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Veränderlicher elektrischer Widerstand Es sind veränderliche elektrische
Widerstände, sog. Ringrohre, bekannt, bei denen ein Widerstandsdraht in einem vorzugsweise
ringförmigen Hohlkörper aus Isoliermaterial, meist Glas, angeordnet ist, der außerdem
noch eine elektrisch leitende Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, enthält.
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Bei den bisher bekannten Ausführungsformen von veränderlichen Widerständen
der vorerwähnten Art hat man entweder den Widerstandsdraht spiralförmig in den Hohlkörper
aus Isoliermaterial eingesetzt, so daß sich die einzelnen Windungen infolge schwacher
Federvorspannung . an die Innenwandungen des Hohlkörpers anlegten, oder man hateinen
geraden Widerstandsdraht in den Hohlkörper aus Isoliermaterial eingebaut. Bei der
praktischen Anwendung .dieser beiden Ausführungsformen können sich insofern Unzuträglichkeiten
ergeben, als durch Erschütterungen oder durch sonstige Umstände eine Verlagerung
des im Hohlkörper befindlichen Widerstandsdrahtes stattfindet und daß sich dadurch
die durch die elektrisch leitende Flüssigkeit bei bestimmten Stellungen des Widerstandes
kurzgeschlossenen bzw. eingeschalteten Teile des Widerstandes unerwünschterweise
verändern. Es ist auch ein veränderlicher elektrischer Drahtwiderstand bekannt,
bei dem die Wicklung auf einen drehbaren kreisförmigen Träger aufgebracht ist, der
von einem Quecksilber enthaltenden Kanal umschlossen wird. Hierbei sind die Drahtenden
der einzelnen Windungen durch die Innenwand des Kanals durchgeführt und geben mit
dem Quecksilber Kontakt. Dieser Widerstand bietet in seiner Herstellung erhebliche
Schwierigkeiten, Ida jede einzelne Windung angezapft und völlig dicht durch die
Kanalwandung geführt werden muß. Auch benötigt dieser Widerstand einen großen Raum,
da die Windungen einen gewissen Abstand haben müssen, =der nach unten durch den
Rillenabstand ,des Trägers und den kleinstmöglicher Abstand der Durchführungslöcher
voneinander begrenzt ist.
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Die Mängel der bekannten Widerstände werden nun gemäß der Erfindung
dadurch vermieden, daß der Widerstandsdraht, der gerade oder spiralig ausgebildet
sein kann, teilweise in das Isoliermaterial eingebettet ist. Das läßt sich bei Anwendung
von Glas z. B. dadurch in einfacher Weise erreichen, daß man den Widerstandsdraht
zunächst in ein gerades Glasrohr einsetzt und darauf das Glasrohr möglichst gleichmäßig
längs seiner ganzen Ausdehnung erhitzt bis zum Erweichungspunkte des Glases bzw.
etwas darüber hinaus. Liegt der Widerstandsdraht vorher auch nur mit geringer Vorspannung
oder bei geraden Drähten mit seinem Gewicht auf der Innenwandung des Glasrohres
auf, so wird der Draht bei Erreichen der Erweichungstemperatur des Glasrohres etwas
in das Glas einsinken und bleibt nach Erkalten des Glases teilweise darin eingebettet.
Anschließend
wird das Glasrohr in der üblichen Weise in die gewünschte
Form, insbesondere in die Form eines Ringes. gebogen, und die beiden Enden des Glasrohres
werden zusammenge>, schmolzen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungslik1. spiel der Erf=indung dargestellt.
Das Gläsrohra hatte zunächst eine gerade Form. In das gerade Glasrohr a irurde in
dem Beispiel ein spiralig gewundener Widerstandsdraht b, dessen Enden bei c und
d angedeutet sind, eingepaßt, so dal.i die einzelnen Windungen sich ganz oder nahezu
an die Innenwandung des Glasrohres anlegten. Darauf wurde das Glasrohr n bis etwas
über seinem Erweichungspunkt erhitzt, wodurch die anliegenden Flächen des Widerstandsdrahtes
b mehr oder weniger, z.13. etwa bis zur Hälfte des Drahtquerschnittes, infolge Zusammenfallens
des geraden Glasrohres in die Glasmasse hineinsanken.
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Wenn man als Baustoa für den Widerstandsdraht ein mit Glas gut benetzbares
Metall, z. B. Platin oder eine Platinlegierung, z. B. Platin-Iridium, wählt, so
haften die hineingesunkenen Teile des Widerstandsdrahtes nach dem Erkalten des Glasrohres
fest in der Glasmasse.
