AT146994B - Verfahren zur Änderung des Temperaturkoeffizienten der Kohle für Widerstände, Elektroden u. dgl. - Google Patents

Description

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   Es ist bekannt, dass Kohle als elektrischer Leiter einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt, d. h. dass bei zunehmender Erwärmung infolge der Joulschen Wärme der Widerstandswert der Kohle sinkt. Diesem Umstande ist es zuzuschreiben, dass bei Auftreten von hohen Temperaturen die Stromstärke ansteigt und schliesslich zur Zerstörung einzelner Schaltelemente führt. Dies ermöglicht beispielsweise bei Dynamo-oder Motorbürsten Schäden an den Kollektoren bzw. bei Flammenbogen- öfen schwere Kurzschlüsse, aber auch Schaltelemente der Schwachstromindustrie werden dadurch vorzeitig unbrauchbar. 



   Nun ist es bereits bekannt, Metalloxyde der Kohle für Widerstände zuzusetzen, jedoch wurde dies nur zu dem Zwecke geübt, um die Oxydation der Kohle bei höheren Temperaturen zu vermeiden, und tatsächlich liegen die Vorgänge bei dieser bekannten Massnahme in einem ganz andern Temperaturbereich als jener, der bei der Erfindung in Frage kommt. 



   Erst der erfindungsgemässen Erkenntnis ist es vorbehalten geblieben, diesen   aufgezeigten   stand dadurch zu beheben, dass durch Zusätze von Metalloxyden zur Kohle deren Temperaturkoeffizient geändert wird. Je nach der zusätzlichen Oxydmenge fällt der Widerstandswert bei zunehmender Temperatur entweder in geringerem Masse oder er bleibt in einem bestimmten Temperaturbereich konstant. 



  Es kann sogar eine Vergrösserung des Widerstandswertes herbeigeführt werden. Die Wahl des   zuzu-   setzenden Oxydes hängt davon ab, in welchem Belastungsbereich die Konstanz oder das Ansteigen des Widerstandswertes erwünscht ist. 



   In der Zeichnung ist eine Gegenüberstellung einer Widerstandskurve für reine Kohle (stark ausgezogen) und einer Widerstandskurve für Kohle plus Magnesiumoxyd (strichpunktiert ausgezogen) dargestellt, wobei auf der Abszisse die Leistungen in Watt und auf der Ordinate die Widerstandswerte in Ohm aufgetragen sind. Aus den beiden Kurven ist erkennbar, dass bei zunehmender Belastung der Widerstandswert des reinen Kohlenwiderstandes rascher absinkt als bei Verwendung des vorerwähnten Gemenges von Kohle plus Magnesiumoxyd. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Magnesiumoxyd bei einer bestimmten Temperatur, welche in der Grössenordnung von   1200 bis 1800 liegt, wesentlich   bessere Leitfähigkeit aufweist als bei normalen Temperaturen.

   Durch die geringen Beimengungen des Magnesiumoxydes zur Kohle übernimmt dieses bei steigender Temperatur des Widerstandes einen immer höheren Anteil des Stromtransportes, wodurch ein unerwünschtes Ansteigen des Stromes in den Kohleleiterfäden unterbunden wird. Praktisch ist die Wahl und die Menge des zuzusetztenden Oxydes nicht nur von den gewünschten Ohmwerten, sondern auch noch von den Wärmeabfuhrverhältnissen   (Wärmeleitung   und Wärmestrahlung) abhängig. Dies zeigt sich auch in der   anfänglichen   Absenkung der Widerstandskurve für die Kohle-Magnesiumoxyd-Misehung, die erst nach Erlangung eines bestimmten Wertes der Belastung und damit der Betriebstemperatur abszissenparallel verläuft. 



   Zur Erreichung des angestrebten Effektes eignen sich in bevorzugter Weise Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd, Uranoxyd und die Oxyde der seltenen Erden, z. B. Barium, Torium, Beryllium usw. 



   Insbesondere der Umstand, dass durch die Wahl der Zusatzmenge der Metalloxyde der Widerstand der Kohle in einem verhältnismässig grossen Temperaturbereich konstant gehalten werden und sogar ansteigen kann, ist von wesentlicher Bedeutung, da die Kohlewiderstände durch die Erfindung von den in der einschlägigen Technik bisher als ausserordentlich unangenehm   fühlbaren Überständen   

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 befreit werden können, wodurch ihre Lebensdauer nunmehr auf allen bisherigen Anwendungsgebieten sehr gesteigert werden kann. Darüber hinaus eröffnet die Erfindung aber weiterhin auch noch dem
Kohlewiderstand eine Anwendungsmöglichkeit auf solchen Gebieten, auf welchen derselbe bisher mit
Rücksicht auf seine oben bezeichnete Nachteile keine Anwendung finden konnte. 



   Als besonders günstig hat sich folgendes   Mischungsverhältnis   erwiesen : Auf je 100 Teile werden   0. 1 bis   10 Teile Oxyd, u. zw. insbesondere Magnesium-und Aluminiumoxyd gemischt, verwendet, wobei der höhere Zusatz bei grösseren Leistungen in Betracht zu ziehen ist. 



   Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemässen Kohle mit Metalloxydmischungen liegt auf dem gesamten Gebiete der Elektrotechnik, u. zw. sowohl in der Schwachstrom-als auch in der Starkstrom- industrie, bei ersterer vornehmlich in der   Fernsprech-und Rundfunktechnik,   bei letzterer hauptsächlich bei Kohlebürsten für Dynamos und Motoren, um das Durchgehen derselben zu vermeiden, weiters bei
Elektroden für Lichtbogenöfen. Durch die Verwendung der erfindungsgemässen Kohlenwiderstände kann beispielsweise erzielt werden, dass bei Dynamo-oder Motorbürsten ein bestimmter endlicher Wider- standbereich unter keinen Umständen   unterschritten wird. Schliesslich   kann der erfindungsgemässe
Kohlenwiderstand in Laboratorien, für   Industriewiderstandsofen u. dgl.   mehr Anwendung finden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Änderung des Temperaturkoeffizienten von Kohlenwiderständen, Elektroden u.   dgl.,   dadurch gekennzeichnet, dass der Kohle Metalloxyde mit ausgesprochen negativem Temperatur- koeffizienten beigemengt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Metalloxydes derart erfolgt, dass dieses dem Belästungs-bzw. Temperaturbereich entspricht, in dem die Änderung ein- treten soll.

   3. Verfahren nach den'Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Metall- oxyde in einer dem Ausmass der angestrebten Änderung entsprechenden Menge zugesetzt werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Metalloxyde in solcher Menge zugesetzt sind, dass bei ansteigender Temperatur der Widerstandsabfall in eine Wider- standszunahme übergeht.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohle eines oder mehrere der Oxyde von Magnesium, Uran oder Aluminium beigefügt sind.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohle eines oder mehrere Oxyde der seltenen Erden beigefügt sind. EMI2.1