EP0676774A2 - Widerstandsgerät - Google Patents

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EP0676774A2
EP0676774A2 EP95104724A EP95104724A EP0676774A2 EP 0676774 A2 EP0676774 A2 EP 0676774A2 EP 95104724 A EP95104724 A EP 95104724A EP 95104724 A EP95104724 A EP 95104724A EP 0676774 A2 EP0676774 A2 EP 0676774A2
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meandering
insulating
metal strip
insulating elements
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Manfred Dipl.-Ing. Liebel
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Siemens Corp
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C3/00—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
    • H01C3/10—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids the resistive element having zig-zag or sinusoidal configuration
    • H01C3/12—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids the resistive element having zig-zag or sinusoidal configuration lying in one plane

Definitions

  • the invention relates to a resistance device according to the preamble of claim 1.
  • Such a resistance device is known from DE-U-89 11 271.
  • a separate holding element is attached to the outside of each meander arch of the sheet metal strip forming the resistance element.
  • the individual meandering arches are coupled to insulating elements which are lined up on supporting bolts arranged at a distance from one another in a framework. In this way, the resistance element consisting of the sheet metal strip is held in the frame by the supporting bolts.
  • the disadvantage is the attachment of separate holding elements on the sheet metal strip. These holding elements also take up space which is lost for accommodating the sheet-metal strip forming the resistance element.
  • the invention has for its object to develop a resistance device of the generic type so that no separate holding parts are required for coupling the sheet metal strip to the insulating elements.
  • a particularly simple type of mounting results from the fact that at least one opening is provided as a holding element in the sheet metal strip in the region of each meandering arch, in each of which a projection provided on the relevant insulating element as a counter element engages. Due to the protrusions of the insulating elements engaging in the openings in the sheet metal strip, the individual sheet metal strips are held very securely.
  • the width of the openings can be adapted very precisely to the thickness of the projections, so that there is no risk of destruction for the mounting of the metal strips on the insulating elements even when vibrating forces occur.
  • the mounting of the sheet metal strip forming the resistance element is further improved in that on both sides of each meandering arch an elongated hole is provided as a breakthrough in the sheet metal strip, into which a bar formed on the respective insulating element and extending in the direction of the meandering loop engages .
  • the holding elements thus extend in the longitudinal direction of the respective meandering loops, so that they can be made correspondingly longer, which results in a longer guide distance of the holder and thus a better fit.
  • the insulating elements have a hollow on one end face and an axial projection adapted to the contour of the hollow on their other end face.
  • the axial projections engage in the hollows, so that the creepage distances between the resistance band and the support bolts and the scaffolding parts are thereby considerably lengthened.
  • the secure mounting of the resistance elements also serves to ensure that the insulating elements are arranged on the support bolts in such a way that they are secured against rotation.
  • An anti-rotation device of the insulating elements can advantageously be achieved in that the cavity and the axial projection of the insulating elements have a contour deviating from the circular shape and / or locking elements which are arranged radially eccentrically on the insulating elements and are interlocking when the insulating elements are lined up on the supporting bolts.
  • the outer insulating elements of a row of insulating elements plugged onto the supporting bolts are connected to the corresponding side parts of the scaffold so that they cannot rotate.
  • the resistance element 1 with a resistance element of a resistance device 2 is designated.
  • the resistance element 1 consists of a meandering folded sheet metal strip 3.
  • insulating elements 4 are provided, which are lined up on two support bolts 6a and 6b arranged spaced apart in a frame 5 of the resistance device 1.
  • the insulating elements 4 have an insulating body 8 provided with a push-through bore 7, on each of which a radially projecting holding arm 9 is molded. As can be seen in particular from FIGS. 3 and 4, strips 10 projecting on both sides in the axial direction of the insulating body 8 are formed on the holding arm 9 of each insulating element 4.
  • the insulating elements 4 When the insulating elements 4 are lined up on the supporting bolts 6a and 6b, there is an intermediate space 11 between the holding arms 9 of two adjacent insulating elements 4. A meandering arch 12 of the metal strip 3 is inserted into this intermediate space 11.
  • the insulating elements 4 are arranged on the spaced-apart support bolts 6a and 6b in such a way that the holding arms 9 point towards one another. In this position, the insulating elements 4 are also secured against rotation on the supporting bolts 6a and 6b.
