DE628562C

DE628562C - Adjustable carbon resistance

Info

Publication number: DE628562C
Application number: DEA73974D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-08-30
Filing date: 1934-08-30
Publication date: 1936-04-07

Description

Regelbarer Kohlewiderstand Es ist bekannt, Regelwiderstände aus einzelnen zusammendrückbaren K.ohleelementen oderplatten aufzubauen. Dadurch erreicht man, daß der Widerstand einer solchen Anordnung von dem auf sie ausgeübten Druck abhängig wird, so daß man also den wirksamen Widerstand durch den Druck verändern kann. Der Widerstandsbereich eines solchen Regelwiderstandes ist jedoch sehr gering. Während der geringste Widerstand bei vollem Druck stabile Verhältnisse aufweist, ist das bei dem bei geringen Drücken auftretenden hohen Widerstand nicht der Fall. Die Anordnung ist hier sehr empfindlich gegen Erschütterungen und lichtbogenbildende Vorgänge zwischen den Platten.Adjustable carbon resistor It is known to produce variable resistors from individual Build compressible carbon elements or plates. This achieves that the resistance of such an arrangement depends on the pressure exerted on it so that you can change the effective resistance through the pressure. Of the However, the resistance range of such a variable resistor is very small. While the lowest resistance at full pressure shows stable conditions, is that this is not the case with the high resistance occurring at low pressures. The order is very sensitive to vibrations and arcing processes between the panels.

So ist es bei allen bekannten Anordnungen notwendig, stets einen ziemlich hohen Mindestdruck auszuüben, was zur Folge hat, daß der größtmöglichste Widerstand wesentlich begrenzt ist. Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung und schafft so einen Widerstandsbereich, der wesentlich größer ist als der mit den bekannten Kohlewiderständen erreichbare.So it is necessary with all known arrangements, always one fairly to exert a high minimum pressure, which results in the greatest possible resistance is substantially limited. The invention overcomes this disadvantage and thus creates a resistance range that is significantly larger than that with the known carbon resistors achievable.

Es ist weiterhin bekannt, leitende Zwischenschichten zwischen den Kohleelementen anzuordnen. Der damit verfolgte und allein errteichte Zweck besteht darin, daß bei Druckentlastung die einzelnen Elemente sich voneinander entfernen, und daß eine günstigere Wärmeableitung erreicht wird.It is also known to have conductive intermediate layers between the To arrange carbon elements. The purpose thus pursued and only achieved exists in that when the pressure is released the individual elements move away from each other, and that a more favorable heat dissipation is achieved.

Auch nach der vorliegenden Erfindung sind zwischen den einzelnen Kohleelementen leitende Schichten angeordnet, jedoch derart, daß ein bestimmter Teil der Kohleelemente nur durch sie in leitende Verbindung kommen kann, während die übrigen Teile sich unmittelbar berühren können. Dadurch ist es möglich, den regelbaren Widerstand auch im Bereich hoher Widerstände stabil zu machen. Es hat sich erwiesen, daß als Werkstoff für die leitenden Zwischenschichten am besten nichtrostende Metalle oder Legierungen verwandt werden. Weiterhin ist es günstig, einen Teil der Kohleelemente an den Stellen, an denen sie nicht mit den leitenden Schichten in Berührung kommen, gutleitend auszuführen, wodurch es möglich ist, den Widerstand von Null bis zu den höchsten Werten zu regeln. Außerdem ist es möglich, die Kohleelemente gewölbt auszuführen, so daß sie beim Aufeinanderpressen eine Wälzbewegung ausführen. Um den Widerstandsbezeich noch zu erhöhen, können nach einer 'yvefei=eii@Äüsäe'@fäl?tung der Erfindung die leitenden Schichten aus einem Werkstoff mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand bestehen. Es ist fernerhin möglich, durch eine bestimmte Verteilung der Beteiligung der Kohleelemente und Zwischenschichten an der Stromführung zu erreichen, daß der Widerstandstemperaturkoeffizient Null, positiv oder negativ wird, was sich in manchen Fällen als vorteilhaft ..erweist.According to the present invention, too, are between the individual carbon elements conductive layers arranged, but in such a way that a certain part of the carbon elements only through it can come into a conductive connection, while the other parts are can touch directly. This makes it possible to use the adjustable resistor as well to make it stable in the area of high resistances. It has been found that as a material For the conductive intermediate layers, it is best to use stainless metals or alloys be used. Furthermore, it is beneficial to place some of the carbon elements in the places at which they do not come into contact with the conductive layers, to be carried out with good conductivity, whereby it is possible to regulate the resistance from zero to the highest values. It is also possible to run the carbon elements arched so that they when Carry out a rolling motion by pressing on each other. To the resistance designation still to increase, after a 'yvefei = eii @ Äüsäe' @ falsification of the invention, the conductive Layers consist of a material with a high specific electrical resistance. It is also possible through a certain distribution of the participation of the carbon elements and interlayers on the conduit to achieve that temperature coefficient of resistance Becomes zero, positive, or negative, which in some cases .. proves to be beneficial.

