专利名称：中央通风的电阻栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的框架支撑的电阻栅，这种电阻栅作为动力制动电阻器适用于电力驱动的机车和车辆上。本发明尤其涉及一种电阻栅，它的电阻带能使由于发热和振动所造成的移动或位移有效地减少。
在本发明之前所广泛使用的框架支撑式电阻栅可见于克里洛夫(Kirilloff)的美国专利第4，100，526和4，651，124号中，它的电阻带成折扇状来回折叠，并通过固定在它的一些折叠部位或弯曲部位的柱销保持就位于侧向构件之间。当侧向构件为绝缘材料时，这些柱销就直接置于侧向构件上的孔中;当侧向构件为金属材料时，则要在侧向构件上加上绝缘衬。
能够提供给内燃电力传动机车上的动力制动电阻器的空间是有限的。电阻器单元成组垂直地、面对面地安装于机车上，并与通风扇相邻，通风扇吸入空气并使其流过电阻器组。当电阻带中的一环下垂时就可能与邻近的一环接触，这样就短路了电阻带的一部分。在本发明之前，在两端的折弯处之间的带的长度必须加以限制以避免下垂。因此，折扇状折叠的电阻带在同一平面内必须被设置成几排(或列)，它们之间具有带绝缘套的分隔板。1987年3月17日版发的美国专利第4，651，125(发明人Harkness)号给出了这一问题的一种尝试解决方案。他的电阻器不是折扇状折叠的条带，而是用金属条预制成一系列栅条构件，这些构件上的每一端都有圆柱形支腿，它们装入到绝缘侧板上的孔内。这些栅条构件互相对折，并通过焊接或其它方式联接起来，以一端到另一端形成蛇形通路。这些构件通过纵向的肋条加固，并可以被制成足够长，使得在每个框架内只有两列栅条构件。
当几个电阻器成组装配时，引入空气的冷却效果在电阻带各环两端折弯处之间要比在环端部(折弯部位)好得多。而在本发明之前，市场上可买得到的电阻栅包含多达八列(或排)折扇状折叠式或折转式电阻带，正如克里洛夫专利中所述。
本发明的目的在于提出一种改进的框架支撑的电阻栅，它能克服上述现有技术电阻栅所存在的缺点。
我们发现，当在一个框架内的折扇状折叠式连续电阻带少到只有两列(或排)并且它们基本上占据电阻栅的整个宽度时，这种电阻栅据有更好的耐久性。在折弯端之间电阻带上压出纵向沿伸的凹槽。框架的每列都具有内侧和外侧金属侧构件，内侧构件之间留有间隙以利于冷却空气从前向后和从电阻带内外侧之间通过电阻栅。我们还发现，当下面要描述的本发明的电阻栅按传统的折扇状折叠式电阻栅(如以上提及的专利所述)成组安装并使得本发明电阻栅各列的内侧构件之间的空间与传统的电阻栅的环端部(折弯处)对准时，就可以在整组电阻栅中获得更均匀的冷却效果。在本发明中，电阻栅可以是不同跨度的几列电阻带相互连接，以及有不同跨度的几列电阻带的不同安排方式。当起加强作用的凹槽是不实际或不足以达到目的时，我们还为每列(或排)电阻带设置了一辅助中心支撑件。正如这里所述，我们还发明了一种由两列(或排)或更多列窄的折扇状折叠电阻带所组成的电阻栅，这些电阻带在框架的内侧构件或内侧和外侧构件之间边对边地安装。
本发明的目的可以通过如下措施来达到，即提供一种矩形的电阻栅单元，包括绝缘材料的顶端构件和底端构件，以及与所述的顶端和底端构件相连联接的导电材料的外侧构件，其特征在于至少一对导电材料的内侧构件同所述的顶端和底端构件通过机械方式联接并且内侧构件之间留有间隙，一个折扇状折叠的电阻带设置在各外侧构件和相应的内侧构件之间，所述的电阻带的上端同所述的外侧构件的上端导电连接，所述的电阻带的下端同至少一个穿过所述的底端构件的电极连接，各安装板件每个都由所述的侧构件中的一个支撑，每个所述的安装板件上都带有绝缘安装部件，还有一些固定部件，它们设置在各个所述的电阻带的折叠处并装配到所述的绝缘安装部件中。
