Yariatorwiderstand.. Die Erfindung bezieht sich auf die so genannten Variatorwiderstände oder Varia- toren. Diese werden häufig dazu benutzt, den elektrischen Strom in einem greis, des sen Widerstand oder dessen aufgedrückte Spannung Änderungen ausgesetzt ist, kon stant oder nahezu konstant zu halten. All gemein bekannt sind die Variatoren, in denen sich ein Eisendraht befindet und die meist mit Wasserstoff gefüllt sind.
Diese V aria- toren besitzen die Eigensclhaft, einen Strom von nahezu konstanter Stärke durchzulassen, wenn sich auch die Grösse der Spannung zwi schen den Enden des im Variator befindlichen Widerstandsdrahtes innerhalb bestimmter Grenzen ändert.
Es hat sich herausgestellt, dass solche Eisendrahtvariatüren oft die unangenehme Eigenschaft zeigen, dass während des Betrie bes des Variators die Länge des Wider standsdrahtes abnimmt, was wahrscheinlich die Folge einer auftretenden Rekristallisie- rung ist. Eine erhebliche Formänderung des Widerstandsdrahtes kann dadurch herbei geführt werden.
Es hat sich auch als schwer herausgestellt, Eisendrahtvariatoren dazu ge eignet zu machen, kleine Ströme konstant zu halten, da in diesem Falle der Eisen draht eine so geringe Dicke haben muss, da.ss die Herstellung des Drahtes Schwierigkeiten bietet.
Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, diesem Übelstand abzuhelfen.
Ein Variator gemäss der Erfindung ent hält, nebst einer chemisch indifferenten Gas füllung, einen Widerstandsdraht, der aus einer Legierung besteht, die wenigstens zwei der Metalle Eisen, Nickel und Kobalt ent hält. Derartige, in einer geeigneten Gas füllung angeordnete Widerstandsdrähte zei gen nicht den. oben beschriebenen: Nachteil einer Formänderung, und ihre Zusammen setzung kann derart gewählt werden, dass sie einen grösseren spezifischen Widerstand als Eisen besitzen, so dass zum Konstant halten einer bestimmten Stromstärke die Drähte dicker als Eisendrähte gemacht wer den können.
Es hat sich herausgestellt, dass besonders Widerstandsdrähte, die aus einer Nickel- Eisen-Legierung bestehen mit grossem Vor teil, insbesondere zur Herstellung von Va riatoren angewendet werden können, die zum Konstanthalten kleiner Ströme dienen. Es ist vorteilhaft, diese Legierung mehr als 40 %, zweckmässig 40 bis 85 l o, Nickel ent halten zu lassen.
Da der spezifische Wider stand solcher Legierungen bedeutend grösser ist, als derjenige des Eisens, ist, kann in einem bestimmten Falle dem Widerstands draht ein ziemlich grosser Querschnitt, gegeben werden, während der Temperaturkoeffizient der Legierung nur wenig von dem des Eisens abzuweichen braucht, wodurch die Wirkung des Variators ebenso gut ist wie die eines Eisendrahtvariators. Enthält eine Nickel- Eisen-Legierung zum Beispiel 70/'o Nickel,
so ist der Widerstandstemperaturkoeffizient nur wenig niedriger als der des Eisens, wäh rend der spezifische Widerstand viel grösser ist.
Ein grösserer spezifischer Widerstand kann durch Verringerung des Nickel gehaltes erzielt werden. Man muss sich dabei mit einem etwas kleineren Tem peraturkoeffizienten begnügen, ein, Übel stand, der in einigen Fällen den grossen Vorteil, da.ss dickere Drähte benutzt werden können, nicht aufwiegt. Eine Legierung, mit der in solchen Fällen gute Ergebnisse erzielt werden können, enthält etwa 50@% Nickel und<B>50%</B> Eisen.
Es kann von Bedeutung sein, Legierun gen zu verwenden, die praktisch frei sind von andern Bestandteilen, als Eisen, Nickel und Kobalt, da in 'einigen Fällen geringe Beimischungen schon eine beträchtliche Her absetzung des Temperaturkoeffizienten her beiführen können. Dies ist besonders der Fall, wenn die Legierung Mangan oder Chrom als Beimischungen enthält, Stoffe, die sonst häufig Eisen-, Nickel- und Kobalt- Legierungen zugesetzt werden, um sie besser bearbeiten zu können.
Die Schwierigkeiten, die bei der Her stellung eines aus einer solchen reinen Le gierung bestehenden Widerstandsdrahtes auf treten, können dadurch vermieden werden, dass man aus .der Legierung einen Ein kristall bildet und diesen zu einem Draht verarbeitet.
Die Zeichnung veranschaulicht durch Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Erfin dungsgegenstandes; Fig. 2 zeigt eine Schaltung einer Gleich- richtera.nlage, in der der in Fig. 1 darge stellte Variator benutzt werden kann.
Der in Fig. 1 dargestellte Variator hat. eine Hülle 1, an die ein Fuss 2 angeschmol- zen ist, auf dem das Stäbchen 3 aus Isolier stoff aufgestellt ist. Die Hülle 1 enthält eine aus einem indifferenten Gas bestehende Gas füllung, z. B. ein Edelgas, Stickstoff oder Wasserstoff. Der Druck dieser Gasfüllung ist zweckmässigerweise geringer als 500 mm. zum Beispiel 50 mm Quecksilbersäule. Der Variator enthält einen Widerstandsdraht, der aus zwei Teilen 4 und 5 besteht, die von den Häkchen 6 und i unterstützt werden.
Die beiden Enden und die Mitte des Wider standsdrahtes stehen mit am Sockel 9 be findlichen Kontaktstiften 8 in Verbindung.
Der Widerstandsdraht besteht aus einer Legierung, die mindestens eines der Metalle Eisen, Nikel und Kobalt enthält, zweckmässi- gerweise einer solchen, deren Temperatur koeffizient grösser ist als 0,004 je Grad C., zum Beispiel aus einer Nickel-Eisen-Legie- rung, die<B>70%</B> Nickel enthält. Der Durch messer des Widerstaadsdrahtes kann zum Bei spiel 20 bis 25 Mikron betragen.
Bei der Herstellung dieses Widerstands drahtes wird zweckmässig von einer prak tisch reinen Nickel-Eisen-Legierung aus gegangen, zum Beispiel von einer Legierung, die weniger als li#, bis 1 % Beimischungen enthält. . Sehr gute Ergebnisse sind zum Bei spiel mit einer Legierung erzielt worden die aus etwa 99,8%igem Eisen und aus etwa. 99,4'% igem Nickel hergestellt wurde.
Die die Legierung bildenden Stoffe kön nen in einem Schamottetiegel. geschmolzen werden, der in einem elektrischen Ofen ge heizt wird. Zwecks Verhinderung der Oxy dierung der Legierung während des Schmel zens ist es gewünscht, ein inertes Gas, zum Beispiel ein Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff, durch den Ofen zu führen. Um aus der geschmolzenen Legierung auf ein fache Weise einen Einkristall herzustellen, kann eine Quarzröhre, zum Beispiel mit einem 1)urch:messer von 1 mm, in die Schmelze ein besteckt werden.
Lässt man nun die geschmol zene Legierung mit einer geeigneten Ge schwindigkeit in die Quarzröhre emporstei gen, zum Beispiel durch Verbindung des Röhrenendes mit einer Vakuumpumpe, so er gibt ,sich, dass sich in der Quarzröhre ein Einkristalldraht bildet. Nach Entfernung der Quarzröhre, was durch Ätzung mit Fluor wasserstoffsäure geschehen kann, kann der Durchmesser des Einkristalldrahtes durch Ziehen verringert werden und auf die er wünschten Abmessungen zurückgebracht werden.
Der Kristall, aus dem der Widerstands draht hergestellt wird, kann auch auf an dere Weise erzeugt werden, zum Beispiel dadurch, dass man eine geschmolzene Nickel- Eisen-Legierung sich langsam abkühlen lässt und aus der gebildeten Legierung einen Kri stall aussägt.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung einer Gleichrichtera.nlage zeigt .einen Transforma tor, dessen Primärwicklung mit 10 bezeich net ist. Die Sekundärwicklung dieses Trans formators weist zwei Teile 11 und 12 auf, die einerseits mit den Teilen 4 und 5 des Widerstandsdrahtes des Variafors und an derseits mit den Anoden 13 und 14 der Gleichriehterröhre 15 verbunden sind. Die Kathode 16 dieser Röhre wird von einer Transformatorwicklung 17 gespeist.
Die Mitte dieser Wicklung ist mit dem positiven Pol r iner zu ladenden Batterie 18 verbunden, Be ien negativer Pol mit der Mitte des im Va- riator befindlichen W'derstandsdrahtes in Verbindung steht. Es hat sich herausgestellt, dass mit Hilfe der dargestellten Gleichrichter anlage Batterien verschiedener Spannung ge laden werden können, wobei dennoch der Strom durch die Wirkung des Variators nahezu konstant gehalten wird.