An Hand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Wirkungsweise dargestellt werden. Abb. i zeigt eine beispielsweise Anordnung von Köhleelementen und leitenden Zwischenschichten, Abb.2 einen Schnitt -durch diesen Aufbau. Abb.3 zeigt ein gewöhnliches, in der Anordnung verwendetes Kohleelement und Abb.5 eine besondere Ausführungsart desselben. Abb. 4 stellt eine beispielsweise Ausbildung der leitenden Zwischenschicht dar. In Abb.6 ist ein Beispiel der Anwendung des regelbaren Kohlewi@derstandes zur-Regelung der Erregerspannung einer Erregermaschine eines Wechselstromgenerators dargestellt.On the basis of the exemplary embodiments shown in the figures the mode of action should be shown. Fig. I shows an example of an arrangement of Köhle elements and conductive intermediate layers, Fig. 2 a section through them Construction. Figure 3 shows a common carbon element used in the arrangement and Fig.5 shows a special embodiment of the same. Fig. 4 presents an example Formation of the conductive intermediate layer. In Fig.6 is an example of the application the adjustable carbon resistor for controlling the excitation voltage of an excitation machine of an alternator.

Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten in - einem Gestell angeordnet, das durch zwei Platten i und Distanzstangen 2 dargestellt wird. In den Platten i sind Bohrungen angebracht, durch die Isolierstan= gen 3 führen, die zum Tragen der Kohleelemente 4 und leitenden Zwischenschichten 5 bestimmt sind. Am unteren Ende der Köhleelemente 4 sind leitende Teile 17 angeordnet,' die etwa durch Platinierung mit Silber hergestellt werden. An beiden Enden der durch die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten gebildeten Säule sind Platten 8 aus leitendem Material angeordnet, denen über die Stromführungen g @ der Strom für die Säule zugeführt wird. Außerhalb dieser Platten befinden sich Isolierplatten io, auf die am oberen Ende durch Federn i i ein gegebener Druck ausgeübt wird, der den auf die Säule wirkenden Mindestdruck darstellt. Auf den unteren Teil der Platten io wird durch einen Hebelmechanismus 12, 13, 14, 15 vermittels durch die Gestellp:latten i gieführder .Stifte 16 lein veränderlicher Druck ausgeübt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: .As can be seen from Fig. I, the carbon elements and conductive intermediate layers are arranged in a frame, which is represented by two plates i and spacer rods 2. In the plates i holes are made through which the insulating rods 3 lead, which are intended to carry the carbon elements 4 and conductive intermediate layers 5. At the lower end of the cavity elements 4, conductive parts 17 are arranged, which are produced, for example, by plating with silver. At both ends of the column formed by the carbon elements and conductive intermediate layers, plates 8 made of conductive material are arranged, to which the current for the column is fed via the current leads g @. Outside these plates there are insulating plates io, on which a given pressure is exerted at the upper end by springs ii, which represents the minimum pressure acting on the column. A variable pressure is exerted on the lower part of the plates io by a lever mechanism 12, 13, 14, 15 by means of the frame p: slats i gieführder .Pin 16. The mode of operation of this arrangement is as follows:.

