-
Nioderohmiger Widerstandsregler zur kontinuierlichen
Regelung
den elektrischen Stromes
Die Erfindung bezieht sich auf einen
niederohmigen Widerstands... regler zur kontinuierlichen Regelung
des elektrischen Stromes
mit einem zwischen zwei Elektrodenplatten
eingespannten, durch
Druck vsrforabaren Widerstandskörper, dessen Widerstandswert
vom Einspanndruck abhängt,
Niederohmige Widerstandsregler
zur kontinuierlichen Regelung
den elektrischen Stromes sind in verschiedenen
Ausführungsformen bekannt geworden. Hei den bekannten druckabhängigen
Widerstandsreglern,
bei denn die Grösse den Widerstandes von
dem auf den
Widerstandskörper ausgeübten Druck abhängt, wird
ein spiraliges,
in sich verdrehtes Metallband mehr oder weniger
zusamengedrückt, Hei grösseren
Widerständen verlaufen die
Strombahnen praktisch durch
das gesamte Metallband. Zur Ein-
Stellung kleiner Widerstandswerte wird das
Metallband zusammengedrückt, wodurch bestimmte Teile des Metallbandes
kurzgeschlossen
werden. Derartige Widerstandsregler eignen
sich-zwar für eine kontinuierliche
Regelung, haben jedoch
den Nachteil, dass bei Oxydation der Oberflächen und
bei
Staubablagerung die Genauigkeit der Regelung erheblich herabgesetzt
wird. Trotz der flächenhaften Ausbildung des
Metallbandes erfolgt die Kontaktgabe
nur punkt- bzw. linienförmig. Besonders zu höheren Stromwerten hin
tritt in zunehmendem Masse eine Funkenbildung und damit
eine Zerstörung
der Kontaktstellen durch Abbrand sowie einzelner
Widerstandsteile
auf.
Es sind auch druckabhängige Widerstandsregler mit kontinuier-
licher
Regelung bekannt geworden, deren Wirkungsweine auf der
Widerstandsänderung
einen unter veränderlichen Druck stehen.. den Kohlostapels
beruht. Diese Widerstandsregler bestehen aus
aufeinander gestapelten
Kohleplatten, zwischen denen sieh
Metallzwisahenlagen befinden. Die oberste
amd unterste Platte des Stapele ist jeweils als Anschlusselektrode ausgebildet.
Durch veränderbaren Druck der Anschlusselektrodenplattes auf
den
Stapel aus Kohleplatten und Metallzwischenlagen kanx der
Übergangswiderstand
zwischen den Kohl.eplatten und den Metall.
zwischenlagen
verändert worden, Der Gesamtwiderstand des
Kohlostapels.ergibt
sich aua der Summe der ]:inzel»Übergangswiderstände. Auch hier erweist
es sich wieder als nachteilig,
dass die Kontaktgabe praktisch
nur punktförmig erfolgt und daher ein derartiger Widerstandsregler für grössere
Strom.. dichten ungeeignet ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,- einen möglichst niederohmigen
Widerstandsregler hoher Belastbarkeit zur kontinuierlichen Regelung grosser elektrischer
Ströme bei geringen Spannungen zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Widerstandsregler mit einem zwischen
zwei Elektrodenplatten eingespannten, druckabhängigen Widerstandskörper gelöst,
indem der Widerstandskörper erfindungsgemäss aus einer Vielzahl sich einander berührender,
sich kreuzender, wenigstens an ihrer Aussenseite elektrisch leitender, durch den'Einspanndruck
elastisch verform.. barer Widerstandselemente besteht.
Vorzugsweise
besteht der Widerstandskörper aus einer aus
Einzeldrähten zusammengefügten
Drahtgeflechtscheibe. Zur Erhöhung des regelbaren Widerstandswertes können
mehrere,
einen Widerstandskörper bildende Drahtgeflochtscheiben aufeinander
gestapelt sein.
