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Hochohmiger Widerstand Die Erfindung betrifft einen ho:chohmigen elektrischen
Widerstand, insbesondere für die Verwendung in Röntgengeräten, Prüf- und Lab oratoriumseinrIchtungen.
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Die Messung hoher Spannung erfolgt oft ,durch Beobachtung des Stromes,
der durch einen bekannten Widerstand fließt. Entsprechend der geringen Ausgangsleistung
vieler Gleichhochspannungsgeneratoren müß, der Stromverbrauch :des Spannungsm:eßkreises
etwa in der Größenordnung von i mA sein. Dementsprechend muß der Widerstand für
eine Messung von etwa ioo kV ungefähr ioo Megohm betragen. Ganz ,allgemein sollen
aber die äußeren Abmessungen des Widerstandes so klein wie möglich sein, um ihn.
auch überall leicht verwenden zu können. Dies ist Zweck und Aufgabe der Erfindung.
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Es ist schon bekannt, zur Abführung der beträchtlichen Wärmemengen,
die sich entwickeln, den Widerstand mit einem Kühlmittel, beispielsweise öl, zu
umgeben. Um :eine .hinreichende, Kühlung zu :erzielen, wird der Widerstand in einzelne
Spulen aufgeteilt, die :eine flache Kegelform haben und übereinander in einem :bestimmten
Abstand angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird nun eine verbesserte Bauweise gesichaffen,
indem die einzelnen Spulen. auf isolierten Trägern befestigt werden, welche die
Form :eines Speichenrades mit einer öffnung in der Mitte haben und innerhalb eines
vorzugsweise aus :einem Isolierstoff bestehenden Gehäuses angeordnet sind. Zwischen
dem Gehäusemantel und den äußeren Begrenzungsflächen der Widerstandsspulen -wird
eine Zwischenwand vorgesehen, damit das erwärmte Kühlmittel zwischen dem Gehäusemantel
und der Zwischen-, wand abwärts .strömen kann. Es wird somit eine erhöhte Kühlwirkung
erreicht, da die
Kühlfläche sehr groß ist. Die Flüssigkeit strömt
also vom oberen Ende des Gehäuses nach außen und von dort zwischen dem Gehäusemantel
und der Zwischenwand hindurch zum Gehäuseboden. Nach ihrer Abkühlu fließt die Flüssigkeit
mnnerhalb. der Zwis,che## wand an den äußeren Spulenseiten aurfwärts;" umspült auf
ihrem Wege radial nach innen die Spulenoberflächen und kehrt durch die mittleren
öffnungen zum Ausgangspunkt zurück.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Abb. i zogt einen senkrechten Schnitt durch den Widerstand, Abb.2 die Hälfte des
Grundrisses einer Spule auf ihrem Träger in vergrößerter Darstellung und Abb. 3
einen Schnitt auf der Linie II1-11I der Abb. 2.. In' den Abb. 2 und 3 sind die Spulen
aus Widerstandsdraht i, beispielsweise mit spiralförmiger Umspinnung aus Isolierstoff,
hergestellt. Die Spulenträger bestehen aus Isoliermaterial etwa in der Form eines
Rades, das, wie in Abb. 2 gezeigt, Speichen 2 besitzt. Beim Wickeln der Spule kann
jede zweite Speiche so ausgeschnitten, wie es bei 3 angedeuteit ist, und leicht
aufwärts gebogen sein, so daß die Widerstandsader i abwechselnd über und unter den
.Speichen 2 liegt und fest in ihrer Lage gehalten wird. Der Felgenkranz des, Spulenträgers
ist abwärts gebogen und bildet so einen Flansch q. Im Beispiel -der Abb. 3 ist-
die Kegelform der Spulen verhältnismäßig flach.
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Die Spulen und ihre Träger werden nach Abb. i zu einem Paket vereinigt,
wobei der Flansch jedes Trägers auf dem darunterliegenden Träger und dein Flansch
des untersten Trägers auf einer Grundplatte 5 ruht, die vorteilhaft aus Isolierstoff
hergestellt ist. Die Spulen. und ihre Träger sind in starrer Verbindung durch Bolzen
6 gehalten, die durch Öffnungen 7 in den Trägern und der Grundplatte gesteckt sind,
wobei zwischen den Trägern noch Distanzstücke 8, vorzugsweise aus Isolierstoff,
eingefügt sein können.. Die Bolzen sind oben und unten durch Muttern 8 gesichert.
Am oberen Ende des Pakets ist eine Endplatte i o vorgesehen, die auch von den Bolzen
6 getragen und von dem obersten Spulenträger in Abstand gehalten wird (Abt. i).