本发明的目的还可以通过以下措施来表达本发明的电阻栅包括一对内侧构件，它们基本上位于所述的外侧构件的中间。
本发明电阻栅包括两对内侧构件，第一对内侧构件基本上位于所述的两外侧构件的中间，第二对内侧构件基本上位于所述的第一对内侧构件和一个外侧构件的中间，设置在最里面的内侧构件之间的折扇状折叠式电阻带与设置在各外侧构件和其相应的内侧构件之间的折扇状折叠式电阻带相串联。
本发明的电阻栅包括三对内侧构件，它们间隔均匀地安排在所述的外侧构件之间，四列折扇状折叠式电阻带串联联接地分别设置在所述的外侧构件和三对内侧构件之间。
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细描述，附图中
图1所示为本发明的包含有两列跨度相同的折扇状折叠式电阻带的电阻栅;
图2所示为本发明中包含有三列折扇状折叠式电阻带的电阻栅，左侧一列与右侧两列占据大致相同的空间;
图3是图2装置的镜像;
图4所示为本发明中包含三列折扇状折叠式电阻带的电阻栅，中央一列与外侧的两列占据的空间大致相同;
图5所示为本发明的电阻栅，它包含有四列大致等宽的折扇状折叠式电阻带;
图6所示为由三个电阻栅组成的一个电阻栅组合，最前面的一个为图2所示的电阻栅，后面的两个为前述的克里洛夫专利中公开的传统的电阻栅;
图7为图1中沿7-7线截出的电阻栅的分解的水平剖面图;
图8所示的是本发明的一个实施例的局部视图。该实施例给折扇状折叠电阻带使用了一个中心支撑杆;
图9是沿图8中9-9线截出的中心支撑杆的剖面图;
图10是本发明的一个实施例的局部剖面图，它包括三个边边相对地安装在一起的窄电阻带;
图11是本发明中的电阻带的加强凹槽的一种形式的详图;
图12是本发明中的电阻带的加强凹槽的另一种形式的详图。
图1所示的电阻器单元是安装在一个矩形框架内，框架由顶端构件11、底端构件13和外侧构件12和14以及内侧构件16和18构成，顶端和底端构件11和13由绝缘材料制成。构件12、14、16和18是金属件，最好是钢，可以使用板钢或槽钢。顶端构件11的两端固定在外侧构件12和14的折角处。底端构件13的两端也用螺栓固定在这些侧构件上。顶端和底端构件最好用不导电、耐高温材料制作。各个外侧构件12和14的下端20和22分别围绕靠紧各U型件17的下边向内弯曲以形成该单元的安装脚，这些脚也是电阻器的电极。内侧构件16和18相互隔离，并最好通过焊接将其上端固定于一块板件23上，下端固定于一块类似的板件24上。而这些板件则通过适宜的紧固件固定在顶端构件11和底端构件13上，一个电极25垂直地固定在板件24上并穿过底端构件13上的一孔中。
由电阻材料制作的连续的条带26在侧向构件12和16之间从顶端构件11到底端构件13来回成折扇状折叠，一个类似的条带28在侧向构件14和18之间从顶端构件11到底端构件13以相同的方式成折扇状折叠。如图7所示，条带26和28的每个环端或折叠处都固定(最好用焊接)有一对并列的金属柱销30。在本发明的一个实施例中，柱销30插入到陶瓷衬套31中，衬套31安置在金属板件32上，每个侧向构件上有一个这种金属板件22。板件32由槽形夹34背对着各侧向构件夹紧就位，槽形夹34设计成其尺寸正好用摩擦力套装在各侧向构件上，而不是用其它方式固定。板件32最好是通过槽形夹34固定在其侧向构件上，并可以带着其衬套31相对于侧向构件纵向移动以调节条带26或28的膨胀或其些位移。一个止动垫片36设置在底端构件13各端的上侧，垫片的厚度应适当以确定板件32相对于侧向构件的位置。
图7还示出了本发明的另一实施例，其侧向构件19的截面为燕尾形，并且槽形夹29套装在该侧向构件上，槽形夹29可以用绝缘材料如具有耐高温性能的有机协聚合物制成。这里采用矩形的陶瓷衬33而不用单独的绝缘衬套31，它们设置在板件32上以容纳两个柱销。然而，也可以采用两个独立的方形衬套。
电阻器条带26和28的上端分别与侧向构件12和14的上端导电接通。这些电阻器条带的下端则与带有电极25的板件24导电接通。
图2至图4示出了本发明的电阻栅的其它几种形式，它们采用了跨度为电阻栅宽度的一半的电阻器条带和跨度为电阻栅宽度的四分之一的电阻器条带。图5所示的电阻栅采用了四列电阻带，每列的跨度均为电阻栅宽度的四分之一。这些实施例的结构除了抽头位置之外都与以上所述的图1实施例的结构一样。在图2、3和4中，抽头37位于整个电阻阻值的四分之一处。在图5中，抽头38位于电阻的全部阻值的四分之一处和四分之三处。
在每个电阻带26和28上，相应于电阻带的水平方向按间隔有通过模压或其它方式形成的X形凹槽40，见图7，电阻条应先形成凹槽后折叠。图11和12示出了其它形式的凹槽41和42，它们用于加强电阻条以抵抗电阻条发热后的下垂。
在严重情况下，必须对电阻带安装辅助支撑以防止短路。图8和图9示出了一种辅助支撑。一个支撑杆44设置在各电阻带26和28的折叠端之间的中心位置以使此杆穿过水平带上的孔。并将其上端固定于顶端构件11上，下端固定于底端构件13上，杆44可由金属或耐高温的塑料或纤维制成。如有必要，杆44上可套装绝缘衬套45以便和电阻带绝缘。如图8、9所示，这些衬套45是圆柱形的，其一端有一个凹座47，另一端有一直径缩小段46。
在图6所示的电阻栅组合中，三个电阻栅60、59、58按前后顺序放置。电阻栅58和59是克里洛夫的专利中所公开的那种形式，即每个电阻栅具有八列电阻带。电阻栅60是本说明书的图2中所示的形式，但也可以用图1、3、4或5所示形式。单元60的内侧构件16和18之间的空间与传统的单元58、59上的第四、第五列的环端对准。单元60采用本发明的这种结构所流经单元58、59、60和到达单元58、59中的上述环端的冷却空气要比相应的将单元60替换成单元58、59形式所组成的系统的冷却空气要多些，这是因为在单元58、59中分隔板和柱销插座会阻碍流经这一区域的空气。
以上所描述的单元都是在框架内将两个或多个预制的电阻带端头对端头地安装，以下所要描述的本发明的一种结构具有四个甚至六个电阻带，附加的电阻带54和56跟前述的两个电阻带26和28边对边地安装，见图10。每个电阻带单元与其它电阻带单元之间最好绝缘，这可以使绝缘材料的框架顶端和底端宽于侧向构件(包括内侧构件和外侧构件)来实现。图10还示出了采用一个卡夹48将所示的三个单元的上端夹紧连接到机车的构架49上，以及采用一个支撑构件50将单元的下端夹紧连接到机车导电板51上并通过一个支座绝缘子52连接到机车构架上。
