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Anmelder : S.E.C.I., Societa Electritecnica Chimica Italiana, S. pAo,
Via. G. B4 Grassi, 97, MAILAND/Italien und Herrn Giovanni CANEGALLO, Via Ciro Menotti,
68, VARESE, Italien. Elektrischer Widerstand
Die Neuerung bezieht sich auf einen Elektrischen Widerstand oder den Teil eines
solchen.
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Zur Herstellung von elektrischen Widerständen werden bekanntlich seit
geraumer Zeit biegsame Schnüre, bestehend aus einem Isolierträger, der sogenannten
Seele aus Baumwolle-, Seide-, Glas-, Asbest-, oder dergleichen Fäden verwendet,
um den ein Draht aus einer geeigneten Metalllegierung wie Nickelehrom, Konstantan
und dergleichen schraubenförmig gewunden ist. In Figur 1 der beiliegenden Zeichnung
ist schematisch ein Stüek einer derartigen bekannten Schnur dargestellt, wobei S
die Isolierseele ist, auf der ein leitender Draht F schraubenförmig mit voneinander
entfernten Windungen aufgewickelt ist.
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Meistens werden diese biegsamen Schnüre ihrerseits auf keramisehen
Stäbchen oder Röhrchen schraubenförmig aufgewickelt, um mechanisch widerstandsfähige
und leicht
handhabbare elektrische Widerstände zu bilden, wie sie
beispielsweise in Figur 2 dargestellt sind, wo das keramische Röhrchen mit T bezeichnet
ist, um das die Schnur C derart gewickelt ist, dass die Windungen zwecks Vermeidung
von Kurzschlüssen voneinander etwas entfernt sind.
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Mit M sind die beiden Anschlusßdrähte des Widerstandes bezeichnet,
an denen die Enden des um die biegsame Isolierseele gewundenen Metalldrahtes entweder
mechanisch befestigt oder auch an sie angeschweißt sind « Bei gleiehbleibender Qualität
und gleichbleibendem Durchmesser des verwendeten Metalldrahtes und gleichbleibendem
Abstand zwischen den benachbarten Windungen des Drahtes ist der lineare Widerstandswert
der Schnur (der gewöhnlich in Ohm po Meter Länge der Schnur angegeben wird) direkt
proportional dem Durchmesser der isolierenden Trägerseele.
| Demzufolge ist der Widerstandswert pro Längeneinheit desto |
größer, Ue größer der Durchmesser der Isolierseele ist, um die der Metalldraht gewickelt
ist.
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Bei den Schnüren der beschriebenen Art muß der Abstand zwischen den
benachbarten Windungen des Metalldrahtes mit größer werdendem Seelendurchmesser
größer werden d. h* man muss den Metalldraht entlang einer Schraubenlinie aufwickeln,
deren Ganghöhe desto grösser sein muss, jeirösser der Seelendurchmesser ist. Dies
ist notwendig, um Kurzschlüsse zwischen benachbarten Windungen zu verhindern, die
desto wahrscheinlicher sind, je grösser der Windungsdurchmesser ist, da insbesondere
bei Erwärmung die Verlängerung des Metalldrahtes infolge Wärmeausdehnung leicht
Seitwärtsversehiebungen der Windungen hervorrufen kann. Eine Schnur, deren Seelendurchmsser
0, 1 mm ist mit einem Chr@mnickeldraht von 0, 02 mm Durchmesser (der etwa einen
Widerstand
von 3500 Ohm/Meter besitzt) in 25000 Windungen je Meter Seelenlänge, weist beispielsweise
einen Widerstand von 28000 Ohm/Meter auf 8 t Verwendet man hingegen eine Seele von
4 mm Durchmesser, dann müsste man mit dem gleichen Draht, wenn man die Windungszahl
unverändert belassen könnte (d. h4 2500 Windungen/Meter) einen Widerstandswert von
etwa 1, 090. 000 Ohm/Meter Sehnurlänge erhalten.
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Die Erfahrung hat jedoch gelehrt, dass es bei einem Seelendurchmesser
von 4 mm nicht ratsam ist, mehr als 10000 Windungen/Meter aufzuwickeln, so dass
man in der Praxis einen maximalen Widerstand von nur 430.000 Ohm/Meter erzielt.