  • the meandering arches 12 of the sheet metal strip 3 can alternately be inserted once into the intermediate space 11 of the insulating elements 4 arranged on the one supporting bolt 6a and once into the intermediate space 11 of the insulating elements 4 arranged on the other supporting bolt 6b.
  • an elongated hole 14 is formed toward the two longitudinal sides of the meandering loops 13 adjoining the meandering arch 12.
  • the strips 10 formed on the holding arms 9 by two adjacent insulating elements 4 engage. This results in a positive connection in the transverse direction to the longitudinal axis of the metal strip 3 forming the meandering loop 13, through which the holding of the metal strip 3 is effected transversely to its longitudinal axis.
  • each meandering arch 12 there is a transverse web 15 connecting the sheet metal material present on both sides of the elongated holes 14.
  • This crossbar 15 prevents the side edges of the elongated holes 14 in question from moving towards one another as a result of thermal expansion due to current being applied to the resistance element 1 due to thermal expansion, as a result of which the sheet metal strip 3 now becomes jammed on the strip 10 in question.
  • each insulating element 4 is also provided on their one end face with blocking projections 16 arranged eccentrically on their insulating body 8. An opening 22 formed on the opposite end face of the insulating element 4 is assigned to the blocking projection 16 of each insulating element 4. Furthermore, each insulating element 4 has a cavity 17 on one end face and an axial shoulder 18 adapted to the contour of the cavity 17 on its other face side. When the insulating elements 4 are lined up on the supporting bolts 6a and 6b, both the axial lugs 18 with the cavities 17 and the blocking lugs 16 with the openings 22 assigned to them interlock.
  • the meandering bend 12 itself serve to hold the sheet metal strip 3 on the insulating elements 4, the holding takes place via electrically active material.
  • the distance between the insulating elements 4 lined up on the supporting bolts 6a and 6b can thus be fully used for the accommodation of the sheet metal strip 3, so that resistance material can be used.
  • a higher resistance value can be achieved with the same dimensions of the resistance device, or the resistance device can be made with smaller dimensions with the same resistance value.
  • each insulating element 4 On each insulating element 4, parallel surfaces 20 are formed on both sides of the axial extension 18 by tangentially directed secant-like sections 19, which serve to receive connecting elements 21. Since each insulating element 4 is provided with these surfaces 20, a connecting element 21 can be attached as an end or center connection at any point along the insulating elements 4 lined up on the supporting bolts 6a and 6b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Widerstandsgerät, mit mindestens einem aus einem mäanderförmig gefalteten Blechstreifen (3) bestehenden Widerstandselement (1), das im Bereich seiner Mäanderbögen (12) mittels Isolierelementen (4) gehaltert ist, die auf an einem Gerüst befestigten Tragbolzen (6a und 6b) aufgereiht angeordnet sind. Die Ankoppelung des Blechstreifens an die Isolierelemente ist ohne gesonderte Halteteile dadurch möglich, daß im Bereich der Mäanderbögen (12) an dem Blechstreifen (3) Halteelemente (14) vorgesehen sind, die mit an den Isolierelementen (4) vorgesehenen Gegenhalteelementen (10) derart formschlüssig ineinandergreifen, daß der Blechstreifen (3) in Querrichtung zu seiner Längsachse an den Isolierelementen (4) gehalten ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Widerstandsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solches Widerstandsgerät ist durch das DE-U-89 11 271 bekannt. Bei diesem bekannten Gerät ist außen an jedem Mäanderbogen des das Widerstandselement bildenden Blechstreifens ein gesondertes Halteelement angebracht. Mittels dieser Halteelemente sind die einzelnen Mäanderbögen an Isolierelementen angekoppelt, die auf in einem Gerüst zueinander beabstandet angeordneten Tragbolzen aufgereiht sind. Auf diese Weise wird das aus dem Blechstreifen bestehende Widerstandselement von den Tragbolzen in dem Gerüst gehalten. Nachteilig ist die Anbringung von gesonderten Halteelementen an dem Blechstreifen. Durch diese Halteelemente wird außerdem Raum beansprucht, der für die Unterbringung des das Widerstandselement bildenden Blechstreifens verlorengeht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Widerstandsgerät der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß für die Ankoppelung des Blechstreifens an die Isolierelemente keine gesonderten Halteteile erforderlich sind.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Durch die sowohl am Blechstreifen als auch den Isolierelementen angeformten, formschlüssig ineinandergreifenden Halteelemente ist eine ausreichende Halterung der einzelnen Mäanderschleifen des Blechstreifens direkt durch die Isolierelemente möglich. Die einzelnen Mäanderbögen kommen dabei an dem eigentlichen Isolierkörper der Isolierelemente zur Anlage. Somit steht der zwischen den im Gerüst befestigten Tragbolzen bestehende Abstand voll für die Bildung der einzelnen Mäanderschleifen zur Verfügung, die somit gegenüber dem Stand der Technik bei gleichen Gerüstabmessungen länger ausgeführt werden können. Damit kann bei gleichen Abmessungen des Gerätes ein höherer Widerstandswert erzielt werden.
