Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen supraleitenden Strombegrenzer,

Fig. 2 den Träger des Strombegrenzers,

Fig. 3 die Reihenschaltung von mehreren erfindungsgemäßen supraleitenden Strombegrenzern,

Fig. 4 eine Variante des in Fig. 1 dargestellten Strombegrenzers.

Der in Fig. 1 dargestellte Strombegrenzer 1 wird im wesentlichen durch einen elektrischen Leiter 2 und einen Träger 3 gebildet. Der hier gezeigte Leiter 2 ist vollständig aus einem keramischen supraleitenden Material hergestellt. Für die Herstellung des Leiters 2 kann z. B. Yttrium-Barium-Kupferoxid (Y₁Ba₂Cu₃O_x) oder Wismutkupirat (BiSrCaCuO) verwendet werden. x weist dabei einen Wert von etwa 7 auf. Andere supraleitende keramische Materialien können jedoch auch Verwendung finden. Leiter, die nur teilweise aus keramischem supraleitendem Material gefertigt sind, können ebenfalls benutzt werden. Der Leiter 2 ist dauerhaft mit dem Träger 3 verbunden, und so auf diesem angeordnet, daß seine beiden Enden 2A, 2E am Rand 3R des Trägers 3 in einem Abstand von etwa 6 mm angeordnet sind. Der übrige Teil des Leiters 2 ist als bifilare Spule aufgewickelt, wobei zwischen zwei unmittelbar benachbarten Leiterabschnitten 2D und 2E ein Abstand von etwa 4 mm vorgesehen ist. Der hier dargestellte Träger 3 ist aus einem keramischen Material gefertigt. Hierfür kann beispielsweise stabilisiertes Zirkaniumdioxid verwendet werden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger 3 als runde Scheibe ausgebildet. Er ist jedoch nicht an diese Form gebunden.

Fig. 2 zeigt den Träger 3 vor der Anordnung des Leiters 2. Die erste Oberfläche 35 des Trägers 3 weist eine zusammenhängende Nut 4 auf. Diese ist so ausgebildet, daß ihr Anfang 4A und ihr Ende 4E am äußeren Rand 3R des Trägers 3 in einem Abstand von etwa 6 mm voneinander angeordnet sind. Die Nut 4 ist in Form einer bifilaren Spule angeordnet, nämlich so, daß jeder von außen nach innen folgende Kreis 4K zum einen nicht geschlossen und zum anderen über einen Steg 4S zum nächsten ebenfalls nicht geschlossenen Kreis 4K geführt ist. Das nicht geschlossene Ende des ganz innenliegenden Kreises 4K ist bis zum Rand 3R des Trägers 3 geführt und bildet das Ende 4E der Nut 4. Die in Fig. 2 gezeigte Nut 4 ist 2 mm breit und 2 mm tief. Nach Fertigstellung der Nut 4 wird diese vollständig mit supraleitendem Material 5 ausgefüllt. Hierfür wird eines der keramischen supraleitenden Materialien 5 verwendet, die oben genannt sind bzw. ein anderes, das ähnliche oder bessere Eigenschaften aufweist. Um eine Verträglichkeit zwischen dem keramischen supraleitenden Material 5 und der Keramik des Trägers 3 sicherzustellen, kann die Nut 4 vor dem Einbringen des supraleitenden Materials 5 mit einer Schicht z. B. aus Silber, Platin oder Gold, ausgekleidet werden (hier nicht dargestellt). Das supraleitende Material 5 kann als Schmelze in die Nut 4 eingebracht werden. Anschließend wird der Träger 3 mit dem supraleitenden Material einer Wärmebehandlung unterzogen. Hierdurch wird die Haftung des supraleitenden Materials 5 in der Nut 4 sichergestellt. Vor allem erhält aber das Material des Leiters 2 hierdurch die maximal erreichbaren, supraleitenden Eigenschaften. Der in Fig. 1 dargestellte Träger 3 weist einen Durchmesser von 70 mm auf. Die Nut 4 hat eine Gesamtlänge von 400 mm, womit auch der Leiter 2 diese Länge aufweist. Ein solcher Leiter ist in der Lage, einen Nennstrom von mehr als 40 Ampere zu tragen. Um mit einem solchen supraleitenden Strombegrenzer 1 einen Widerstand von 2,5 Ohm zu bewirken, wird ein elektrischer Leiter 2 mit einem spezifischen Widerstand von 2 (µOhm) · m und einer Länge von 5 m benötigt. Um dies zu erreichen, können, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Vielzahl solcher Strombegrenzer 1 in Serie geschaltet werden. Hierdurch wird der gewünschte ohmsche Widerstand erzielt. Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, den Träger 3 auf seinen beiden Oberflächen 35 mit je einer Nut 4 zu versehen, so daß auf einem Träger 3 durch beidseitiges Ausfüllen der jeweiligen Nut 4 jeweils ein Leiter 2 mit einer Gesamtlänge von 400 mm ausgebildet werden kann. Der Träger 3 kann anstatt aus Keramik auch aus Diamant oder einem Metall gefertigt werden. Bei der Herstellung des Trägers 3 aus Metall wird die Nut 4 vor dem Einbringen des supraleitenden Materials 5 mit einer Schicht aus Zirkoniumdioxid, Strontiumtitanat oder Diamant ausgekleidet (hier nicht dargestellt).

