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Elektrischer Widerstand aus Widerstandsmassen in Verbindung mit Metall
In bekannter Weise stellt man elektrische Widerstände kleiner Abmessungen mit und
ohne Temperaturabhängigkeit des Widerstandswertes aus chemischen Metallverbindungen
mit und ohne Metallzusätzen durch Trockenpressen in Matrizen oder auch durch Strangpressen
und anschließendes Sintern her. Je kleiner die Durchmesser werden, um so größer
sind die Fabrikationsschwierigkeiten, cla die Metallverbindungen wenig fest sind.
Außerdem wird es mit kleiner werdenden Abmessungen schwerer, die metallischen Stromzuführungen
durch Loten, Klemmen oder Spritzen zu befestigen. Kleine @A'i.derstandsaliniessungen
sind aber für die verschiedensten Anwendungen. beispielsweise für die Funktechnik,
von @Vichti.glceit.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man in einfacher \Veise elektrische Widerstände
auch kleiner und kleinste r .'lbmessungen herstellen l:aiin, wenn maii Metallverbindungen
oder sonstiges Widerstandsinaterial zwischen eng aneinanderliegende Metallteile
einfügt. Der Widerstand ist dann am besten herzustellen, wenn während der Herstellung
im heißen Zustand eine Benetzung zwischen den,.'vfetallverbindungen direkt oder
indirekt über die auf dem ?Metall vorhandene Oxydschicht und dem Metall stattfindet.
Der Abstand der Metallteile kann, wie Versuche erwiesen `haben, sogar bis zu einigen
Millimetern betragen.
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Ausführungsbeispiele bezüglich der Anordnung und der physikalischen
Beschaffenheit der Drähte und anschließend bezüglich der verwendetenWi.derstandsmassen
sollen den Erfindungsgedanken näher erläutern.
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Man kann beispielsweise auf zwei miteinander verdrillte Drähte a-a
(s. Fig. i), die vor der Behandlung mit Metallverbindungen sich metallisch
berühren
und infolgedessen keinen hohen Widerstandswert haben, Metallverbindungen in Pulverform
aufbringen und den Draht mit den Metallverbindungen über einer Flamme bis zum Schmelzen
der Pulver b erhitzen. Sowie sich die Schmelze gebildet hat, umhüllt sie die einzelnen
Drähte und ,dringt durch Kapillarwirkung auch zwischen die ursprünglichen Berührungsstellen,
wenn die Drähte nicht zu fest verwunden sind. Die metallische Leitung wird unterbrochen,
und für den Widerstandswert ist die Brücke aus dem keramischen Werkstoff maßgebend:
Es ist näheliegend, daß bei dieser Art der Montage die Widerstände wenig mechanisch
empfindlich sind, da die Masse durch .das Metall geschützt ist. Bei dünner werdendem
Draht wird die mechanische Festigkeit durch die relativ größere Oberfläche verhältnismäßig
größer und die Bindung zwischen iMetall und tMetallverbindung fester.
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Wie die Fi.g. s darstellt, kann man einen Draht b um einen Draht a
in einer bestimmten Entfernung von diesem Draht herumwinden und durch Distanzstücke
d für eine gleichmäßige Entfernung der Drähte voneinander sorgen, damit vor allem
etwa beim Sintern zugleich mit der Masse c durch den Sintervorgang selbst keineVerschiebung
@derDrähte eintritt.
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An Stelle von _zwei miteinander verdrillten. Drähten ist es auch möglich,
mehrere- Drähte oder auch Drahtseile zu verwenden. Man kann diese so anordnen, .daß
die Hälfte aller an sich gleichlangen Drähte auf einer Seite übersteht, so .daß
die beiderseits überstehenden Enden zu je einem Pol zusammengefaßt werden können.
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Entsprechend .der Fig. 3 läßt sich für Netze bezüglich der Pole eine
ähnliche Anordnung anwenden, wie sie imi vorhergehenden Beispiel beschrieben wurde.
Hier bilden alle Drähte a in der einen Richtung und alle senkrecht dazu liegenden
Drähte b je einen Pol d und e.
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Mit der Fig. <f wird eine weitere Ausführungsform dargestellt.
Ein Draht a wird in einen kleinen, einseitig offenen Behälter geschoben, nachdem
die W!iderstandsm.asse c in diesem durch Erwärmen flüssig gemacht wurde. Der Behälter
trägt seinerseits .die Stromzuführung b. Natürlich kann der Behälter auch ebenso
wie der Zuleitungsdraht a als Röhrchen ausgebildet sein.
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Die Fig. 5 schließlich stellt eine Ausführungsform dar, bei welcher,
wie schon oben beschrieben, die Drahte ca durch die Widerstandsmasse c verbunden
sind, nur wird zusätzlich zur Vergrößerung der stromführenden Oberfläche auf die
keramische WI'derstandsmasse in der eingezeichneten Weise beiderseits ein Metallüberzug
b aufgebracht. Dieser kann aufgespritzt oder durch bekannte Metallisierungsverfahren
auf andereWeise aufgebracht werden.
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Das Drahtmaterial selbst wird je nach der Anwendung des Widerstandes
gewählt. Will man beispielsweise Glühkörper für Beleuchtungszwecke erzeugen, so
wählt man Drähte aus hochschmelzendem Metall, etwa Wolfram. Für geringe Temperaturen
bewährt sich üblicher Widerstandsdraht aus Legierungen von Eisen, Nickel, Chrom
undAluminium. AuchPlatin ist geeignet alsDrahtmaterial, für Kaltleiter reiner Eisendraht.
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An, Wi.derstarndsstoffeneseien genannt reine Oxyde, etwa Kupferoxyd,
Oxy.dmischungen, etwa Eisenoxyd in Mischung mit Chromoxyd" Kapillarhalbleiter, Spinnelle
oder ähnliche Werkstoffe, die flüssig gegossen oder auf dem Sinterwe-ge hergestellt
werden. Für Leuchllcörper, bei denen die obengenannten Wolframdrähte verwendet werden
können, kommt als Widerstandswerkstoff eine Mischung von Zirkonoxyd mit Yttriumoxyd
in Frage. Derartige Leuchtkörper sind den bisher bekanntg@vordenen in vielen, Fällen
überlegen, da sie bei gleicher Temperatur eine größere Leuchtleistung haben als
Metalle und da sie außerdem als kleine Kugeln mit geringer Wärmeabstrahlung hergestellt
werden können. Sie eröffnen deshalb neue Wege in der Projektionslampentechnik.
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Neben den schon genannten Anwendungen kann man die Widerstände bei
Reglern benutzen, als Heizelemente und auch als solche ohne die Temperaturabhängigkeit
.des Widerstandswertes.
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In einfacher Weise kann man den Widerstandswert dadurch beeinflussen,
daß man vor .dem Aufbringen der Masse aus Metallverbindungen die Drähte oxydiert
oder mit einer anderen fest haftenden Oberflächenschicht versieht oder beide Verfahren
anwendet, z. B. nach dem Aufrauhen der metallischen Oberfläche.