  • Eine besonders einfache Art der Halterung ergibt sich dadurch, daß als Halteelement in dem Blechstreifen im Bereich jedes Mäanderbogens jeweils mindestens ein Durchbruch vorgesehen ist, in den jeweils ein an dem betreffenden Isolierelement als Gegenhalteelement vorgesehener Vorsprung eingreift. Durch die in die Durchbrüche des Blechstreifens eingreifenden Vorsprünge der Isolierelemente ist ein sehr sicherer Halt der einzelnen Blechstreifen gegeben. Dabei können die Durchbrüche in ihrer Weite sehr exakt an die Dicke der Vorsprünge angepaßt werden, so daß auch bei auftretenden Rüttelkräften keine Zerstörungsgefahr für die Halterung der Blechstreifen an den Isolierelementen besteht.
  • Die Halterung des das Widerstandselement bildenden Blechstreifens wird noch dadurch verbessert, daß zu beiden Seiten jedes Mäanderbogens unmittelbar an diesen anschließend in dem Blechstreifen als Durchbruch jeweils ein Langloch vorgesehen ist, in das eine an dem jeweiligen Isolierelement angeformte, sich in Richtung der Mäanderschleife erstreckende Leiste eingreift. Die Halteelemente erstrecken sich somit in Längsrichtung der jeweiligen Mäanderschleifen, so daß sie entsprechend länger ausgebildet werden können, wodurch sich eine längere Führungsstrecke der Halterung und damit ein besserer Sitz ergibt.
  • Dadurch, daß im Bereich des Wendepunktes jedes Mäanderbogens ein das zu beiden Seiten der Langlochausnehmung vorhandene Blechmaterial verbindender Quersteg vorgesehen ist, wird bei Wärmedehnungen des Blechstreifens ein Verklemmen zwischen den in das Langloch eingreifenden Leisten der Isolierelemente und den Blechstreifen vermieden. Damit bleibt für jede Mäanderschleife die volle Längsdehnfähigkeit erhalten.
  • Zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit ist es vorteilhaft, wenn die Isolierelemente auf ihrer einen Stirnseite eine Aushöhlung und auf ihrer anderen Stirnseite einen der Kontur der Aushöhlung angepaßten Axialvorsprung aufweisen. Im auf die Tragbolzen aufgereihten Zustand greifen die Axialvorsprünge in die Aushöhlungen, so daß hierdurch die Kriechstrecken zwischen dem Widerstandsband und dem Tragbolzen sowie den Gerüstteilen wesentlich verlängert werden.
  • Der sicheren Halterung des Widerstandselemente dient es auch, daß die Isolierelemente verdrehgesichert auf den Tragbolzen angeordnet sind. Eine Verdrehsicherung der Isolierelemente kann vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, daß die Aushöhlung und der Akialvorsprung der Isolierelemente eine von der Kreisform abweichende Kontur aufweisen und/oder an den Isolierelementen radial außermittig angeordnete, im auf die Tragbolzen aufgereihten Zustand der Isolierelemente ineinandergreifende Blockierelemente vorgesehen sind. Die äußeren Isolierelemente einer auf die Tragbolzen aufgesteckten Reihe von Isolierelementen werden bei dieser Ausführungsvariante mit den entsprechenden Seitenteilen des Gerüstes verdrehgesichert verbunden.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
    • FIG 1 ein Widerstandsgerät in Seitenansicht,
    • FIG 2 ein Isolierelement in Frontansicht,
    • FIG 3 ein Isolierelement in Seitenansicht,
    • FIG 4 ein Isolierelement in Draufsicht,
    • FIG 5 ein Isolierelement im Längsschnitt.