Zur Ausbildung des supraleitenden Strombegrenzers 1 kann auch ein Leiter 2 verwendet werden, der nur teilweise aus einem supraleitenden keramischen Material hergestellt ist. Beispielsweise eignen sich hierfür Filamente. Für deren Herstellung werden metallische Hülsen mit einem supraleitenden Material gefüllt. Anschließend wird der Durchmesser der Hülsen durch Ziehen sehr stark reduziert, so daß fadenförmige Elemente entstehen. Durch Zusammenfassen mehrerer solcher Elemente in einer weiteren Metallhülle, einem weiteren Ziehen und mehrmaligen Wiederholen dieser Schritte werden Multifilamentleiter gebildet. Filamente können jedoch auch direkt aus einer Suspension gezogen werden, die den Vorläufer des keramischen supraleitenden Material enthält. Diese Filamente werden zunächst gebündelt und gegebenenfalls verdrillt und dann in die Nut 4 eingesetzt. Dabei können die Filamente gesintert oder nur vorgesintert sein. Nach dem Einfügen der Filamente in die Nut 4 wird der Träger 3 zusammen mit den Filamenten (hier nicht dargestellt) nochmals gesintert, gleichgültig, ob die Filamente ungesintert oder vorgesintert sind. Hierdurch wird eine dauerhafte Verbindung der Filamente (hier nicht dargestellt) mit dem Träger 3 bewirkt. Ferner besteht die Möglichkeit, keramisches supraleitendes Material in eine Hülse einzufüllen. Die Hülse wird aus einem metallischen Material gefertigt, das hochohmig ist, und falls notwendig, innen eine dünne Silberschicht aufweist, die niederohmig ist. Anschließend wird diese Hülse in die Nut eingelegt und zusammen mit dem Träger zur dauerhaften Verbindung mit diesem einer Wärmebehandlung unterzogen. Ferner besteht die Möglichkeit, Fasern aus einem beliebigen Material, beispielsweise aus Kohlenstoff, mit einem supraleitenden keramischen Werkstoff zu überziehen und daraus ein Faserbündel herzustellen, das von seiner Größe her in die Nut 4 des Trägers 1 eingelegt werden kann. Durch das anschließende Sintern eines solchen Faserbündels mit dem Träger 3 wird eine dauerhafte Verbindung des Faserbündels mit dem Träger 3 bewirkt.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Form eines Strombegrenzers 1. Gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Sein Leiter 2 ist zwar als bifilare Spule angeordnet. Diese weist jedoch eine andere Ausrichtung auf, als die in Fig. 1 dargestellte Spule. Der in Fig. 2 dargestellte Strombegrenzer 1 ist einfacher und preisgünstig herzustellen als die eingangs beschriebene Ausführungsform.