-
Die Drahtaeflochtscheiben-worden beispielsweise aus einem
Drahtgeflechtband
hergestellt, wie es z.B» in der Hoch frequenztechnik zur Herstellung
von Masseleitungen vorwendet wird, Dieses Drahtüflochtband wird spiral
aufgewickelt und
dann in Scheiben geschnitten. Dadurch ergibt sich
ein elastim sches Kontaktmaterial mit einer grossen Anzahl punktförmiger Kontaktflächen.
Zur Erhöhung der Elastizität und damit zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit bestimmter
Widerstandswerte werden zwischen diese Drahtgeflechtscheiben vorzugsweise aus federndem
Blech od.dgl. leitfähigem Material bestehende gewölbte Scheiben gelegt. Die oberste
und unterste gewölbte Scheibe des Stapels ist dann als Anschlusselektrode ausgebildet.
-
Der Gesamtwiderstand wird aus der Summe der einzelnen zwischen den
gewölbten Scheiben liegenden Widerstände gebildet. Je nachdem, wie gross der auf
das Scheibensystem ausgeübte Druck ist, werden mehr oder weniger Einzeldrähte der
Drahtgeflecht scheiben kurzgeschlossen. Um Widerstände zu erhalten, die in verschiedenen
Bereichen regelbar sind, können die Widerstandskörper von mehreren, aufeinander
gestapelten Drahtgeflechtscheiben gebildet werden. Durch diesen Aufbau des Widerstandskörpers
aus mehreren Draht geflechtscheiben und gewölbten Scheiben ist es möglich, auch
für den gesamten Widerstandskörper eine Feinregelung zu er. zielen, da die gewölbten
Scheiben den Druck auf alle Draht geflechtscheiben übertragen.
Die
gewölbten Scheiben und die Drahtgeflechtscheiben sind auf
einer aus
elektrisch nicht leitfähigem Material bestehenden
Achse und
mit einer Einspannvorrichtung z,B, einer an einem
Ende der Achse
befindlichen Schraube, Mutter od.dgl. zusammen-
drückbar, wobei das
andere Achsenende ein Widerlager aufweist.
Wird das Scheibensystem
mittels der am Ende der Achse befind-
lichen Schraube mehr oder weniger
zusammengedrückt, so ändert
sich der Widerstand der Anordnung.
-
Es ist ohne weiteres möglich, mehrere aus Drahtgeflechtscheiben
aufgebaute Widerstandskörper nebeneinander anzuordnen und
mittels einer
gemeinsamen Spindel od.dgl. zusammenzudrücken. Die einzelnen Widerstandskörper
können elektrisch parallel
oder hintereinander geschaltet werden.
In
den Figuren 1 bis 3 der Zeichnungen ist der Gegenstand der
Erfindung
anhand zweier besonders bevorzugter Ausführungsbei spiele dargestellt,
die nachstehend im einzelnen näher er-
läutert sind, Es zeigen:
Fig,
1 einen durch einen Widerstandsregler, 19'1g. 2 einen Querschnitt
durch zwei aufeinanderliogende, durch
eine Blechscheibe getrennte Drahtgeflochtachelbon,
Figo
3 einen Längsschnitt durch einen aus zwei Widerstands-
körpern aufgebauten
Widerstandsregler. -Figo 1 zeigt einen Widerstandsregler mit einem
Widerstands
körper 11. Dieser Widerstandskörper 11 besteht aus einer
Anzahl
von aufeinander gestapelten Drahtgeflechtscheiben 12,
zwischen denen
sich jeweils eine gewölbte Scheibe 13 befin-
det, Der Stapel aus Drahtgeflechtscheiben
12 und gewölbten
Scheiben 13 wird oben durch die Anschlusselektrode
14 und unten durch die Anschlusselektrode 15 begrenzt.
