专利名称:框架支撑的网格电阻器的制作方法
这项发明涉及到在电气或内燃机车中用于动态制动的框架支撑电阻器，它与具有部分或全部用绝缘部件装备的金属框架的电阻器关系尤其密切，绝缘部件使其抗震及耐热性能增强。这项申请是我们在1984年4月10日以序号598725归档在题为绝缘金属框架支撑电阻器的申请的继续部分。
至少有部分金属框架的电阻器已广泛用于电气机车的动态制动，其电阻元件通常为一扁平的折成扇状的带子，并且用一些绝缘构件在框架内支撑着。该框架的结构可使若干个电阻器堆放成网格状的型式。一种这种型式的典型电阻器由克立洛夫等人创新的，其美国专利号为第4，100，526。其绝缘材料必须能耐受电阻元散出的热量，传统上是诸如透明塑料、冻石或石棉之类的无机材料。这些材料质脆且抗震性能相当差。罗欧(Luy)的美国专利第4，316，172号创新一种电阻器结构，其中，在电阻器和框架之间的绝缘材料系采用一种加热塑模成型的有机绝缘化合物。有机材料的一个缺点是它的耐热性相当差，且在罗欧的装置中，折扇状电阻带的环是用金属卡子把它的有机材料隔开的。卡子所需要的长度增加了电阻器框架的总尺寸。
我们的发明包括一个坚硕的电阻器，其中，对某些框架元件与其它元件间作了减震和绝缘处理，且对其电阻带与框架间亦予以减震和绝缘。采用有机材料意在减震和绝缘，在承受高热的部位，用制成套管或类似的形状的陶瓷材料予以增强之。有机材料可予塑模成型，也可制成薄板状，且最好是一种诸如聚酯树脂一类的异分子聚合物，它比以前在这种装置上采用的绝缘材料有较高的抗震性能。该材料的减震性能大大地提高了我们电阻器的抗震能力，而且在高温处需要高效电气绝缘的地方，采用陶瓷套管亦不致增加框架尺寸。如有必要，在电阻器中，还可给有机绝缘材料配备一个金属散热板，在它们中间形成一个空气通道，而且通道的宽度可以随电阻元件的胀、缩有所调节。
图纸的简要说明图1是本发明第一台电阻器的垂直断面图。
图2是图1电阻器的端板详图。
图3是图2端板在Ⅲ-Ⅲ面上取的断面图。
图4是端板的另一种形式。
图5是连接盘安装的另一种形式详图。
图6是图1电阻器装配成组的简图。
图7是电阻器嵌销及装配套管的详图。
图8是我们第二台电阻器的部分垂直断面图。
图9是图8中通过端部Ⅸ-Ⅸ面的断面图。
图10是本发明第三台电阻器的垂直断面图。
图11是我们第四台电阻器的垂直断面图。
图12是图11电阻器构件的改进细节断面图。
图13是图12结构的立面图。
详细说明图1中所示的我们第一台电阻器是装在一个长方形框架内的，框架包括终端构件11和12以及侧向构件13和14。框架可能有不同情况的装配，侧向构件13有时属于下述的顶部或顶部构件，而侧向构件14属于下述的底部或底部构件。终端构件11和12延伸到构件14下面并分别被固定到末端端部15和16上，起装配件的作用。终端构件11和12还延伸到侧向构件13的上面，并在那里分别用角钢17和18连接，如后述。
终端构件11包括一个金属的外板19，最好是钢材，其上端用螺栓固定到角钢17上，下端则固定到端部15。终端构件12包括一个同样的外板20，上端用螺栓固定到角钢18上，下端固定到端部16上。用一块有机绝缘材料板22隔开的板19的里面是一个金属散热板21，最好用钢材制成，且同样的一个金属散热板21也被一块同样的绝缘板22将其与板20的内面隔开。板22上还装着陶瓷套管23，它们支托着折扇状的电阻带，如后述。
如图1所示，该电阻元件本身有8个折扇状的带状电阻24，它们都是由电阻连接盘25按顺序连接，且由顶部13一直延伸到底部14。靠近金属板21的几个电阻24的环27上，佩带着配入陶瓷套管23的孔29内的嵌销28，如图7所示。在邻近的几个电阻24之间，设置了金属隔板30或26，它们也带有陶瓷套管23，靠近那些隔板的某些电阻24的环亦佩带着嵌入套管内的嵌销28。隔板30在一端被侧板13和14轮流支托住。极30的一端被焊接或用其他方法固定到螺栓32的端头，螺栓32则从固定在板13或14上的有机绝缘套管33中穿过。浮置的隔板26，不象板30那样，两端都不予支撑。对于多数应用，我们倾向于采用浮置隔板26。
