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Anordnung zur beliebigen Verteilung der Äquipotentialflächen in Widerständen
aus drahtlosem Material Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Widerstände,
die aus drahtlosem Material bestehen, wie z. B. aus kohlehaltigem Material, das
in manchen Fällen auch mit Silikaten oder metallischen Stoffen gemischt ist. Derartige
Widerstände besitzen in den bisher bekannten Konstruktionen verschiedene Nachteile
elektrischer und thermischer -Natur, die ihre Verwendungsmöglichkeit beeinträchtigen
oder erschweren.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile beseitigt.
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Bisher hat man die Kontaktgebung der Widerstände mit den zugehörigen
Schaltelementen durch auf die Widerstandsenden aufgesetzte Kappen irgendwelcher
Art bewerkstelligt. Dadurch entstehen an den Widerstandsenden Potentialsprünge,
die unter Umständen recht hohe Werte annehmen können. Erfindungsgemäß werden an
einem oder an beiden Enden des Widerstandes Metallkörper ganz oder teilweise eingebettet
oder an der Oberfläche des Widerstandes befestigt, die so geformt sind, daß ihre
Begrenzungsfläche mindestens zu einem Teil parallel zur Oberfläche des Widerstandes
verläuft oder finit ihr einen spitzen oder stumpfen Winkel bildet.
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In Fig. z bis 3 sind einige beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.
Das Metallstück ist schraffiert, .das Widerstandsmaterial unschraffiert gezeichnet.
Das Metallstück kann massiv oder hohl (Blech) ausgeführt sein. Es kann auch, wie
in Fig. 2 angedeutet, an seinem Ende irgendwelche Kontaktvorrichtungen, wie z. B.
Klemmschrauben oder Lötösen, tragen.
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Die Wahl des Metalls ist an sich beliebig, jedoch werden sieh aus
den Fabrikations- und Betriebsbedingungen der Widerstände gewisse Erfordernisse
ergeben.
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Durch diese Anordnung erreicht man eine durchaus stetige Potentialverteilung
längs des ganzen Widerstandes bis zum Ende. Durch die Formgebung des Metalls im
Zusammenhang mit der Stärke des Widerstandsmaterials hat man es in der Hand, die
Potentialverteilung auf der Oberfläche des Widerstandes in weiten Grenzen zu verändern.
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Ein stabförmiger Widerstand ist beispielsweise im Längsschnitt in
Fig. d. dargestellt. Die ungefähre Potentialverteilung ist durch punktierte Linien
angegeben. Es ist deutlich zu erkennen, daß ein Potentialsprung bis zum Ende des
Stabes nicht vorhanden ist und daß die Potentialverteilung unter dein E.influß des
Metalls gegen die Enden hin weitläufiger wird. Bei anderer Formgebung der Widerstände
liegen die Verhältnisse ähnlich. Je nachdem, wie lang man das Metallstück wählt,
kann man die Potentiallinie mehr oder weniger auseinanderziehen.
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Die Einlagerung des Metalls ergibt noch einen weiteren wesentlichen
Vorteil. Wenn nämlich an den Enden des Widerstandes, an den Berührungsstellen des
Widerstandes mit dem Metallkörper, größere Stromdichten auftreten,
so
ist damit eine so starke Wärmeentwicklung verbunden, daß eine Beschädigung des Widerstandsmaterials,
z. B. durch Oxydation leicht eintritt. Wählt man jedoch ein ,Zetall, dessen Leitfähigkeit
genügend groß ist, so wird die entstehende Wärme sofort abgeleitet, so daß eine
Beschädigung des Widerstandsmaterials vermieden wird.
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Unter Umständen kann es wünschenswert sein, die Wärmeabgabe des Metallkörpers
durch Vergrößerung der ableitenden Oberfläche zu erhöben, indem man z. B. bei der
Anordnung gemäß Fig.2 die Außenflächen des Metallkörpers vergrößert, so daß beispielsweise
eine Form (Fig.5 oder Fig.6) entsteht. Oft ist es zweckmäßig, diese Metallstücke
aus zwei Teilen herzustellen, so daß erst das 1Zetallstück und danach das der Wärmeableitung
dienende Metallstück anmontiert wird. In Fig. 5 und 6 ist die Trennfläche punktiert
angedeutet. Um kleine Potentialsprünge, die gegebenenfalls auf der Oberfläche an
der Übergangsstelle vom Widerstandsmaterial zum Metall auftreten können, zu vermeiden,
kann man die Anordnung Fig. 7 wählen, wobei die punktierten Stellen entweder frei
bleiben oder mit einem Isolierstift ausgefüllt werden.
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Man kann auch das Widerstandsi-nate:rial zum Teil über das Metall
ziehen, wie in Fig. 8 dargestellt, oder, falls es zweckmäßig erscheint, auch das
Metall ganz in die Widerstandsmasse einbetten (Fig. 9 und io), Die Stromzuführung
kann dann mittels einer herausragenden Kontaktvorrichtung (z. B. hleminschraube)
oder mittels eines herausgeführten Drahtes geschehen.
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Es ist weiterhin möglich, durch Einlagerung von Metallstücken auch
die Potentialverteilung im Innern von Widerstandsstäben zu beeinflussen. Dadurch,
daß man den Metallkörpern und dem Widerstandsmaterial verschiedene Form gibt, läßt
sich die Potentialverteilung in weiten Grenzen verändern. Eine einfache Ausführungsform
zeigt Fig. i i im Ouerschnitt. Wie sich aus dem durch punktierte Linien ungefähr
angegebenen Verlauf der Äquipotentialflächen ersehen läßt, wird auf der Oberfläche
des Widerstandes das Potentialgefälle räumlich auseinandergezogen.
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Die angeführten Figuren geben nur beispielsweise Ausführungsformen,
die sich vielfach abändern lassen, ohne aus den Grenzen der Erfindung Herauszutreten.
Die wirksame Oberfläche der Widerstände ist in jeder Figur durch einen starken Strich
hervorgehoben. Als wirksame Oberfläche wird diejenige Oberfläche bezeichnet, auf
der durch Schleifkontakte oder ähnliche Vorrichtungen Zwischenspannungen abgegriffen
werden können.
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Statt der in den Figuren gezeichneten massiven Widerstandsstäbe können
auch hohle Widerstandsstäbe benutzt werden, wie in Fig. 12 angedeutet, wo der Hohlraum
punktiert gezeichnet ist. Im übrigen ist die Erfindung nicht auf stabförmige Widerstandskörper
begrenzt, sondern kann auch auf andersgeartete Widerstandskörper angewendet «-erden.
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1?s ist auch nicht erforderlich, die Metallteile in die Widerstandskörper
allseitig einziibetten. Man kann (las Metall beispielsweise auch unter den als flachen
Stab geformten Widerstandskörper legen, wie in Fig. 13 eine Möglichkeit dargestellt
ist. Das linke Metallstiick liegt an einem Ende des Widerstandes und kann wie in
Fig. 1:Z bis an die obere Fläche des Widerstandsmaterials herangeführt werden, tun
sämtliche Potentialflächen auf der Oberfläche zu erhalten. Das rechte, in der Mitte
des Stabes befindliche Metallstück zieht an der ihm gegenüberliegenden Oberfläche
des WiderstandesdiePotentiallinien auseinander. Gegebenenfalls kann das Metallstück
mit einem Anschluß zur Stromentnahme versehen sein.
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Um zwischen Widerstandskörper und Metall eine gute Kontaktgebung zu
.gewährleisten, wird die Verbindung durch eine geeignete, später erhärtende Paste,
wie z. B. Kohlebrei, hergestellt.