專(zhuān)利名稱(chēng):框架支撐的網(wǎng)格電阻器的制作方法
這項(xiàng)發(fā)明涉及到在電氣或內(nèi)燃機(jī)車(chē)中用于動(dòng)態(tài)制動(dòng)的框架支撐電阻器，它與具有部分或全部用絕緣部件裝備的金屬框架的電阻器關(guān)系尤其密切，絕緣部件使其抗震及耐熱性能增強(qiáng)。這項(xiàng)申請(qǐng)是我們?cè)?984年4月10日以序號(hào)598725歸檔在題為絕緣金屬框架支撐電阻器的申請(qǐng)的繼續(xù)部分。
至少有部分金屬框架的電阻器已廣泛用于電氣機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)制動(dòng)，其電阻元件通常為一扁平的折成扇狀的帶子，并且用一些絕緣構(gòu)件在框架內(nèi)支撐著。該框架的結(jié)構(gòu)可使若干個(gè)電阻器堆放成網(wǎng)格狀的型式。一種這種型式的典型電阻器由克立洛夫等人創(chuàng)新的，其美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為第4，100，526。其絕緣材料必須能耐受電阻元散出的熱量，傳統(tǒng)上是諸如透明塑料、凍石或石棉之類(lèi)的無(wú)機(jī)材料。這些材料質(zhì)脆且抗震性能相當(dāng)差。羅歐(Luy)的美國(guó)專(zhuān)利第4，316，172號(hào)創(chuàng)新一種電阻器結(jié)構(gòu)，其中，在電阻器和框架之間的絕緣材料系采用一種加熱塑模成型的有機(jī)絕緣化合物。有機(jī)材料的一個(gè)缺點(diǎn)是它的耐熱性相當(dāng)差，且在羅歐的裝置中，折扇狀電阻帶的環(huán)是用金屬卡子把它的有機(jī)材料隔開(kāi)的?？ㄗ铀枰拈L(zhǎng)度增加了電阻器框架的總尺寸。
我們的發(fā)明包括一個(gè)堅(jiān)碩的電阻器，其中，對(duì)某些框架元件與其它元件間作了減震和絕緣處理，且對(duì)其電阻帶與框架間亦予以減震和絕緣。采用有機(jī)材料意在減震和絕緣，在承受高熱的部位，用制成套管或類(lèi)似的形狀的陶瓷材料予以增強(qiáng)之。有機(jī)材料可予塑模成型，也可制成薄板狀，且最好是一種諸如聚酯樹(shù)脂一類(lèi)的異分子聚合物，它比以前在這種裝置上采用的絕緣材料有較高的抗震性能。該材料的減震性能大大地提高了我們電阻器的抗震能力，而且在高溫處需要高效電氣絕緣的地方，采用陶瓷套管亦不致增加框架尺寸。如有必要，在電阻器中，還可給有機(jī)絕緣材料配備一個(gè)金屬散熱板，在它們中間形成一個(gè)空氣通道，而且通道的寬度可以隨電阻元件的脹、縮有所調(diào)節(jié)。
圖紙的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是本發(fā)明第一臺(tái)電阻器的垂直斷面圖。
圖2是圖1電阻器的端板詳圖。
圖3是圖2端板在Ⅲ-Ⅲ面上取的斷面圖。
圖4是端板的另一種形式。
圖5是連接盤(pán)安裝的另一種形式詳圖。
圖6是圖1電阻器裝配成組的簡(jiǎn)圖。
圖7是電阻器嵌銷(xiāo)及裝配套管的詳圖。
圖8是我們第二臺(tái)電阻器的部分垂直斷面圖。
圖9是圖8中通過(guò)端部Ⅸ-Ⅸ面的斷面圖。
圖10是本發(fā)明第三臺(tái)電阻器的垂直斷面圖。
圖11是我們第四臺(tái)電阻器的垂直斷面圖。
圖12是圖11電阻器構(gòu)件的改進(jìn)細(xì)節(jié)斷面圖。
圖13是圖12結(jié)構(gòu)的立面圖。
詳細(xì)說(shuō)明圖1中所示的我們第一臺(tái)電阻器是裝在一個(gè)長(zhǎng)方形框架內(nèi)的，框架包括終端構(gòu)件11和12以及側(cè)向構(gòu)件13和14?？蚣芸赡苡胁煌闆r的裝配，側(cè)向構(gòu)件13有時(shí)屬于下述的頂部或頂部構(gòu)件，而側(cè)向構(gòu)件14屬于下述的底部或底部構(gòu)件。終端構(gòu)件11和12延伸到構(gòu)件14下面并分別被固定到末端端部15和16上，起裝配件的作用。終端構(gòu)件11和12還延伸到側(cè)向構(gòu)件13的上面，并在那里分別用角鋼17和18連接，如后述。
終端構(gòu)件11包括一個(gè)金屬的外板19，最好是鋼材，其上端用螺栓固定到角鋼17上，下端則固定到端部15。終端構(gòu)件12包括一個(gè)同樣的外板20，上端用螺栓固定到角鋼18上，下端固定到端部16上。用一塊有機(jī)絕緣材料板22隔開(kāi)的板19的里面是一個(gè)金屬散熱板21，最好用鋼材制成，且同樣的一個(gè)金屬散熱板21也被一塊同樣的絕緣板22將其與板20的內(nèi)面隔開(kāi)。板22上還裝著陶瓷套管23，它們支托著折扇狀的電阻帶，如后述。
如圖1所示，該電阻元件本身有8個(gè)折扇狀的帶狀電阻24，它們都是由電阻連接盤(pán)25按順序連接，且由頂部13一直延伸到底部14?？拷饘侔?1的幾個(gè)電阻24的環(huán)27上，佩帶著配入陶瓷套管23的孔29內(nèi)的嵌銷(xiāo)28，如圖7所示。在鄰近的幾個(gè)電阻24之間，設(shè)置了金屬隔板30或26，它們也帶有陶瓷套管23，靠近那些隔板的某些電阻24的環(huán)亦佩帶著嵌入套管內(nèi)的嵌銷(xiāo)28。隔板30在一端被側(cè)板13和14輪流支托住。極30的一端被焊接或用其他方法固定到螺栓32的端頭，螺栓32則從固定在板13或14上的有機(jī)絕緣套管33中穿過(guò)。浮置的隔板26，不象板30那樣，兩端都不予支撐。對(duì)于多數(shù)應(yīng)用，我們傾向于采用浮置隔板26。
這些電阻24都是偶數(shù)折或偶數(shù)圈。電阻24緊挨著相鄰端均連焊到金屬連接盤(pán)25上。這樣固定的電阻端部背靠著帶肋的金屬散熱片35，散熱片35上有套扣以使螺釘37擰入。這些螺釘都穿過(guò)有機(jī)絕緣材料墊圈42、側(cè)向板13或14以及環(huán)形帶肋的有機(jī)絕緣墊圈36。有一些連接端頭38是通過(guò)底板14上的孔洞伸出來(lái)的。上述螺釘37穿過(guò)墊圈42、側(cè)向板14及一塊有機(jī)絕緣材料塊40且用絲扣擰入散熱片39內(nèi)。絕緣材料塊40沿側(cè)向構(gòu)件14延伸并且在與側(cè)向構(gòu)件14上的孔洞交界處開(kāi)一孔41，通過(guò)乳和孔洞，端部38彎曲的末端通到外邊。成串的電阻24的自由端43均焊到金屬角狀連接頭44，連接頭在端板19與端部15之間向外延伸出來(lái)，三個(gè)部件用螺栓45擰在端部15的螺孔內(nèi)，把它們緊固在一起。
借助螺栓46，端部15和16將底板14固定在應(yīng)有位置上，螺栓46穿過(guò)有機(jī)絕緣材料套管47，同樣的材料塊48和端部15，且由螺母49緊固。
圖2和圖3較詳細(xì)地示出了終端構(gòu)件結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。有機(jī)絕緣材料板22夾在金屬終端板19和金屬散熱板21之間。這套組件是由螺栓或其他擰到終端板19內(nèi)的螺釘51組裝在一起的。它們的頭都是臥在散熱板21上間隙孔里帶凸緣的有機(jī)絕緣材料套管內(nèi)，因此在終端板19和散熱板21之間沒(méi)有金屬對(duì)金屬的接觸;而且陶瓷套管23與絕緣板22上的孔緊密配合并通過(guò)在散熱板21上的間隙孔54把板19伸出一小段，所以陶瓷與金屬也不接觸。這樣，電阻帶24的裝配就使之減震且使之與金屬構(gòu)件19和21絕緣。