这些电阻24都是偶数折或偶数圈。电阻24紧挨着相邻端均连焊到金属连接盘25上。这样固定的电阻端部背靠着带肋的金属散热片35，散热片35上有套扣以使螺钉37拧入。这些螺钉都穿过有机绝缘材料垫圈42、侧向板13或14以及环形带肋的有机绝缘垫圈36。有一些连接端头38是通过底板14上的孔洞伸出来的。上述螺钉37穿过垫圈42、侧向板14及一块有机绝缘材料块40且用丝扣拧入散热片39内。绝缘材料块40沿侧向构件14延伸并且在与侧向构件14上的孔洞交界处开一孔41，通过乳和孔洞，端部38弯曲的末端通到外边。成串的电阻24的自由端43均焊到金属角状连接头44，连接头在端板19与端部15之间向外延伸出来，三个部件用螺栓45拧在端部15的螺孔内，把它们紧固在一起。
借助螺栓46，端部15和16将底板14固定在应有位置上，螺栓46穿过有机绝缘材料套管47，同样的材料块48和端部15，且由螺母49紧固。
图2和图3较详细地示出了终端构件结构的细节。有机绝缘材料板22夹在金属终端板19和金属散热板21之间。这套组件是由螺栓或其他拧到终端板19内的螺钉51组装在一起的。它们的头都是卧在散热板21上间隙孔里带凸缘的有机绝缘材料套管内，因此在终端板19和散热板21之间没有金属对金属的接触;而且陶瓷套管23与绝缘板22上的孔紧密配合并通过在散热板21上的间隙孔54把板19伸出一小段，所以陶瓷与金属也不接触。这样，电阻带24的装配就使之减震且使之与金属构件19和21绝缘。
我们更倾向于采用带折边55的散热板21，折边向散热板21倾折一个大约在90°到180°间的角度，如图2所示，倾角约为135°。如图2所示的带终端构件11和12的几个电阻器装成网格状后，即为图6所示的配置情况。凸边55的折向使冷却空气吹过该电阻，这样比凸边55垂直于散热板21的情况能有更多的空气朝向电阻24吹过，但在图4所示的我们发明的另一个形式中，其折边51基本上垂直于散热板21。
尽管我们倾向于采用上述带肋的环形有机绝缘材料垫圈36，我们另外也能采用光滑的园筒垫圈50，如图5所示。同样，如上述，尽管我们更愿意采用带凸肋的金属散热片35，我们也可采用扁平的金属盘39，这也在图5中示出。
我们发明的第二台电阻器如图8和9中所示。如上所述，我们的电阻器的端板是由一个固定在有机绝缘材料板22上的金属构件19支托的。与板22间有一间隔的是一个位于电阻元件24和板22之间并与之平行的散热金属板57。散热板57上装有嵌入孔中并固定在那里的陶瓷套管58。每一个套管都有一个孔29，以在那里嵌入固定在电阻元件24的环27上的嵌销28，如图7所示的样子。带着套管58的板57可以随电阻元件的胀缩移向或离开绝缘板22，以在板22和57间提供一个宽度可调的空气通道。当我们的电阻器装配成图1所示的位置后，电阻带24变热下垂时它们就膨胀，因而将它们的嵌销28从套管58里向外拉，并使对流空气在散热板57与绝缘板22间的通道内流动，从而扩大了那个气流通道，那里增加了的气流的通过使有机绝缘板冷却。
我们发现的第三台装置示于图10。象上述前两台装置一样，它具有包括分别将其内面固定在有机绝缘材料板21和22上的金属板19和20等金属终端构件。装置的顶部和底部结构构件61和62则为有机绝缘材料。固定于这些顶部和底部构件的内面是金属散热板63及64，它们分别与其对应的构件隔开一个空间，以在它们中间留出一个空气通道。如前所述，折扇状的电阻24在它们的端部用连接盘39连在一起。那些连接盘被螺栓65固定到顶部和底部构件61和62上，螺栓穿过那些连接盘、园筒形垫圈66和顶部及底部结构构件，由螺母67固定在应有的位置上。垫圈66制成有个凸