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Durch die Neuerung sollen die geschilderten Nachteile vermieden und
die Möglichkeit geschaffen werden, biegsame Wider stands schnüre mit auch grossen
Seelendurchmessern zu erzeugen, die unter Voraussetzung gleicher Durchmesser der
Metalldrähte einen weitaus bohren Widerstandswert je Längeneinheit besitzen, als
man sie mit den beschriebenen bekannten Widerstandssehnüren erzielen kann.
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Die Neuerung besteht im wesentlichen darin, dass eine aus einem biegsamen
Isolierkörper mit einer biegsamen Metalldrahtumwicklung mit isolierten oder voneinander
entfernten Windungen gebildete Schnur (Primärschnur), die bei höchsten meehanisshen
Beanspruchungen den geringstmöglichen Isolierkörper-und Drahtdurchmesser hat, schraubenförmig
um einen weiteren biegsamen Isolierkörper der gleichen oder einer anderen Art gewickelt
ist und dass die so gebildete Doppelschnur als Wicklung für einen weiteren biegsamen
Isolierkörper dienen kann, so dass eine Doppelwindungsschnur, eine Dreifachwindungsschnur
usw entsteht*
Man erhält auf diese Weise eine Schnur, die aus zwei
Schraubenwindungen besteht und deshalb im folgenden
| als Doppelwindungsschnur bezeichnet wird.' |
| l |
Wie bereits oben'erahnt, ist-es möglich, die neue Schnur wiederum schraubenförmig
um eine dritte isolierende und biegsame Seele zu wickeln. Die so gebildete Schnur
kann wiederum als Wicklung für eine isolierende Seele gleicher oder anderer Art
dienen, so dass man gemäss der Neuerung biegsame Schnüre, die aus dreifachen oder
mehr Schraubenwindungen bestehen, erhalten. kann. In Figur 3 der Zeichnung ist ein
Widerstand gemäß der Neuerung dargestellt, der aus einer normalen Schnur C mit der
Seele S1 besteht, um die ein Metalldraht F gewickelt ist, wobei die Schnur C ihrerseits
um eine isolierende, biegsame Seele 82 gewiekelt ist.
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Unter Bezugnahme auf die oben angeführten Beispiele kann der mit einer
Doppelwindungsschnur gemäß der Neuerung erhaltbare Widerstandswert kann zum Beispiel
wie folgt berechnet werden.
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Es wird zunächst eine Schnur hergestellt, in dem um eine Isolierseele
von 0,1 mm Durchmesser 25000 Windungen pro Meter eines Chromnickeldrahtes von 0,02
mm Durchmesser gewickelt werden. Diese Schnur, die-wie gesagt-Primärschnur genannt
wird, weist einen Widerstand von 28000 Ohm/Meter auf. Anschließend wird die Primärschnur,
die annähernd einen Durchmesser von 0, 14 mm besitzt, um eine zweite Seele von etwa
3,7 mm Durchmesser gewickelt, so dass die Endschnur etwa einen Durchmesser von 4
mm (3, 7 + 2 x 0,14 = 3,98) erhält.
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Es wurde erfahrungsgemäss festgestellt, dass man gute Ergebnisse erzielt,
wenn auf die zweite Seele 2400 Windungen /Meter gewickelt werden. Die Doppelwindungsschnur
besitzt
auf diese Weise einen Widerstand von etwa 815000 Ohm/Meter,
das ist annähernd das Doppelte des Wertes, dan man mit einer Einfachw : bndungsschnur
von 4 mm erzielt-" (wie gesagt beträgt dieser Wert nur annähernd 430000 Ohm/Meter).
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Wie bei der Einfachwindungsschnur müssen auch bei der Doppelwindungsschnur
die Windungen um die zweite Seele gut gegeneinander elektrisch isoliert sein. Um
dies zu erreichen, werden gemäß der Neuerung die nachfolgenden drei Ausführungsmögliehkeiten
angegeben.