以上所描述的本发明的电阻栅比传统的具有多列窄跨度折扇状折叠式电阻带的单元制造成本低，并且要坚固得多。当成组安装时，由于其内侧构件具有间隙。要比哈克尼斯(Harkness)的美国专利№4，651，125中的结构更优越，该间隙使得冷却空气能顺利地流过单元并冲击后面的单元。而哈克尼斯的结构具有双倍宽度的绝缘件，它妨碍这一区域的空气流通。
通过内侧构件的中心支撑柱使得顶端和底端构件可以采用耐高温的有机绝缘材料。
权利要求
1.一种矩形的电阻栅单元，包括绝缘材料的顶端构件和底端构件，以及与所述的顶端和底端构件相联接的导电材料的外侧构件，其特征在于至少一对导电材料的内侧构件同所述的顶端和底端构件通过机械方式联接并且内侧构件之间留有间隙，一个折扇状折叠的电阻带设置在各外侧构件和相应的内侧构件之间，所述的电阻带的上端同所述的外侧构件的上端导电连接，所述的电阻带的下端同至少一个穿过所述的底端构件的电极连接，各安装板件每个都由所述的侧构件中的一个支撑，每个所述的安装板件上都带有绝缘安装部件，还有一些固定部件，它们设置在各个所述的电阻带的折叠处并装配到所述的绝缘安装部件中。
2.如权利要求1所述的电阻栅，其特征在于所述的一对内侧构件基本上位于所述的外侧构件的中间。
3.如权利要求1所述的电阻栅，包括两对内侧构件，第一对内侧构件基本上位于所述的两外侧构件的中间，第二对内侧构件基本上位于所述的第一对内侧构件和一个外侧构件的中间，设置在最里面的内侧构件之间的折扇状折叠式电阻带与设置在各外侧构件和其相应的内侧构件之间的折扇状折叠式电阻带相串联。
4.如权利要求1所述的电阻栅，包括三对内侧构件，它们间隔均匀地安排在所述的外侧构件之间，四列折扇状折叠式电阻带串联联接地分别设置在所述的外侧构件和三对内侧构件之间。
5.如权利要求1所述的电阻栅，其特征在于电阻带上压有凹槽，以使之沿纵向加强。
6.如权利要求1所述的电阻栅，其特征在于所述的安装板件是这样支承在所述的侧构件上，即允许该安装板件可相对于该侧构件作纵向运动。
7.如权利要求6所述的电阻栅，其特征在于一个止动垫片固定在所述的底端构件上以限制所述的安装板件的向下运动。
8.如权利要求1所述的电阻栅，还包括一个置于所述的电阻带两折叠端中心的支撑杆，它延伸穿过电阻带并且其两端固定在所述的顶端构件和底端构件之间，在支撑杆上设有位于电阻带的各层间隔之间的分隔元件。
9.如权利要求1所述的电阻栅，其特征在于所述的顶端和底端构件为耐高温的绝缘体。
10.如权利要求1所述的电阻栅，包括至少两个位于两侧的独立的导电材料的外侧构件，至少两对所述的导电材料的内侧构件，和至少四个所述的折扇状折叠式金属带，它们分别安装在各外侧构件和其相应的内侧构件之间，在每一侧的所述的金属带都是边对边地设置。
全文摘要
一种用于内燃电力传动机车的电阻栅，包括一个刚性框架，它具有金属的外侧构件和一对或多对互相隔开的金属内侧构件，以及若干列置于外侧构件和内侧构件与某些内侧构件之间的折扇状折叠式电阻带。安装在电阻带各折叠处的支撑装置固定在一块金属板上并与其电绝缘，该金属板套装在侧向构件上以调节电阻带的热膨胀。折叠端之间的电阻带上压有凹槽以便增加强度和加大跨度。电阻带在侧向件之间可设置支撑杆。
文档编号F02B3/06GK1039500SQ8910340
公开日1990年2月7日 申请日期1989年5月20日 优先权日1988年5月20日
发明者维克托尔·V·基里洛夫, 威廉姆·A·本森, 罗伯特·库明斯, 里查德·S·达森 申请人:莫塞巴克制造公司