68的形状，且金属散热板63和64在那里亦有孔，通过孔垫圈66的小直径端穿过去，散热板利用卡环69顶住凸
68，以便在散热板与结构绝缘构件间形成空档。散热板63和64可以很方便地利用连续的金属条片制成。
上述装置的一种改进型示于图11。顶部和底部的有机绝缘材料结构构件61和62，在此不再配备连续金属条状的散热板。如图10所示，连接盘39均由螺栓65和外螺母67固定到顶部和底部构件61和62上。连接盘39由多层垫圈以及多层单个散热片70与有机绝缘顶部和底部构件隔开，垫圈也可能是螺母67。每个散热片70都保持在螺钉65上的一对垫圈67之间或保持在与结构板相邻的垫圈与那个结构板之间。散热片70也起散热的作用，带走螺栓65传来的热量。另外，附加的空气折流片或散热片71的位置对着隔板26的端部，并用螺栓72和螺母74固定到顶部和底部结构构件61和62上。在折流片71与它们的支托有机材料绝缘构件间，均由垫圈73隔开，垫圈可能是螺母，如螺母74。在顶部结构构件61上，螺栓65的凸出端及其与之适配的螺母67都用塑料罩75盖住，这些塑料罩75都是由合成粘合剂76固定在应有位置上的，这些罩子将螺栓65的露出端进行绝缘。
如同第三台装置那样，图12的装置有一些金属板19和20以及有机绝缘材料制的顶部和底部结构构件61和62。如同我们第一台装置一样，固定到板19和20的内侧但又在那里留有空间的分别是金属散热板21及22，在那儿的散热片都是陶瓷套管23，较靠近板19和20的套管23的端头均被隔开。图11中，在隔板26端部对面的散热片71亦被固定到结构构件62上的小块高耐热的绝缘材料77所取代，诸如陶瓷材料。
终端端部15及16都是用延伸金属角形连接件44的下端并把它们折到端部15和16下面的方法来增加它们的强度的。侧面板73都焊到端部15和16的边缘，同时也焊到连接件44的边缘上。
前面我们已指出，在需要耐受高温的部件推荐采用陶瓷绝缘材料。具有类似性质的其它材料也可用在这些部位上。在下述一些权利要求
中，我们称这类材料为“耐热”，且包括陶瓷这个术语以及一些耐热性能大大高于有机绝缘材料的其它材料在内。
补正 85101244文件名称 页 行 补正前 补正后说明书 4 13 终端构件结构的细节 终端构件11和12结构的细节4 16 间隙孔里带凸缘的有 间隙孔53里带凸缘的有机绝机绝缘材料套管内 缘材料套管52内5 15 变热下垂时它们就膨胀 变热时它们就膨胀且下垂5 18 使有机绝缘板冷却 使有机绝缘板22冷却6 21 一些金属板19和20 一些金属端板19和207 3 连接件44的下端并把 连接件44的下端72并把1 13 金属连接极 金属连接板2 2 到18°之间 到180°之间3 11 电阻元件的那些支撑件 电阻元件的那些金属支撑件3 19 且在电阻的每端 且在电阻器的每端
权利要求
1.在一个散热电阻器上，有许多连成折扇状的导电电阻元件，它们在一个刚性框架内由固定于该电阻元件环上的嵌销支撑着，嵌销与上述框架构件所载的耐热绝缘元件紧密配合。此项改进包括一个附加在该框架金属构件内表面上的有机材料绝缘板和一个由该框架构件向内装设的金属散热板，前述耐热绝缘元件通过该金属散热板凸出来。
2.在权利要求
1的电阻器中，上述金属框架构件为一终端构件，并包括金属结构的侧向构件。
3.对权利要求
2的电阻器包括一个固定到靠近上述侧向构件的终端构件的一个端部，也即将一个电阻元件的一端固定于该终端构件上。一块有机绝缘材料插在所述的侧向构件与上述端部之间，且通过此块绝缘材料将该端部固定到该侧向构件上。
4.权利要求
2的电阻器包括一个装在前述侧向构件上的有机绝缘材料垫圈，一个连接该垫圈对面的相邻电阻元件端部的金属连接极，而且金属件延伸通过上述垫圈，并将所述连接板固定到该侧向构件上，但又在那里与之绝缘。
5.在权利要求
1的电阻器中，所述的金属框架构件为一个终端构件，并且包括有机绝缘材料的结构侧向构件。