我們更傾向于采用帶折邊55的散熱板21，折邊向散熱板21傾折一個(gè)大約在90°到180°間的角度，如圖2所示，傾角約為135°。如圖2所示的帶終端構(gòu)件11和12的幾個(gè)電阻器裝成網(wǎng)格狀后，即為圖6所示的配置情況。凸邊55的折向使冷卻空氣吹過(guò)該電阻，這樣比凸邊55垂直于散熱板21的情況能有更多的空氣朝向電阻24吹過(guò)，但在圖4所示的我們發(fā)明的另一個(gè)形式中，其折邊51基本上垂直于散熱板21。
盡管我們傾向于采用上述帶肋的環(huán)形有機(jī)絕緣材料墊圈36，我們另外也能采用光滑的園筒墊圈50，如圖5所示。同樣，如上述，盡管我們更愿意采用帶凸肋的金屬散熱片35，我們也可采用扁平的金屬盤(pán)39，這也在圖5中示出。
我們發(fā)明的第二臺(tái)電阻器如圖8和9中所示。如上所述，我們的電阻器的端板是由一個(gè)固定在有機(jī)絕緣材料板22上的金屬構(gòu)件19支托的。與板22間有一間隔的是一個(gè)位于電阻元件24和板22之間并與之平行的散熱金屬板57。散熱板57上裝有嵌入孔中并固定在那里的陶瓷套管58。每一個(gè)套管都有一個(gè)孔29，以在那里嵌入固定在電阻元件24的環(huán)27上的嵌銷(xiāo)28，如圖7所示的樣子。帶著套管58的板57可以隨電阻元件的脹縮移向或離開(kāi)絕緣板22，以在板22和57間提供一個(gè)寬度可調(diào)的空氣通道。當(dāng)我們的電阻器裝配成圖1所示的位置后，電阻帶24變熱下垂時(shí)它們就膨脹，因而將它們的嵌銷(xiāo)28從套管58里向外拉，并使對(duì)流空氣在散熱板57與絕緣板22間的通道內(nèi)流動(dòng)，從而擴(kuò)大了那個(gè)氣流通道，那里增加了的氣流的通過(guò)使有機(jī)絕緣板冷卻。
我們發(fā)現(xiàn)的第三臺(tái)裝置示于圖10。象上述前兩臺(tái)裝置一樣，它具有包括分別將其內(nèi)面固定在有機(jī)絕緣材料板21和22上的金屬板19和20等金屬終端構(gòu)件。裝置的頂部和底部結(jié)構(gòu)構(gòu)件61和62則為有機(jī)絕緣材料。固定于這些頂部和底部構(gòu)件的內(nèi)面是金屬散熱板63及64，它們分別與其對(duì)應(yīng)的構(gòu)件隔開(kāi)一個(gè)空間，以在它們中間留出一個(gè)空氣通道。如前所述，折扇狀的電阻24在它們的端部用連接盤(pán)39連在一起。那些連接盤(pán)被螺栓65固定到頂部和底部構(gòu)件61和62上，螺栓穿過(guò)那些連接盤(pán)、園筒形墊圈66和頂部及底部結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由螺母67固定在應(yīng)有的位置上。墊圈66制成有個(gè)凸
68的形狀，且金屬散熱板63和64在那里亦有孔，通過(guò)孔墊圈66的小直徑端穿過(guò)去，散熱板利用卡環(huán)69頂住凸
68，以便在散熱板與結(jié)構(gòu)絕緣構(gòu)件間形成空檔。散熱板63和64可以很方便地利用連續(xù)的金屬條片制成。