  • Mit 1 ist ein Widerstandselement eines Widerstandsgeräts 2 bezeichnet. Das Widerstandselement 1 besteht aus einem mäanderförmig gefalteten Blechstreifen 3. Zur Halterung des Blechstreifens 3 sind Isolierelemente 4 vorgesehen, die auf zwei zueinander beabstandet in einem Gerüst 5 des Widerstandsgeräts 1 angeordneten Tragbolzen 6a und 6b aufgereiht sind. Die Isolierelemente 4 weisen einen mit einer Durchsteckbohrung 7 versehenen Isolierkörper 8 auf, an dem jeweils ein radial abstehender Haltearm 9 angeformt ist. Wie insbesondere aus FIG 3 und 4 zu erkennen ist, sind an dem Haltearm 9 jedes Isolierelementes 4 beidseitig in Achsrichtung des Isolierkörpers 8 vorstehende Leisten 10 angeformt. Im auf die Tragbolzen 6a und 6b aufgereihten Zustand der Isolierelemente 4 besteht zwischen den Haltearmen 9 von zwei benachbarten Isolierelementen 4 ein Zwischenraum 11. In diesen Zwischenraum 11 ist jeweils ein Mäanderbogen 12 des Blechstreifens 3 eingefügt. Die Isolierelemente 4 sind auf den zueinander beabstandeten Tragbolzen 6a und 6b so angeordnet, daß die Haltearme 9 aufeinander zu weisen. In dieser Stellung sind die Isolierelemente 4 auch auf den Tragbolzen 6a und 6b verdrehgesichert. Infolge dieser Anordnung können die Mäanderbögen 12 des Blechstreifens 3 wechselseitig einmal in den Zwischenraum 11 der auf dem einen Tragbolzen 6a und einmal in den Zwischenraum 11 der auf dem anderen Tragbolzen 6b angeordneten Isolierelemente 4 eingefügt werden.
  • Im Bereich jedes Mäanderbogens 12 ist zu den beiden an den Mäanderbogen 12 anschließenden Längsseiten der Mäanderschleifen 13 hin jeweils ein Langloch 14 ausgebildet. In diese an einen Mäanderbogen 12 anschließenden Langlöcher 14 greifen die an den Haltearmen 9 von zwei benachbarten Isolierelementen 4 angeformten Leisten 10 ein. Hierdurch ergibt sich in Querrichtung zu der Längsachse des die Mäanderschleife 13 bildenden Blechstreifens 3 ein Formschluß, durch den Die Halterung des Blechstreifens 3 quer zu seiner Längsachse bewirkt wird.
  • Im Wendepunkt jedes Mäanderbogens 12 ist ein das zu beiden Seiten der Langlöcher 14 vorhandene Blechmaterial verbindender Quersteg 15 vorgesehen. Durch diesen Quersteg 15 wird verhindert, daß sich bei einer durch eine Strombeaufschlagung des Widerstandselementes 1 bedingten Erwärmung des Blechstreifens 3 die Seitenkanten der betreffenden Langlöcher 14 infolge von Wärmedehnung aufeinanderzubewegen, wodurch jetzt eine Verklemmung des Blechstreifens 3 an der betreffenden Leiste 10 kommen wurde. Hierdurch wurde dann die Längendehnung der Mäanderschleifen 13 des Blechstreifens 3 behindert, was zu einer Ausbeulung einzelner Mäanderschleifen 13 und somit zu einem Kurzschluß zwischen den betreffenden Mäanderschleifen 13 führen könnte.
  • Die einzelnen Isolierelemente 4 sind noch zu ihrer einen Stirnseite hin mit an ihrem Isolierkörper 8 außermittig angeordneten Blockieransätzen 16 versehen. Dem Blockieransatz 16 jedes Isolierelementes 4 ist ein jeweils auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Isolierelementes 4 ausgebildete Öffnung 22 zugeordnet. Ferner weist jedes Isolierelement 4 auf seiner einen Stirnseite eine Aushöhlung 17 und auf seiner anderen Stirnseite einen der Kontur der Aushöhlung 17 angepaßten Axialansatz 18 auf. Im auf die Tragbolzen 6a und 6b aufgereihten Zustand der Isolierelemente 4 greifen sowohl die Axialansätze 18 mit den Aushöhlungen 17 als auch die Blockieransätze 16 mit den ihnen zugeordneten Öffnungen 22 ineinander. Durch den Eingriff der Axialansätze 18 in die Aushöhlungen 17 ergibt sich eine wesentliche Verlängerung der elektrischen Kriechstrecken zwischen dem Blechstreifen 3 und den Tragbolzen 6a und 6b sowie den entsprechenden Gerüstteilen. Durch die in die Öffnungen 22 eingreifenden Blockieransätze 16 werden die einzelnen Isolierelemente 4 gegeneinander verdrehgesichert. Die auf jedem Tragbolzen 6a und 6b jeweils äußersten Isolierelemente 4 sind verdrehungsgesichert mit den entsprechenden Gerüstteilen verbunden, so daß hierdurch letztlich alle auf einem Tragbolzen 6a bzw.6b aufgereihten Isolierelemente 4 gegen ein Verdrehen gehalten sind.