Wenn sich die -Stange r4 in ihrer oberen Stellung befindet, wird auf die Säule vermittels der Stifte i6 der geringste-Druck, ausgeübt. Der Strom nimmt seinen Weg über den oberen Teil der Anordnung durch die Kohleelemente .4 und die leitenden Zwischenschichten 5. Infolge des hier .herrschenden durch die Federn i i ausgeübten geringen Druckes und des hohen Übergangswiderstandes zwischen Kohleelementen 4 und leitenden Schichten 5 findet der Strom einen sehr hohen Widerstand, der ganz wesentlich über den bisher mit den bekannten Anordnungen erreichten Werten liegt. Wird nun die Stange 14 nach unten bewegt, so steigt der von den Stiften 16 ausgeübte Druck allmählich an. Dadurch kommen immer größere Flächen der Kohleelemente 4 in unmittelbare Berührung, und infolge des erhöhten Druckes sinkt der Widerstand. Allmählich kommen auch die unteren gutleitenden Teile 1 7 in Berührung, so daß schließlich der Widerstand über sie kurzgeschlossen wird. Der Übergang vom hohen Widerstand zum Kurzschluß läßt sich durch eine Form der Kohleelemente, wie sie in der Abb. 5 dargestellt ist, noch wesentlich verbessern. Denn durch die unter Druck ausgeführte Walzbewegung ist es möglich, zunächst die nicht gutleitenden Teile miteinander in Berührung zu bringen.When the rod r4 is in its upper position, it will open the column by means of pins i6 the least-pressure exerted. The current takes its way over the upper part of the assembly through the carbon elements .4 and the conductive intermediate layers 5. As a result of the prevailing here by the springs i i the low pressure exerted and the high contact resistance between carbon elements 4 and conductive layers 5, the current finds a very high resistance, which is quite is significantly above the values previously achieved with the known arrangements. If the rod 14 is now moved downward, the one exerted by the pins 16 increases Gradually increase pressure. As a result, ever larger areas of the carbon elements 4 in direct contact, and as a result of the increased pressure the resistance decreases. Gradually the lower highly conductive parts 1 7 come into contact, so that finally the resistor is shorted across it. The transition from high resistance for a short circuit, a shape of the carbon elements, as shown in Fig. 5 is shown, still improve significantly. Because by running under pressure Rolling motion, it is possible to first put the parts that do not conduct well with one another To bring touch.