6.一个支撑散热电阻元件或类似元件的框架构件，包括一块有机绝缘材料板，一个固定于此板上的金属散热板以及固定于此板上但又通过上述金属散热板伸出支撑该电阻元件的耐热绝缘材料。
7.权利要求
6的那个框架构件包括一块固定到那块有机绝缘材料板上的金属板，该金属板固定在前述的有机绝缘材料板的面上，因而是在上述金属散热板的对面并与之相绝缘。
8.在权利要求
6的那个框架构件中，该金属散热板具有伸向那块有机绝缘材料板的折边，折边与金属散热板间有一角度，约在90°到18°之间。
9.在权利要求
6的框架构件中，该有机绝缘材料是一种聚酯树脂。
10.在要求权利7的框架构件中，上述金属散热板系用上述有机绝缘材料板与上述金属板隔开。
11.在权利要求
7的框架构件中，其耐热绝缘材料不与前述金属散热板相接触。
12.在权利要求
7的框架构件中，其有机绝缘材料是一种聚酯树脂。
13.在权利要求
7的框架构件中，其金属散热板系从那块有机绝缘材料板向内隔开且留有间隙，因而在二者之间形成一个空气通道。
14.在权利要求
7的框架构件中，其耐热绝缘材料系固定在那个金属散热板的里面，而此金属散热板仅由前述电阻元件支撑。
15.在一个散热电阻器中，有许多折扇状的导电电阻元件，它们在一个刚性框架内由固定于该电阻元件环上的嵌销支撑着，嵌销与上述框架构件所载的耐热绝缘元件紧密配合。此项改进包括一个具有有机绝缘材料侧向结构构件和金属终端构件的框架。上述那些耐热绝缘元件系由那些金属终端构件承载，而金属散热板系由固定在它内面的侧向结构构件承载。
16.用于支撑一个散热电阻或类似元件的框架元件包括一块有机绝缘材料的结构板，一个固定于该板内表面的金属散热板以及固定于此板上的电阻元件的支撑件，支撑件穿过上述散热板，但不与它接触。
17.在权利要求
16的元件中，金属散热板一直延伸到超过该板的全长。
18.在权利要求
16的元件中，其金属散热板与该板之间留有一定的空间。
19.在权利要求
16的元件中，其金属散热板与该板之间留有一定空间，从而在其间形成一个空气通道。
20.在权利要求
17或18的元件中，其折扇状的导电电阻元件是由来自上述侧向结构构件的支撑件所支托的连接板连接的;同时，金属散热板同样是由支撑件支托的。
21.在权利要求
16的元件中，其散热电阻器包括许多由金属连接板连接的折扇状的电阻元件，且那些金属支撑件都固定在金属连接板上。
22.在权利要求
16的元件中，电阻元件的那些支撑件的端部均穿过那些结构板伸出来，并且包括一些固定到伸出端部上的绝缘罩。
23.在一个散热电阻器中，有许多折扇状的导电电阻元件，它们在一个刚性框架内由固定于该电阻元件环上的嵌销固定位置，嵌销与金属隔板所载的耐热绝缘元件紧密配合。此项改进包括一个具有有机绝缘材料侧向结构构件的框架，该构件由在它的内面与上述隔板相对的耐热绝缘材料加以保护。
24.在一个散热电阻器中，有许多支托在一个刚性框架内的折扇状导电电阻元件，且在电阻的每端都有一个从上述框架一侧伸出的端部。此项改进包括一段固定在一个电阻元件一端的金属连接片，并将该端部的外边折一下。
专利摘要
电气机车和内燃机车动态制动用的刚性框架支托的电阻器具有某些相互绝缘或予以减震的框架构件以及对框架也绝缘和减震的电阻带。框架的构件或对金属构件予以减震和绝缘，最好用塑模或压成板型的有机绝缘材料，即用一种诸如聚酯树脂之类的异分子聚合物材料，并用金属散热板予以防护。在承受高热的部位的有机绝缘材料电阻用陶瓷绝缘材料加以增补。
文档编号H01C13/02GK85101244SQ85101244
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者维克托·克里劳夫, 威廉·本森, 罗伯特·卡明斯, 理查得·多森 申请人:莫斯拜弛制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan