-
Auswahlreihe von Widerstandselementen verschiedener Ohmzahl aus metallischen
Widerstandsbaustoffen In. Widerstandsgeräten, wie Anlasser, Regler usw., mit metallischen
Widerstandsbaustoffen wird das aktive Material in Draht-oder Bandform auf die Widerstandsträger
aufgebracht, und aus diesen als Widerstandselemente bezeichneten Einzelteilen wird
der Widerstand des Gerätes zusammengesetzt. Als solche Widerstandsträger werden
am häufigsten entweder Porzellanzylinder mit Schraubengängen zur Einbettung eines
Widerstandsdrahtes verwendet oder. mit gerillten Porzellanreitern.besetzte Flacheisen-
oder Blechrahmen benutzt. Allen diesen Elementen ist gemeinsam, daß sie eine bestimmte
geometrische Form aufweisen, aus der sich eine bestimmte Draht- oder Bandlänge ergibt,
so daß man Elemente verschiedener Ohmzahlen durch Bewickeln mit Drähten oder Bändern
verschiedenen Querschnittes erhält. Da die Widerstandsmaterialien nur nach bestimmten,
festgelegten Abmessungen erzeugt werden, ergeben sich nach der erwähnten Art der
Herstellung der Widerstandselemente verschiedene Schwierigkeiten für den Aufbau
der Widerstandsgeräte aus diesen Elementen. Die Ursache hierfür liegt darin, daß
die erhältlichen Widerstandsmaterialien infolge der arithmetischen Stufung der Abmessungen
ihrer Querschnitte in ihrem Ohmwert je Meter einer quadratischen Reihe folgen und
daß, sich so bei gleichen aktiven Längen auf den Widerstandselementen für die Ohmwerte
dieser Elemente ebenfalls eine quadratische Reihe, z. B. i, 4, 9, 16,
25... Ohm-, ergibt.
Aus dem Umstand, daß der Betrag der 'zulässigen
Abweichung von dem vom fertigen Gerät geforderten genauen Obmwert sich im allgemeinen;
mit diesem verhältnisgleich ändert, d.h. daß der zulässige prozentuelle Fehler gleichbleibt,
folgt, daß eine geometrische Reihe der Ohmwerte der Widerstandselemente, z. B. i,
1,6, 2,5, quo; 6,o ... Ohm, wesentlich zweckmäßiger wäre.
-
Man hat daher eine gewisse Annäherung an die geometrische Reihe dadurch
zu erreichen versucht, daß man mehrere Widerstandsträger gleicher äußerer Abmessungen,
aber zur Aufnahme verschiedener Materiallängen geeignet, z. B. Porzellanzylinder
mit verschiedenen Windungszahlen, vorsah. Jeder dieser Widerstandsträger ergibt
gesondert für sich, wenn er mit den erhältlichen verschiedenen Widerstandsmaterialien
bewickelt wird, eine quadratische Reihe, aber die Reihen der verschiedenen Träger
wurden so aneinandergesetzt, daß sich im Mittel eine gewisse Annäherung an die gewünschte
geometrische Reihe ergibt. Dieses allgemein geübte Verfahren weist noch eine Reihe
von Nachteilen auf, und zwar: Jede der quadratischen Teilreihen ist in einem Teil
zu fein und im anderen Teil zu grob gestuft, so daß die Teilreihen sich gegenseitig
bis zu einem gewissen Grad überlappen müssen, um eine ausreichende Feinheit für
alle Forderungen zu ergeben. Dies führt aber zwangsläufig zu einer größeren Typenzahl,
als an und für sich notwendig wäre. Weiter zwingt die Ungleichmäeigkeit der Reihen
dazu, eine Vielzahl von verschiedenen Schaltungen zu verwenden, um eine bestimmte,
an und für sich geometrisch gestufte Reihe von Widerstandsgeräten, wie sie sich
z. B. bei Anlassern ergibt, zu erzielen. Schließlich ergeben die Zusammenschaltungen
einzelner Elemente, wie z. B. die Parallelschaltung der beiden Hälften eines Elementes
mit Mittelanzapfung, welche ein Element mit dem vierten Teil der Ohmzahl des ursprünglichen
Elementes erzielen läßt, zum Großteil bereits in der Reihe vorhandene Ohm-#v,erte,
so daß der Vorteil dieser Schaltungen nicht ausgenutzt werden kann.