  • Dadurch, daß die Mäanderbogen 12 selbst zur Halterung des Blechstreifens 3 an den Isolierelementen 4 dienen, erfolgt die Halterung über elektrisch aktives Material. Der zwischen den auf die Tragbolzen 6a und 6b aufgereihten Isolierelementen 4 bestehende Abstand kann somit voll für die Unterbringung des Blechstreifens 3, damit also von Widerstandsmaterial genutzt werden. Somit kann gegenüber bekannten Widerstandsgeräten bei gleichen Abmessungen des Widerstandsgerätes ein höherer Widerstandswert erzielt werden bzw. bei gleichem Widerstandswert das Widerstandsgerät mit kleineren Abmessungen ausgeführt werden.
  • An jedem Isolierelement 4 sind auf beiden Seiten des Axialansatzes 18 durch tangential gerichtete sekantenartige Abschnitte 19 parallele Flächen 20 gebildet, die zur Aufnahme von Anschlußelementen 21 dienen. Da jedes Isolierelement 4 mit diesen Flächen 20 versehen ist, kann an jeder beliebigen Stelle entlang der auf die Tragbolzen 6a und 6b aufgereihten Isolierelemente 4 ein Anschlußelement 21 als End- oder Mittelanschluß angebracht werden.

Claims (8)

  1. Widerstandsgerät, mit mindestens einem aus einem mäanderförmig gefalteten Blechstreifen (3) bestehenden Widerstandselement (1), das im Bereich seiner Mäanderbögen (12) mittels Isolierelementen (4) gehaltert ist, die auf an einem Gerüst befestigten Tragbolzen (6a;6b) aufgereiht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mäanderbögen (12) an dem Blechstreifen (3) Halteelemente (14) vorgesehen sind, die mit an den Isolier-elementen (4) vorgesehenen Gegenhalteelementen (10) derart formschlüssig ineinandergreifen, daß der Blechstreifen (3) in Querrichtung zu seiner Längsachse an den Isolierelementen (4) gehalten ist.
  2. Widerstandsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement in dem Blechstreifen (3) im Bereich jedes Mäanderbogens (12) jeweils mindestens ein Durchbruch (14) vorgesehen ist, in den jeweils ein an dem betreffenden Isolierelement (4) als Gegenhalteelement vorgesehener Vorsprung (10) eingreift.
  3. Widerstandsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten jedes Mäanderbogens (12) unmittelbar an diesen anschließend in dem Blechstreifen (3) als Durchbruch jeweils ein Langloch (14) vorgesehen ist, in das eine an dem jeweiligen Isolierelement (4) angeformte, sich in Richtung der Mäanderschleife (13) erstreckende Leiste (10) eingreift.
  4. Widerstandsgerät nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Wendepunktes jedes Mäanderbogens (12) ein das zu beiden Seiten der Langlochausnehmung (14) vorhandene Blechmaterial verbindender Quersteg (15) vorgesehen ist.
  5. Widerstandsgerät nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierelemente (4) auf ihrer einen Stirnseite eine Aushöhlung (17) und auf ihrer anderen Stirnseite einen der Kontur der Aushöhlung (17) angepaßten Axialvorsprung (18) aufweisen.
  6. Widerstandsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierelemente (4) verdrehgesichert auf den Tragbolzen (6a bzw. 6b) angeordnet sind.
  7. Widerstandsgerät nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushöhlung (17) und der Axialvorsprung (18) der Isolierelemente (4) eine von der Kreisform abweichende Kontur aufweisen und/oder an den Isolierelementen (4) radial außermittig angeordnete im auf die Tragbolzen (6a bzw. 6b) aufgereihten Zustand der Isolierelemente (4) ineinandergreifende Blockierelemente (16) vorgesehen sind.
  8. Widerstandsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch je einen Sekantenschnitt (19) beidseitig am Isolierkörper (8) plane Flächen (20) zur Aufnahme von Anschlußelementen (21) gebildet sind.
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