上述裝置的一種改進(jìn)型示于圖11。頂部和底部的有機(jī)絕緣材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件61和62，在此不再配備連續(xù)金屬條狀的散熱板。如圖10所示，連接盤(pán)39均由螺栓65和外螺母67固定到頂部和底部構(gòu)件61和62上。連接盤(pán)39由多層墊圈以及多層單個(gè)散熱片70與有機(jī)絕緣頂部和底部構(gòu)件隔開(kāi)，墊圈也可能是螺母67。每個(gè)散熱片70都保持在螺釘65上的一對(duì)墊圈67之間或保持在與結(jié)構(gòu)板相鄰的墊圈與那個(gè)結(jié)構(gòu)板之間。散熱片70也起散熱的作用，帶走螺栓65傳來(lái)的熱量。另外，附加的空氣折流片或散熱片71的位置對(duì)著隔板26的端部，并用螺栓72和螺母74固定到頂部和底部結(jié)構(gòu)構(gòu)件61和62上。在折流片71與它們的支托有機(jī)材料絕緣構(gòu)件間，均由墊圈73隔開(kāi)，墊圈可能是螺母，如螺母74。在頂部結(jié)構(gòu)構(gòu)件61上，螺栓65的凸出端及其與之適配的螺母67都用塑料罩75蓋住，這些塑料罩75都是由合成粘合劑76固定在應(yīng)有位置上的，這些罩子將螺栓65的露出端進(jìn)行絕緣。
如同第三臺(tái)裝置那樣，圖12的裝置有一些金屬板19和20以及有機(jī)絕緣材料制的頂部和底部結(jié)構(gòu)構(gòu)件61和62。如同我們第一臺(tái)裝置一樣，固定到板19和20的內(nèi)側(cè)但又在那里留有空間的分別是金屬散熱板21及22，在那兒的散熱片都是陶瓷套管23，較靠近板19和20的套管23的端頭均被隔開(kāi)。圖11中，在隔板26端部對(duì)面的散熱片71亦被固定到結(jié)構(gòu)構(gòu)件62上的小塊高耐熱的絕緣材料77所取代，諸如陶瓷材料。
終端端部15及16都是用延伸金屬角形連接件44的下端并把它們折到端部15和16下面的方法來(lái)增加它們的強(qiáng)度的。側(cè)面板73都焊到端部15和16的邊緣，同時(shí)也焊到連接件44的邊緣上。
前面我們已指出，在需要耐受高溫的部件推薦采用陶瓷絕緣材料。具有類(lèi)似性質(zhì)的其它材料也可用在這些部位上。在下述一些權(quán)利要求
中，我們稱(chēng)這類(lèi)材料為“耐熱”，且包括陶瓷這個(gè)術(shù)語(yǔ)以及一些耐熱性能大大高于有機(jī)絕緣材料的其它材料在內(nèi)。
補(bǔ)正 85101244文件名稱(chēng) 頁(yè) 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說(shuō)明書(shū) 4 13 終端構(gòu)件結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié) 終端構(gòu)件11和12結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)4 16 間隙孔里帶凸緣的有 間隙孔53里帶凸緣的有機(jī)絕機(jī)絕緣材料套管內(nèi) 緣材料套管52內(nèi)5 15 變熱下垂時(shí)它們就膨脹 變熱時(shí)它們就膨脹且下垂5 18 使有機(jī)絕緣板冷卻 使有機(jī)絕緣板22冷卻6 21 一些金屬板19和20 一些金屬端板19和207 3 連接件44的下端并把 連接件44的下端72并把1 13 金屬連接極 金屬連接板2 2 到18°之間 到180°之間3 11 電阻元件的那些支撐件 電阻元件的那些金屬支撐件3 19 且在電阻的每端 且在電阻器的每端
權(quán)利要求