-
Diese Nachteile können nun vermieden werden, wenn man erfindungsgemäß
die Ohmwerte der einzelnen Elemente selbst nach einer geometrischen Reihe stuft.
Man verzichtet dabei bewußt darauf, die auf den Widerstandsträgern unterbringbare
Materiallänge für alle Elemente voll auszunutzen, diese volle Ausnutzung tritt vielmehr
nur bei jenen Elementen auf, bei denen der nach der quadratischen Reihe sich ergebende
Wert am nächsten dem geforderten Wert der geometrischen Reihe liegt. Da man auch
bei dieser Ausführung von dem Mittel Gebrauch machen kann, mehrere äußerlich gleiche
Widerstandsträger mit verschiedenen Drahtlängen zu verwenden, so sind die sich endgültig
ergebenden Unterschiede in der Ausnutzung der aufbringbaren Materiallänge so gering,
daß es nicht erforderlich ist, die Wattbelastung je Träger wegen der geringeren
Bewicklung zu verringern. Selbstverständlich wird es nicht möglich sein, die Werte
der geometrischen 'Reihe vollkommen genau herzustellen, es ist aber möglich, die
Abweichungen vom Sollwert kleiner als die für den spezifischen Widerstand zugelassene
Abweichung zä halten. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Ohmwertzahlen
der Reihe der Normungszahlen (DIN 323) zu entnehmen.
-
Die Ordnung der Ohinwerte der Widerstandselemente nach einer geometrischen
Reihe gestattet weiterhin durch geeignete Wahl des Faktors dieser Reihe die doppelte
Ausnutzung jedes Elementes der Reihe, nämlich einmal als ganzes Element und zweitens
als Parallelschaltung der beiden Elementhälften zu einem Element mit ein Viertel
des Olimwertes. Die Untersuchung zeigt, daß die vierten Teile der Ohmwerte dann
praktisch genau zwischen zwei Werten der ursprünglichen Reihe liegen, wenn die ursprüngliche
Reihe auf dem Faktor
angenähert 2,5 aufgebaut ist, z. B. r, 255, 6,3, 163 ¢o
... Ohm. Durch Benutzung der Parallelschaltung der beiden Elementhälften
erhält man eine Zusatzreihe, z. B. i,6, q., 10... Ohm; also eine Gesamtreihe, z.
B. i, 1,6, 2,5, 4 6,3, io...Ohm, mit dem Faktor 1,6. Diese Reihe ist aber
für viele Zwecke zu grob. Die Untersuchung zeigt nun des weiteren, daß bei einer
Grundreihe mit dem Faktor
angenähert i,8, die vierten Teile der Ohmwerte um nicht mehr als 6% von den Zwischenwerten
zwischen zwei Werten der Grundreihe abweichen und daß diese Abweichung für den praktischen
Gebrauch ohne weiteres erträglich ist. Die Reihe mit dem Faktor 1,8 ist u. a. auch
deshalb sehr günstig, weil innerhalb einer einer bestimmten Leistung entsprechenden
Typenreihe von Drehstrom-Läufer-Anlassern, welche ja ein Hauptanwendungsgebiet der
Widerstandsgeräte mit Aufbau aus Widerstandselementen darstellen, das Verhältnis
der Ohmwerte aufeinanderfolgender Typen entsprechend .einer vorgenommenen Normung
sich zu 1,8 ergibt, d. h. dem Faktor der Reihe entspricht, so daß sich jeweils bei
solchen Anlassern einer bestimmten Leistung für die einzelnen durch die Ohmwerte
unterschiedenen Typen ein und dieselbe Schaltung ergibt, was besondere herstellungstechnische
Vorteile mit sich bringt.