Die Endplatten 5 und l o sind mit öffnungen i i versehen, die in der Platte i o
nahe dem Mittelpunkt angebracht sind, um eire verhältnismäßig leichte Strömung des
die Spulen umgebenden Mediums, das in der Mitte aufsteigt, zu :ermöglichen. An diesen
Platten werden zweckmäßig auch Klemmen 12 angeb:ra.cht, die mit isolierten Tüllen
13 in der Mitte der Abs chlußklappen 14 und 15 herausgeführt sind. Die öflnungen
7 in den Spulenträgern werden vorteilhaft in den gleichen
| Speichen 2 angebracht wie die Schnitte 3, so |
| daß, wenn die Spulenhalter zusammenge- |
| steckt werden, die inneren. Teil der Spei- |
| ,chen 2 durch die Distanzstücke 8 in dieselbe |
| ',bene gebracht werden können wie die äuße- |
| °;Teile auf der anderen Seite dies Schnittes. |
| as Gehäuse wird von einem äußeren Zy- |
| Wt., |
| linder 16 aus Isolierstoff gebildet, dessen ante- |
res Ende von der Abschlußkappe 1q. gehalten wird, die mit einem äußeren Ring 17
versehen isst. Dieser Ring dient als elektrostatischer Feldverteileir und als mechanische
Sicherung. Das obere Ende des Zylinders ist durch die Abschlußkappe 15 verschlossen,
die ebenfalls mit .einem Feldverteiler- und Haltering 18 versehen ist.
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Die Spulen sind in Reihe geschaltet, wobei abwechselnd das innere
Ende einer Spule mit dem inneren Ende der nächsten und das äußere Ende mit einer
anderen anliegenden Spule verbunden sein kann. Das freie Ende der untersten Spule,
das im Beispiel der Abb. i das innere Ende ist, wird mit -der unteren Klemme 12
verbunden, das freie innere Ende der obersten Spule. mit der oberen Klemme 12.
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Die mittlere. öffnung im untersten Spulenträger ist durch eine Platte
19 verschlossen. Das. Spulenpaket mit den Grund- und Deckplatten ist in dem Gehäuse
durch die Endklemmen 12 und die Tüllen 13 zentriert, wobei ein ringförmigen Spalt
zwischen -dem äußeren Zylinder 16 und den Flanschen q. der Spulenträger bestehen
bleibt, die praktisch eine zusammenhängende zylindrische Zwischen- oder Schutzwand
bilden. Das Gehäuse ist vorzugsweise mit einer isolierenden Flüssigkeit, wie öl,
gefüllt.
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Mit der oben beschriebenen Konstruktion kann, wenn Strom durch den
Widerstand fließt, eine, sehr wirksame Umwälzung des Kühlmittels in dem Gehäuse
erzeugt werden, das von dem Raum über der Deckplatte i o durch den ringförmigen
Zwischenraum zwischen dem äußeren Zylinder 16 und den Fl,ans@chen q abwärts fließt,-
.danach durch die öffnungen i i in der Grundplatte aufwärts, zwischen den Armen
der verschiedenen Träger und über und unter den Spulen hindurch durch die mittleren
öffnungen der Spulenträger aufwärts und wieder durch die öffnungen i i in der Deckplatte
i o, die sich nahe der Mitte befinden sollen, hindurch. Die Strömung ist in der
Abb. i durch Pfeile angedeutet. Sind die Widerstandsdrähte nur spiralförmig lose
von einem isolierenden Faden umhüllt, so kann die Flüssigkeit direkt die entwickelte
Wärme ,aus denn Widerstand afufnehmen und an den äußeren Zylinder 16 abführen, wo
sie an die Umgebung ausgestrahlt wird. Zur wirksameren Kühlung können auch
auf
dem Gehäuse 16 Kühlrippen angeordnet sein, ,oder dieses Gehäuse selbst kann, bei.
spielsweise in Form :eines Wellrohres, außen wie innen eine vergrößerte Oberfläche
erhalten.
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Die Erfindung "ist nicht auf die besondere beschriebene Methode zur
Herstellung der Spulen beschränkt, beispielsweise können die Spulen auch mit zwei
oder mehreren Lagen Widerstandsdraht versehen sein, wobei allerdings die Zahl dieser
Lagen gering sein soll, um die Wärmeabfuhr möglichst leicht zu bewirken. Es, können
auch flache Spulen verwendet werden, wobei allerdings. der Umlauf des umgebenden
Mittels nicht so schnell ist wie bei kegelförmigen Spulen. Anstatt den äußeren Kranz
der Spulenträger zurr Ausbildung der inneren Scheidewand zu benutzen, kann auch
ein besonderer Zylinder verwendet werden, von dem die Spulen getragen werden.