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Widerstandselement aus parallel geschalteten Einzelleitern Widerstände
aus elektrisch parallel geschalteten Einzelleitern kommen besonders zur Herstellung
von niederohmigen Widerständen in Frage. Für hohe Belastungen sind dabei flächenhafte
Widerstände sehr vorteilhaft. Aus diesem Grunde hat man solche Widerstände unter
anderem durch Weben hergestellt. Solche Widerstände aus bekannten Metallgeweben
haben den Nachteil, daß bei ihnen nicht die gesamte Gewebeoberfläche unter gleichgünstigen
Bedingungen zur Wärmeabgabe beiträgt.
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Man hat auch flächenhafte Widerstände dadurch hergestellt, daß man
zu ihrer Fertigung Streckmetall verwendet. Aber auch bei diesen Widerständen treten,
wenn sie hoch belastet werden, große Nachteile auf, die darin bestehen, daß die
Widerstände an den Anschlußenden zu Bruch gehen, wenn sie in Stromkreisen verwendet
werden, in denen die Stromzufuhr häufig unterbrochen wird oder die Belastung wechselt.
Dadurch wird nämlich das Material durch die wechselnde Ausdehnung und Zusammenziehung
einer robusten Beanspruchung unterworfen.
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Durch die Erfindung wird nun dem Konstrukteur ein Mittel an die Hand
gegeben, zu einer sehr günstigen Bauweise zu gelangen, die . nur wenig. Fertigungsvorrichtung
erfordert und außerdem eine sehr günstige Ausnutzung des Widerstandsmaterials dadurch
ergibt, daß die gesamte Oberfläche des der Leitung des Stromes dienenden Materials
unter den
gleichen günstigen Bedingungen zur Wärmeabgabe herangezogen
wird.
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Es sind bereits Widerstandselemente aus zu einer schlauchförmigen
Fläche auf einem Körper aus isolierenden Materialien geflochtenen oder geklöppelten
Widerstandseinzelleitern bekannt. Diese an sich bekannten Widerstandselemente sind
aber nicht zum Betriebe bei hohen Glühtemperaturen geeignet, weil bei diesen Temperaturen
der Isolierkörper leitend werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Widerstände zu schaffen,
die auch auf hohe Betriebstemperaturen gebracht werden können und bei denen bei
ihrer Benutzung im Bereich der Glühtemperaturen einerseits eine direkte Berührung
der den Strom leitenden Teile mit Isolierstoffen vermieden ist, während dabei die
Widerstandselemente andererseits günstige Wärmeausdehnungsmöglichkeiten für intermittierende
Belastung und kurzzeitige Überlastung aufweisen, ohne daß dabei materialzerstörende
Spannungen auftreten, und bei denen die gesamte, den Strom leitende Widerstandsmaterialoberfläche
unter den gleichen günstigen Bedingungen zur Wärmeabgabe beiträgt.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei Widerstandselementen aus zu einer schlauchförmigen
Fläche geflochtenen oder geklöppelten Widerstands-Einzelleitern dadurch, daß im
Innern entweder eine am Geflecht anliegende Metallwendel derart angeordnet ist,
daß Geflecht und Wendel sich gegenseitig stützen und festlegen, oder ein am Geflecht
anliegender Tragkörper aus zur Abstützung und Abkühlung dienenden Metalleinzelkörpern
angeordnet ist, die durch isolierende Zwischenlagen getrennt sind. In weiterer erfindungsgemäßen
Lösung wird bei Widerstandselementen aus textilartig miteinander verbundenen Widerstands-Einzelleitern
die Aufgabe dadurch gelöst, daß dieses Widerstands-Flächengebilde durch metallische
Leiter breit gehalten und in an sich bekannter Weise in einem Rahmen isoliert befestigt
ist.
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Zur Klarstellung des durch die Erfindung erreichten Vorteils sei darauf
hingewiesen, daß für die Erdung der Sternpunkte von Kraftwerken z. B. Widerstände
für kurzzeitige Belastungen bis zui2 ooo und mehr kVA benötigt werden, die mit Widerständen
nach der Erfindung bis zu 5o'/a kleiner gebaut werden können und die dabei bis zur
Hälfte des sonst notwendigen Widerstandsmaterials aufweisen.
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Bei der Ausführung nach Anspruch i werden Wendeln aus Widerstandsmetall
oder anderen geeigneten Metallen als Träger und Breithalter für schlauchartige Geflechte
benutzt, die als Stromleitersysteme dienen und bei denen die Wendel und das Geflecht
in funktioneller Verschmelzung gegenseitig ihre Lage zueinander sichern.
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Bei der Ausführung nach Anspruch 2 werden gegeneinander isolierte
Metalleinzelkörper als Träger benützt. Diese können zu zweien oder mehreren an einem
gemeinsamen Isolierstück befestigt sein, und dieses seinerseits kann entweder an
Metallträgern--oder auch an anderen" Isolierstoffträgern befestigt werden. Die gegeneinander
isolierten Metalleinzelkörper können längs einer gemeinsamen Achse aufgereiht sein.