Dar gesamte
Widerstandskörper, der aus den Drahtgeflechtscheiben
12,
den gewölbten Scheiben 13 und den beiden Anschlusselektroden
14
und 15 besteht, ist auf der Achse 16 angeordnet. Diese
Achse 16 ist als Hülse
ausgebildet und besteht aus elektrisch
nicht leitendem Material.
Der
gesamte Widerstandskörper 11 ist in dem zylinderförmigen Gehäuse 17 untergebracht.
Das Gehäuse 17 ist durch die Deckplatte 18 und die Bodenplatte 19
abgeschlossen. Durch eine
zentrale Bohrung 20 in der Bodenplatte
19 ist ein Gewinde-. stift 21 in den Widerstandakörper eingeführt.
Der Gewinde
stift 21 weist an seinem unteren Ende ein Viderlager
22 auf,
Der Gewindestift 21 ist in seinem unteren Bereich mit einer
Anproßscheibe
23 verschraubt, Auf dieser Anpreßscheibe 23
liegt-die Achse
16 auf, an der die Drahtgeflechtscheiben 12
und die gewölbten
Scheiben 13 angeordnet sind. Gleichzeitig liegt auf der Anpreßscheibe 23 eine Zwischenscheibe
24 auf. Diese Zwischenscheibe 24 ist wiederum aus isolierendem Material hergestellt.
Auf der Zwischenscheibe 24 liegt die untere Anschlusselektrode 15 und damit der
gesamte Widerstandskörper 11 auf.
-
Durch eine zentrale Bohrung 25 in der Deckplatte 18 ist in den Widerstandskörper
11 eine Gewindehülse 26 mit einem Innengewinde eingeführt. Diese kann auf den Gewindestift
21 aufgeschraubt werden. Am oberen Ende der Gewindehülse 26 befindet sich ein Anschlag
27 und darüber ein Einstellknopf 280 Der grösstmögliche Widerstand des Widerstandsreglers
ergibt sich, solange das Widerlager 22 des Gewindestiftes 21 und der Anschlag 27
der Gewindehülse 26 nicht auf der Bodenplatte 19 bzw. der Deckplatte 18 aufliegen.
Sobald der Gewindestift 21 und die Gewindehülse 26 durch Verdrehen des Einstellknopfes
28 weiter verschraubt werden, schiebt die am unteren Ende des Gewindestiftes 21
angeordnete Anpressscheibe 23 die Achse 16, die Zwischenscheibe 24 und damit den
gesamten Widerstandskörper 11 nach oben. Da sich die obere Anschlusselektrode
14 und die Dockplatte 18 relativ zum Widerstandskörper nicht verschieben können,
die zentrale
Bohrung 25 in der Deckplatte 18 aber so gewählt ist, dass
eine
Längsverschiebung der Achse 16 möglich ist, wird der
Widerstandskörper
zwischen der Anpreßscheibe 23 und der
Deckplatte 18 zusammengedrückt.
-
Je mehr der Widerstandskörper 11 zusammengedrückt wird,
desto
geringer wird der Widerstand der zwischen den gewölbten
Scheiben
befindlichen Drahtgeflechtscheiben, da aufgrund der.
engmaschigen Verflechtung
mit zunehmendem Druck grössere
Widerstandsteile kurzgeschlossen werden.
Gleichzeitig ergibt
sich ein niedriger Übergangswiderstand zwischen
den Draht-
geflechtscheiben und den gewölbten Scheiben, da die aus einer
Vielzahl
von Einzeldrähten aufgebauten Drahtgeflechtscheiben mit-einer grossen Anzahl
punktförmiger Kontaktflächen an der
Kontaktgabe beteiligt sind.
-
Fig. 2 zeigt im vergrösserten Maßstab zwei übereinanderliegende
Drahtgeflechtscheiben 12 mit den dazugehörigen gewölbten
Scheiben 13. Die
Drahtgeflechtschoiben 12 sind im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
aus einem spiral aufgewickelten, an sich
bekannten Drahtgeflechtband
hergestellt, wie es in vielen
Gebieten der Elektrotechnik zur Herstellung
niedorohmiger Leitungen und geringer Übergangswiderstände verwendet wird.