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Bei der ersten Ausführungsform wird die Isolierung der um die zweite
Seele gewickelten Windungen der Schnur dadurch erreicht, dass zwischen die Windungen
ein oder mehrere Fäden aus Isoliermaterial, wie Seide, Baumwolle, Kunstfaser Glasfasern,
Asbest usw. ebenfalls schraubenförmig aufgewickelt werden derart, dass die Windungen
der Primärshnur (auf der der Metalldraht aufgewunden ist) von-einander durch einen
oder mehrere Fäden aus isolierendem und biegsamen Material getrennt sind. Die biegsamen
Isoliermaterialien in Form von Fäden, Zwirn, Bändern oder dergleichen können dieselben
sein, wie jene, die für die verschiedenen Seelen verwendet werden. Es können aber
auch andere Materialien benützt werden. Sowohl die Seelen als auch die genannten
Isolierfäden und auch die vollständige Schnur können vor, während odernach dem Aufwickeln
mit Leim, Lacken, Wachs oder leierharzen imprägniert werden. Der Durchmesser des
Fadens bzw der Gesamtheit von Fäden, die zur gegenseitigen Isolierung der benachbarten
Windungen der Schnur verwendet werden, kann grösser, gleich oder kleiner als der
Durchmesser der Primärsehnur selbst sein.
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In Figur 4 ist ein derartiges Ausführungsbeispiel dargestellt E ist
die Primärschnur, auf der der Metalldraht aufgewickelt ist. Sp ist die zweite Seele
und I die zwischen den Windungen der Primärschnur C vorgesehene Isolierwicklung.
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Die zweite Ausführungsform der elektrischen Isolierung der benachbarten
Windungen der Schnur besteht darin, dass auf die Schnur eine oder mehrere Schichten
eines Isolierharzes oder Lackes, Wachs oder Gummi aufgetragen werden, so dass die
Windungen durch den Islierlack in ihrer Lage festgelegt werden und eine ausreichende
Lackschicht, welche an der zweiten Seele in den Zwischenräumen zwischen den Windungen
kleben bleibt die Windungen gegeneinander isoliert.
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Die Harze bzw. Lacke müssen die Eigenschaft besitzen, daß sie erhärten,
jedoch eine genügende Biegsamkeit und Elastizität beibehalten, damit die Biegsamkeit
der fertigen Schnur erhalten bleibt. Hierzu sind Silikonlaeke, Gummilacke und verschiedene
thermoplastische Harze geeignet.
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Bei der dritten Ausführungsmöglichkeit wird die Primärschnur derart
auf die zweite Seele aufgewickelt, dass die Windungen etwas voneinander entfernt
aind Während bzw. nach dem Aufwickeln werden durch Eintauchen oder auf eine beliebige
andere Art eine oder mehrere Schichten eines Lackes, Harzes oder Wachses aufgetragen,
wobei die Schnur anschließend, und zwar zu einem Zwei welt in dem die aufgetragenen
und an der Schnur haftenden Stoffe noeh nicht völlig getrocknet oder zumindest noch
nicht erhärtet sind, in eine Masse fester körniger oder pulverförmiger Isolierstoffe
getaueht wird. Hierbei dringt von selbst eine ausreichende Menge fester Körner zwischen
die Windungen, wo am meisten flüssige bzw. weiche Masse vorhanden ist, diese Körner
verbleiben nach dem Trocknen bzw Verfestigen der verwendeten weichen Masse in dieser
eingebettet und füllen somit die Zwisehenräume zwischen den Windungen aus..
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Für diesen Zweck sind Silikonlacke, Isolierlacke aus Naturharzen,
Naturgummi oder synthetischen Harzen, natür-
| liche oder künstliche Wachse verwendbare Als feste |
| Isolierstoffe, die in Pulver-oder Sandiorm-mit genügend |
kleiner Korngröße zu verwenden sind, können beispielsweise folgende in Frage kommen
: Quarz, Magnesiumoxyd, Glimmer, Glas, verschiedene Emaillesorten usw. Die pulverförmigen
Isolierstoffe können auch auf andere Weise aufgebracht werden, wie zum Beispiel
durch Aufstauben, Aufspritzen mit Hilfe von Druckluft oder durch elektro-
| Die Doppel-und MehrfachwindunSmäß der Neuerung |
| gyn- |
| können zur Herstellung der verschiedensten Arten von |
elektrischen Widerständen verwendet werden. Die so hergestellten Widerstände können
Schutzanstriche, bestehend aus Lacken, thermoplastischen oder wärmehärtbaren Harzen,
Zement, Emaille und dergleichen erhalten.