In Abb. 6 ist ein Anwendungsbeispiel für den beschriebenen Regelwiderstand dargestellt. Der aus zwei Säulen a4 und 25 bestehende Regelwiderstand ist im Erregerkreis 23 der Erregermaschine 22 eines Wechselstromgenerators 19 mit dessen Erregerwicklung 2i angeordnet. Der Druck auf die Säulen wird über eine Anordnung ausgeübt, die im wesentlichen der eines Drehmagnetsystems entspricht. Die Erregung dieses Systems geschieht über einen regelbaren Vorschaltwiderständ 38 und einen Gleichrichter 37. Der gleichgerichtete Strom wird einer Spule 33 zugeführt, die einen magnetischen Fluß über die Schenkel 32 und den Drehmagnet 31 hervorruft. Die dadurch hervorgerufene Verdrehung des Magneten 31- bewirkt über die Welle 3o, den auf ihr fest angeordneten gekröpften Hebel 29, ein in der Länge regulierbares Gestänge 28 und über einen um eine im Gestel127 angeordnete Achse drehbaren Hebel26. die Druckändrungen auf die Säulen 24 und 25: Auf der» Welle 30 ist außerdem eine Spiralfeder 34, die der Verdrehung des Magneten 31 entgegenwirkt, und weiterhin ein Hebel, der über eine Blattfeder 36 zu einer Bremseinrichtung 35 führt, um Schwingungen des Systems zu unterbinden, angeordnet. .Bei steigender Spannung des Generators 19 wird der Magnet 31, von der Feder 34 aus gesehen, gegen denUhrzeigersinn verdreht, wodurch der von dem Hebel 26 auf die Säulen 25 und 24 ausgeübte Druck fällt und damit der Widerstand der Säulen steigt. Durch entsprechende Beteiligung der in den Säulen 24 und 25 möglichen Stromwege an der gesamten Stromführung und entsprechende Ausbildung der Stromwege kann man eine von der Temperatur unabhängige Widerstandsregelung erhalten oder aber auch unter Umständen eine Über- oder Untererregung am Generator i9 ermöglichen, was noch einen weiteren. Vorteil der Erfindung bedeutet.In Fig. 6 an application example for the described variable resistor is shown. The control resistor, which consists of two columns a4 and 25, is arranged in the excitation circuit 23 of the excitation machine 22 of an alternating current generator 19 with its excitation winding 2i. The pressure on the columns is exerted via an arrangement which essentially corresponds to that of a rotary magnet system. The excitation of this system takes place via a controllable ballast resistor 38 and a rectifier 37. The rectified current is fed to a coil 33, which creates a magnetic flux via the legs 32 and the rotary magnet 31. The rotation of the magnet 31 caused by this is effected via the shaft 3o, the cranked lever 29 fixedly arranged on it, a rod 28 adjustable in length and a lever 26 rotatable about an axis arranged in the frame 127. the pressure changes on the columns 24 and 25: On the »shaft 30 there is also a spiral spring 34, which counteracts the rotation of the magnet 31, and also a lever, which leads via a leaf spring 36 to a braking device 35 in order to prevent oscillations of the system , arranged. .For increasing voltage of the generator 1 9, the magnet 31, viewed from the spring 34, rotated counter-clockwise, whereby the coat applied by the lever 26 on the columns 25 and 24 pressure and thus the resistance of the column increases. Through appropriate participation of the possible current paths in the columns 24 and 25 in the overall current flow and appropriate design of the current paths, one can obtain a temperature-independent resistance control or, under certain circumstances, over- or under-excitation at the generator i9, which is still another. Means advantage of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Adjustable carbon resistance consisting of several carbon elements or plates which change their resistance under pressure with conductive layers in between, characterized in that these layers are arranged in such a way that the carbon elements (4) are brought into conductive connection with one another both directly and indirectly via these layers (5) can turn. -z. Adjustable carbon resistor according to Claim i, characterized in that the conductive intermediate layers cover only part of the contact surface of the carbon elements. 3. Adjustable carbon resistor according to claim i and a, characterized in that the conductive intermediate layers consist of a different material than the carbon elements. Adjustable carbon resistor according to Claims 1 to 3, characterized in that the conductive intermediate layers consist of a non-rusting metal or an alloy of the same type. 5. Adjustable carbon resistor according to claim i to .., characterized in that the carbon elements are partially conductive at the points where they do not come into contact with conductive intermediate layers. 6. Controllable carbon resistor according to Claims i to 5, characterized in that the highly conductive part (17) of the carbon elements is arranged at the end of the carbon elements opposite the conductive intermediate layers. 7. Adjustable carbon resistor according to claim i to 6, characterized in that the carbon elements have a curved shape so that they perform a rolling movement when pressed together (Fig.5). B. Adjustable carbon resistor according to claim i to 7, characterized in that the control surfaces are convex. 9. # adjustable carbon resistor according to claim i to 8, characterized in that the holding and control device for the carbon elements and conductive intermediate layers is designed such that on the part of the carbon resistor in which the intermediate layers are arranged, a given pressure and on the other part, where the carbon elements can come into direct contact, a variable pressure is exerted. ok Adjustable carbon resistor according to Claims i to 9, characterized in that elastic devices exert the pressure on the part of the carbon resistor in which the intermediate layers are arranged and an adjustable pressure acts on the other part by means of an adjustable device. ii. Adjustable carbon resistor according to claims i to io, characterized in that the conductive layers consist of a material with a high specific electrical resistance. 12. Adjustable carbon resistor according to claim i to ii, characterized in that the carbon elements and conductive intermediate layers are distributed and designed such that the temperature coefficient of resistance becomes zero. 13. Adjustable carbon resistor according to claim i to 12, characterized in that the resistance temperature coefficient is adjustable by the choice and design of the materials for the carbon elements and conductive intermediate layers.