Dieses
spiral aufgewickelte Drahtgeflechtband wurde zur Her-
stellung von
Scheiben in Querrichtung geschnitten. Durch das
Aufwickeln ergibt sich
eine hohe Dichte der aus den Einzel.. drähten 29 und 30 gebildeten Maschen.
Ausserdem wird dadurch
die für die Reproduzierbarkeit bestimmter Widerstandswerte
erforderliche
Elastizität des Widerstandsmaterials gewähr-
leistet, Die Elastizität des
Widerstandskörpers wird durch
die aus federndem Material gefertigten
gewölbten Scheiben
noch erhöht.
-
Fig, 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
gemäss der Erfindung ausgebildeten Widerstandsreglers, Dieser Widerstandsregler
enthält zwei Widerstandskörper 31, deren Draht
geflechtscheiben
32 und gewölbte Scheiben 33 auf die beiden
Achsen 36 verteilt sind, Die
beiden Achsen 36 sind mittels
Schrauben auf der Bodenplatte 38 befestigt.
Eine Gewinde
hülse 42 ist ebenfalls mit der Bodenplatte 38 verschraubt.
Auf
die beiden Achsen 36 ist die Deckplatte 37 aufgesetzt
und liegt längnverschieblich
auf den beiden oberen Anschlusselektroden 34 auf, Durch eine zentrale
Bohrung 39 in der
Deckplatte 37 ist ein Gewindestift 40 eingeführt und in
die
Gewindehülse 42 der Bodenplatte 38 eingeschraubt. Am oberen
Ende
den Gewindestiftes 40 ist der Einstellknopf 43 befestigt,
Mit Hilfe des Einstellknopfes 43 kann der Gewindestift 40 in
die Gewindehülse
42 eingeschraubt werden.
-
Ab einer bestimmten Einachraubtiefe liegt ein Anschlag 41
den
Gewindestiften 40 auf der Bodenplatte 38 auf und verschiebt
diese
entlang der beiden Achsen 36, Dadurch wird der Wider
atandakörper 21 zusammengedrückt
und der Gesamtwiderstand
der Anordnung verkleinert,
Durch
entsprechende Verbindung der Anschlusselektroden 111. und 15 können
die Widerstände jeweils nach den gegebenen
Erfordernissen in Reihe oder parallel
geschaltet werden.
Der Widerstandsregler gemäss der Erfindung unterscheidet
sich
von vergleichbaren Regelwiderständen ähnlicher Belastf barkeit, die als Drahtwiderstände
ausgebildet sind, vor
allem durch d;.e bedeutend geringeren äusseren
Abmessungen.
-
' Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Regelwiderstände
gemäss
der Erfindung entsprechen in etwa der natürlichen
Grösse dieser Regelwiderstände,
wobei sich Ströme in der
Grösse von 20 Ampdre bei einer Spannung
von 2 Volt regeln
lassen. Bei Drahtregelwiderständen vergleichbarer
Belaste.. barkeit muss der verwendete Draht einen möglichst grossen
Durchmesser
aufweisen. Dadurch ist eine kontinuierliche
Regelung nicht mehr möglich, da
zwischen zwei. von einem
Schleifkontakt nacheinander abgegriffenen
Drahtwindungen eine sprunghafte Änderung des Widerstandes und
damit auch
der Regelgrösse erfolgt. Auch bereitet die Ableitung der..
artig grosser Ströme über den Schleifkontakt grosse Probleme,
da die Kontaktfläche
sehr klein ist im Gegensatz zu der aus
vielen Einzeldrähten
gebildeten Kontaktfläche des Wider.. standsreglers gemäss der Erfindung.
-
Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten
und bzw. oder in der Zeichnung dargestellt ist,
einsohlissalioh
dessen, was in Abweichung von den konkreten Ausführungsbeispielen
für den Fachmann nahelieit.