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Bei der Ausführung nach Anspruch 3 werden Metallteile als Breithalter
benutzt, die senkrecht zur Längsrichtung der Stromleitung in Punkten gleichen oder
nahezu gleichen Potentials an den äußeren Einzelleitern befestigt werden können,
um deren Lage gegeneinander zu sichern. Dabei werden die Breithalter gleichzeitig
auch zur Befestigung des Widerstandselementes an Isolierstoffrahmen oder -- nach
Zwischenschaltung von Isolierteilen - an Metallrahmen benutzt.
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Die im Inneren einer schlauchförmigen Fläche aus geflochtenen oder
geklöppelten Einzelleitern angeordneten Metallwendeln können auf verschiedene Weise
hergestellt werden. Zweckmäßig wird bei der Verwendung von Drähten geringen Querschnitts
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Wendel vor der Herstellung der schlauchförmigen
Widerstandsfläche auf einen Isolierstoff-oder Metallträger aufgebracht und dieser
Träger nach Aufbringung des schlauchartigen Geflechtes entfernt. Dieses Entfernen
kann durch Herausschmelzen, Herauslösen, Herausdampfen oder durch Kombinationen
hiervon oder durch andere geeignete Maßnahmen unter Anwendung von Dämpfen sowie
Druck, Vakuum und Wärme erfolgen, es kann aber gegebenenfalls ein Metallträger-
in Oxyd umgewandelt werden, so daß er dann leicht entfernbar ist.
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Die Verwendung der Widerstandselemente nach der Erfindung beschränkt
sich jedoch nicht auf den Bereich der Glühtemperaturen.
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Das Material für die Metallteile, die der Breithaltung dienen, wird
in an sich bekannter Weise so ausgewählt, daß sich das Metall mit dem Widerstandsmäterial
der Einzelleiter und mit den Isolierstoffen verträgt. Dabei können diese Metallteile
auch aus zwei verschiedenen Metallen zusammengeschweißt oder anderweitig zusammengesetzt
werden.
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Von großer Bedeutung sind vor allem Widerstandselemente -nach Anspruch
i, weil sie an Stelle üblicher Widerstandsdrähte in vielfacher Weise verwendet werden
können. Dabei ergeben sich folgende Vorteile: i. Bei gleichem Metallgewicht pro
Längeneinheit kann man durch die Wahl des Einzelleiter-und des Schlauchdurchmessers
einen -bis zu 5omal höheren Widerstandswert erreichen, als ihn ein massiver Draht
aus dem gleichen Material aufweist, und dabei eine bis zu dreimal höhere Wärmemenge
bei gleicher Temperatur des Widerstandsmaterials abführen.
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2. Gegenüber einem gleich langen massiven Draht aus dem gleichen Material,
der denselben Widerstandswert hat wie das Widerstandselement nach der Erfindung,
kann dieses eine bis zu iomal höhere Leistung aufnehmen.
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3. Durch Änderung -der Wendeldaten, nämlich . Drahtdurchmesser, Wendeldurchmesser
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Steigung, sowie durch Änderung von Drahtstärke, Steigung und
Anzahl der Einzelleiter der Umflechtung kann man den Meterwiderstand des neuen Widerstandselementes
im Verhältnis i :50 und mehr ändern.
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Das Widerstandselement nach Anspruch i kann selbstverständlich auch
an Stelle von massiven metallischen Leiterdrähten zum Aufbau von Widerstandselementen
nach Anspruch 3 verwendet werden.
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Mit besonderem Vorteil ist das Widerstandselement nach Anspruch i
auch zur Herstellung von Rohrheizkörpern zu verwenden, vor allem von solchen, bei
denen innerhalb eines Metallmantels ein Heizleiter angeordnet ist, der gegenüber
dem Mantel allseitig durch eine Isolierung aus Magnesiumoxyd getrennt ist, das durch
eine Umwandlung von Reinmagnesium unter Zuhilfenahme von überhitztem Wasserdampf
unter hohem Druck sowie durch nachfolgendes Glühen gewonnen wird. Bei diesen Heizkörpern
wurde bisher das Widerstandsmaterial in Form einer einfachen Heizwendel eingezogen.
Dabei ist jedoch unter Wahrung des Rohrdurchmessers eines normalen Heizkörpers ein
Meterwiderstand unter io Ohm nicht zu erzielen. Hier gibt nun das neue Widerstandselement
die Möglichkeit, den Widerstandsbereich nach kleinen Widerstandswerten hin bedeutend
zu erweitern.
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Sehr vorteilhaft sind die Widerstände nach der Erfindung auch als
Infrarotstrahler zu verwenden, weil sie auf Grund ihres lockeren und leichten Aufbaues
schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur gebracht werden können und infolge
ihrer großen abstrahlenden Oberfläche beträchtliche Strahlungsleistungen abgeben.