung der Drähte 8 und 12 wird dadurch jedoch nicht beeinträchtigt. Die U-förmige Gestalt des Gitters ermöglicht seine Ausdehnung und Zusammenziehung als Ganzes zwischen den Klemmen, ohne daß mechanische Beanspruchungen des Gitters oder der Klemmen entstehen.As can be seen from FIGS. 1 to 2, the resistance shown therein is particularly suitable for horizontal Assembly in the position according to Fig. 1 to 3 suitable, the terminals on a suitable electrical insulating material are fastened by screws or other connecting links and cables or the like, not shown, are connected to the terminals. Grant in this form the surfaces 4 have sufficient rigidity to prevent the grille 2 from warping during operation to prevent. The expansion or contraction of the wires 8 and 12 is thereby but not affected. The U-shaped shape of the grid allows it to expand and contraction as a whole between the clamps without exposure to mechanical stresses the grid or the clamps arise.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, bei der das Gitter 2 aus einem in ähnlicher Weise gewebten Drahtgeflecht besteht wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Diese Form ist jedoch insbesondere für senkrechte Anbringung entsprechend der Darstellung in Fig. 66 and 7 show a modified embodiment in which the grating 2 consists of an in There is a similar woven wire mesh as in the first embodiment. These However, the shape is particularly suitable for vertical attachment as shown in FIG. 6

geeignet. Aus diesem Grunde sind die Flächen 4 des Gitters 2 und die Lappen 10 der Klemmen 6 fortgelassen, und das Gitter besitzt einen oder mehrere im wesentlichen vertikal angeordnete U-förmige Abschnitte 24 (vgl. Fig. 6), wobei es durch Stützen 20 gehalten wird.suitable. For this reason, the surfaces 4 of the grid 2 and the tabs 10 of the clamps 6 omitted, and the grid has one or more substantially vertically arranged U-shaped sections 24 (see FIG. 6), where it is held by supports 20.

Das Gitter nach der Erfindung kann bei einer Temperatur von 350⁰ C oder mehr arbeiten, ohne zu schmelzen oder zu oxydieren, und kann sich dabei zwischen den Halteklemmen ausdehnen und zusammenziehen, ohne daß mechanische Spannungen auf das Gitter oder die Klemmen übertragen werden. Das Gitter nach der Erfindung gleicht ferner innere Spannungen, die durch gegenseitige Bewegung der Drähte entstehen könnten, aus, ohne die Wärmeleitfähigkeit zu beeinträchtigen.The grid according to the invention, at a temperature of 350 ⁰ C or more work without melting or to oxidize, and can be, extend between the holding clamps and contract, is transmitted without mechanical stress on the grating or the terminals. The grid according to the invention also compensates for internal stresses that could arise from mutual movement of the wires, without impairing the thermal conductivity.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Starkstrom-Gitterwiderstand mit Längs-i. Heavy current grid resistor with longitudinal ao drähten aus Widerstandsmaterial, die mit Anschlußklemmen elektrisch leitend verbunden sind, und leitenden Querdrähten, die in wärmeleitender Verbindung mit den Längsdrähten stehen und eigener Wärmedehnung sowie der der Längsdrähte nachgeben können, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Querdrähte untereinander weder mechanisch noch elektrisch zusammenhängen und so angeordnet sind, daß siedieLängsdrähte nur an Stellen im wesentlichen gleichen elektrischen Potentials berühren, und aus einem Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit als der der Längsdrähte bestehen.ao wires made of resistance material, which are electrically conductively connected to terminals, and conductive transverse wires that are in heat-conducting connection with the longitudinal wires and can yield their own thermal expansion as well as that of the longitudinal wires, characterized in that the transverse wires are neither mechanically nor electrically connected to each other and are arranged so that they touch the longitudinal wires only at points of essentially the same electrical potential, and are made of a material with a higher thermal conductivity than that of the longitudinal wires. 2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in frei tragender, zweckmäßig durch abgewinkelte Seitenwände versteifter U-Form zwischen den Klemmen (6) befestigt ist, deren Abstand geringer ist als die Länge der Längs drähte (8).2. Resistor according to claim 1, characterized in that that it is in a cantilevered U-shape, appropriately stiffened by angled side walls, between the clamps (6) is attached, the distance between which is less than the length of the longitudinal wires (8). 3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (8, 12) einen im wesentlichen runden Querschnitt besitzen. 3. Resistor according to claim 1 or 2, characterized in that the wires (8, 12) have a substantially round cross-section. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ©009 582/18 8.60© 009 582/18 8.60