1.在一個(gè)散熱電阻器上，有許多連成折扇狀的導(dǎo)電電阻元件，它們?cè)谝粋€(gè)剛性框架內(nèi)由固定于該電阻元件環(huán)上的嵌銷(xiāo)支撐著，嵌銷(xiāo)與上述框架構(gòu)件所載的耐熱絕緣元件緊密配合。此項(xiàng)改進(jìn)包括一個(gè)附加在該框架金屬構(gòu)件內(nèi)表面上的有機(jī)材料絕緣板和一個(gè)由該框架構(gòu)件向內(nèi)裝設(shè)的金屬散熱板，前述耐熱絕緣元件通過(guò)該金屬散熱板凸出來(lái)。
2.在權(quán)利要求
1的電阻器中，上述金屬框架構(gòu)件為一終端構(gòu)件，并包括金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)向構(gòu)件。
3.對(duì)權(quán)利要求
2的電阻器包括一個(gè)固定到靠近上述側(cè)向構(gòu)件的終端構(gòu)件的一個(gè)端部，也即將一個(gè)電阻元件的一端固定于該終端構(gòu)件上。一塊有機(jī)絕緣材料插在所述的側(cè)向構(gòu)件與上述端部之間，且通過(guò)此塊絕緣材料將該端部固定到該側(cè)向構(gòu)件上。
4.權(quán)利要求
2的電阻器包括一個(gè)裝在前述側(cè)向構(gòu)件上的有機(jī)絕緣材料墊圈，一個(gè)連接該墊圈對(duì)面的相鄰電阻元件端部的金屬連接極，而且金屬件延伸通過(guò)上述墊圈，并將所述連接板固定到該側(cè)向構(gòu)件上，但又在那里與之絕緣。
5.在權(quán)利要求
1的電阻器中，所述的金屬框架構(gòu)件為一個(gè)終端構(gòu)件，并且包括有機(jī)絕緣材料的結(jié)構(gòu)側(cè)向構(gòu)件。
6.一個(gè)支撐散熱電阻元件或類(lèi)似元件的框架構(gòu)件，包括一塊有機(jī)絕緣材料板，一個(gè)固定于此板上的金屬散熱板以及固定于此板上但又通過(guò)上述金屬散熱板伸出支撐該電阻元件的耐熱絕緣材料。
7.權(quán)利要求
6的那個(gè)框架構(gòu)件包括一塊固定到那塊有機(jī)絕緣材料板上的金屬板，該金屬板固定在前述的有機(jī)絕緣材料板的面上，因而是在上述金屬散熱板的對(duì)面并與之相絕緣。
8.在權(quán)利要求
6的那個(gè)框架構(gòu)件中，該金屬散熱板具有伸向那塊有機(jī)絕緣材料板的折邊，折邊與金屬散熱板間有一角度，約在90°到18°之間。
9.在權(quán)利要求
6的框架構(gòu)件中，該有機(jī)絕緣材料是一種聚酯樹(shù)脂。
10.在要求權(quán)利7的框架構(gòu)件中，上述金屬散熱板系用上述有機(jī)絕緣材料板與上述金屬板隔開(kāi)。
11.在權(quán)利要求
7的框架構(gòu)件中，其耐熱絕緣材料不與前述金屬散熱板相接觸。
12.在權(quán)利要求
7的框架構(gòu)件中，其有機(jī)絕緣材料是一種聚酯樹(shù)脂。
13.在權(quán)利要求
7的框架構(gòu)件中，其金屬散熱板系從那塊有機(jī)絕緣材料板向內(nèi)隔開(kāi)且留有間隙，因而在二者之間形成一個(gè)空氣通道。
14.在權(quán)利要求
7的框架構(gòu)件中，其耐熱絕緣材料系固定在那個(gè)金屬散熱板的里面，而此金屬散熱板僅由前述電阻元件支撐。
15.在一個(gè)散熱電阻器中，有許多折扇狀的導(dǎo)電電阻元件，它們?cè)谝粋€(gè)剛性框架內(nèi)由固定于該電阻元件環(huán)上的嵌銷(xiāo)支撐著，嵌銷(xiāo)與上述框架構(gòu)件所載的耐熱絕緣元件緊密配合。此項(xiàng)改進(jìn)包括一個(gè)具有有機(jī)絕緣材料側(cè)向結(jié)構(gòu)構(gòu)件和金屬終端構(gòu)件的框架。上述那些耐熱絕緣元件系由那些金屬終端構(gòu)件承載，而金屬散熱板系由固定在它內(nèi)面的側(cè)向結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載。