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Das Glasrohr a wird dann in der üblichen Weise unter Erwärmen ringförmig
gebogen. Während dieser Bearbeitung wird eine in dem Beispiel das Ringrohr etwa
zur Hälfte füllende Quecksilbermenge f eingefüllt. Schließlich werden die beiden
Enden des Rohres miteinander verschmolzen, wie dies bei e angedeutet ist. Gleichzeitig
werden dabei in ebenfalls an sich bekannter Weise die Enden c und ,l des Drahtes
b eillge$chmolzen. Nach Anbringen der Schellen g sowie der Arme h, die die
Schellen mit einer Buchse i verbinden, ist das Quecksilberringrohr fertig. Es kann
mittels der Buchse i auf eine Welle aufgeschoben werden, die z. B. von irgendeinem
:@Iel@gerät, beispielsweise einem Mengenmesser, verstellt wird. Verbindet man in
dem Beispiel die Enden c und d mit einem elektrischen Meßgerät und mit eitler
Stromquelle bzw. mit einer elektrischen Widerstandsschaltung, z. B. Brückenschaltung,
so kann man die Anzeigen des das Ringrohr einstellenden Meßgerätes fernübertragen
oder dementsprechend irgendeine Regelung steuern, wie dies an sich bekannt ist.
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Die beschriebene Ausführungsform der Erf=indung bietet gegenüber den
bekannten Ringrohrausführuugen den großen Vorteil, daß die Lage der einzelnen Windungen
des Widerstandsdrahtes b durch keinerlei mechanische Beeinflussung verändert werden
kann. Auch eine etwaige ruckweise Verstellung des Ringrohres und damit eine plötzliche
Verschiebung der Quecksilbermenge fführt zu keinerlei Unzuträglichkeiten, da, wie
oben bereits beschrieben wurde, infolge der Einbettung eines Teiles des Widerstandsdrahtes
in das lspliermaterial die Lage der einzelnen Win-@ttüngen unveränderlich bleibt.
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Ein weiterer Vorteil der neuen Einrichtung besteht auch noch darin,
da13 die Windungen des Widerstandsdrahtes viel enger als bisher gewickelt werden
können, so daß damit für gleiche Gesamtwiderstände bei Anwendung des gleichen Widerstandsmaterials
die Größe der neuen Ringrohre ganz wesentlich geringer gehalten werden kann als
diejenige der bisherigen und außerdem auch noch eine feinere Unterteilung des durch
den Widerstand bewirkten Spannungsabfalles, also erhöhte Meß-bzw. Regelgenauigkeit,
erreicht werden kann.
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Schließlich bietet die neue Ausführung auch noch den Vorteil, daß
man jede beliebige Gesetzmäßigkeit hinsichtlich der Verteilung des Widerstandes
in einfacher, aber unbedingt betriebssicherer Weise herstellen kann. So kann man
z. B. durch entsprechende Verteilung der einzelnen Windungen des Widerstandsdrahtes
b die parabolische Gesetzmäßigkeit der üblichen, nach dem Druckdifferenzprinzip
arbeitenden Flüssigkeitsmanometer gewünschtenfalls ohne weiteres in eine lineare
Gesetzmäßigkeit umwandeln usw.
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Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung keineswegs auf die Anwendung
von Glas ale Isoliermaterial beschränkt ist, sondern daß statt dessen auch beliebig
andere, sich hinsichtlich der Einbettung des Widerstandsdrahtes ähnlich wie Glas
verhaltende Materialien benutzt werden können, z. B. Quarz, Phenolharz, Polystyrol
o. dgl.
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Die Erfindung läßt sich sinngemäß auch für gerade Widerstandsdrähte
ohne weiteres anwenden. Man geht in diesem Falle so vor, daß man einen geraden Widerstandsdraht
in ein gerades Rohr aus Isoliermaterial, vorzugsweise Glas, einschiebt und darauf
das Rohr mindestens an den Auflagestellen des Drahtes bis über den Erweichungspunkt
hinaus erhitzt, so daß der Draht unter der Wirkung seines eigenen Gewichtes, gegebenenfalls
noch unter dem zusätzlichen Einfluß einer Zugbeanspruchung, an den aus dem Rohr
herausragenden Drahtenden in das erweichende Isoliermaterial einsinkt.
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Die weitere Herstellung des Ringrohres erfolgt dann ähnlich, wie vorher
beschriebest wurde. Jedoch empfiehlt es sich, in diesem Falle die Anordnung so zu
treffen, daß der Draht längs des inneren Umfanges des fertigen Hohlringes zu liegen
kommt, da er dort in seiner Lage am besten gesichert ist. -Ferner läßt sich die
Erfindung auch für solche Ausführungsformen von Ringrohren
anwenden,
die nicht nur einen Quecksilbertropfen enthalten und bei dc-nen der Quecksilbertropfen
eine Überbrückung zwischen mindestens zwei verschiedenen, im Ringrohr gelagerten
Widerstandsdrähten herstellt. In diesem Falle erfolgt die Einbettung der beiden
Widerstandsdrähte sinngemäß wie oben, jedoch zweckmäßig nacheinander, so daß z.
B. der eine Widerstandsdraht längs des äußeren und der andere längs des inneren
Durchmessers des Ringrohres zu liegen kommt.
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Schließlich kann man die Erfindung auch noch benutzen, um in anderen
als ringförmigen Hohlkörpern aus Isoliermaterial eine sichere Lagerung von Widerstandsdrähten
zu erzielen, z. B. in U-förmigen Glasrohren, wie sie beispielsweise für Flüssigkeitsmanometer
bekannt sind.