16.用于支撐一個(gè)散熱電阻或類(lèi)似元件的框架元件包括一塊有機(jī)絕緣材料的結(jié)構(gòu)板，一個(gè)固定于該板內(nèi)表面的金屬散熱板以及固定于此板上的電阻元件的支撐件，支撐件穿過(guò)上述散熱板，但不與它接觸。
17.在權(quán)利要求
16的元件中，金屬散熱板一直延伸到超過(guò)該板的全長(zhǎng)。
18.在權(quán)利要求
16的元件中，其金屬散熱板與該板之間留有一定的空間。
19.在權(quán)利要求
16的元件中，其金屬散熱板與該板之間留有一定空間，從而在其間形成一個(gè)空氣通道。
20.在權(quán)利要求
17或18的元件中，其折扇狀的導(dǎo)電電阻元件是由來(lái)自上述側(cè)向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支撐件所支托的連接板連接的;同時(shí)，金屬散熱板同樣是由支撐件支托的。
21.在權(quán)利要求
16的元件中，其散熱電阻器包括許多由金屬連接板連接的折扇狀的電阻元件，且那些金屬支撐件都固定在金屬連接板上。
22.在權(quán)利要求
16的元件中，電阻元件的那些支撐件的端部均穿過(guò)那些結(jié)構(gòu)板伸出來(lái)，并且包括一些固定到伸出端部上的絕緣罩。
23.在一個(gè)散熱電阻器中，有許多折扇狀的導(dǎo)電電阻元件，它們?cè)谝粋€(gè)剛性框架內(nèi)由固定于該電阻元件環(huán)上的嵌銷(xiāo)固定位置，嵌銷(xiāo)與金屬隔板所載的耐熱絕緣元件緊密配合。此項(xiàng)改進(jìn)包括一個(gè)具有有機(jī)絕緣材料側(cè)向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的框架，該構(gòu)件由在它的內(nèi)面與上述隔板相對(duì)的耐熱絕緣材料加以保護(hù)。
24.在一個(gè)散熱電阻器中，有許多支托在一個(gè)剛性框架內(nèi)的折扇狀導(dǎo)電電阻元件，且在電阻的每端都有一個(gè)從上述框架一側(cè)伸出的端部。此項(xiàng)改進(jìn)包括一段固定在一個(gè)電阻元件一端的金屬連接片，并將該端部的外邊折一下。
專(zhuān)利摘要
電氣機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)動(dòng)態(tài)制動(dòng)用的剛性框架支托的電阻器具有某些相互絕緣或予以減震的框架構(gòu)件以及對(duì)框架也絕緣和減震的電阻帶?？蚣艿臉?gòu)件或?qū)饘贅?gòu)件予以減震和絕緣，最好用塑模或壓成板型的有機(jī)絕緣材料，即用一種諸如聚酯樹(shù)脂之類(lèi)的異分子聚合物材料，并用金屬散熱板予以防護(hù)。在承受高熱的部位的有機(jī)絕緣材料電阻用陶瓷絕緣材料加以增補(bǔ)。
文檔編號(hào)H01C13/02GK85101244SQ85101244
公開(kāi)日1987年1月17日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者維克托·克里勞夫, 威廉·本森, 羅伯特·卡明斯, 理查得·多森 申請(qǐng)人:莫斯拜弛制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan