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Hochbelastbarer elektrischer Widerstand Es ist bereits bekannt, Misclüibrper
aus einer feinverteilten Mischung von Metallen bzw. Metalllegierungen einerseits
und nicht metallischen Teilen, wie Metalloxyden, Metallkarbiden, andererseits, die
in einem Sintervorgang zu festen Formkörpern -bereinigt sind, als elektrischen Widerstand
zu verwenden. Es hat sich nun. herausgestellt, daß bei derartigen Körpern in der
Regel ein verhältnismäßig hoher Prozentsatz an Metall angewendet werden kann, ohne
daß eine beachtliche Lpeitfähigkeit vorliegt. Wenn jedoch dieser Prozentsatz überschritten
wird, ergibt sich ein Bereich, in dem die metallische Leitfähigkeit einsetzt. Hierbei
kann durch genaue Abstufung des metallischen Anteiles die Leitfähigkeit auf bestimmte
Werte gebracht werden, wobei der Bereich der erreichbaren Leitfähigkeit verhältnismäßig
groß ist. Gemäß der Erfindung wird deshalb bei einem solchen elektrischen Widerstand
ein Konzentrationsgefälle zur Änderung der Leitfähigkeit
über einzelne
Bereiche im Formkörper vorgesehen.
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Es ist zwar schon bekannt, bei elektrischen Widerständen, und zwar
auch bei solchen aus gesinterten Mischungen von metallischen und nicht metallischen
pulverförmigen Teilen, an den Kontaktflächen Teile höherer elektrischer Leitfähikeit
vorzusehen, um eine gut leitende Verbindung mit den. Stromzufüh-rungen. zu ermöglichen.
Hierum handelt es sich bei der Erfindung jedoch nicht, durch die im Gegensatz dazu
eine Änderung des Widerstandes im Innern des Formkörpers durch Änderung des Mischungsyerhältnisses
bewirkt werden soll.
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Derartige Widerstände können Elektrisch bis zu sehr hohen Temperaturen
belastet werden, ohne daß hierbei irgendeine Änderung des Innenaufbaues eintritt.
Mit besonderem Vorteil kann ein derartiger Formkörper beispielsweise aus Eisen und
Aluminiumoxyd aufgebaut werden, wobei das für die Verwendung als elektrischer Widerstand
beachtliche Gebiet hauptsächlich in dem Bereich von 5o bis 6o11/e Eisengehalt liegt.
Bei Versuchen mit Aluminiumoxyd und Eisen hat sich beispielsweise gezeigt, daß bei
6o%, Eisengehalt der Widerstand pro Kubikzentimeter i Ohm beträgt, bei
5 5 Olot Eisen 30 000 Ohm, bei 5 3 % i ooo ooo Ohm.
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Es können aber auch andere Metalle, beispielsweise Kupfer, Silber,
Aluminium, Nickel usw., oder auch Metallegierungen, beispielsweise Eisen-Aluminium-Legierungen,
als metallischer Füllstoff verwendet werden. Auch können andere Metalloxyde, wie
z. B. Siliziumoxyd oder auch andere Metallverbindungen, z. B. Mmetallkarbide, Anwendung
finden. Es kann auch ein Teil des Eisens durch Eisenoxyd ersetzt werden. Derartige
Körper kann man nach dem Sinterverfahren herstellen, indem man die Ausgangsmaterialien
in fein-,epulvertem Zustand miteinander vermengt, dann in Formen preßt und einem
Erwärmungsvorgang aussetzt. Die Ausgangsmaterialien können in gepulvertem Zustand
miteinander vermengt und heispielsweise mit Wasser oder auch mit einem Bindemittel
angerührt und dann in die erforderlichen Formen gepreßt werden-. Die Körper kann
man auch in der Weise herstellen, daß zunächst ein Preßkörper aus dem nicht metallischen
Stoff angefertigt und in diesen das Metall eingegossen, oder eingeseigert wird.
Weiter ist es auch möglich, bei der Herstellung der Misdlikörper Bindemittel anzuwenden.
Beim Sintern wird die Erwärmung mit Vorteil bis auf solche Temperaturwerte getrieben,
daß ein gewisser Metallanteil als flüssige Phasevorliegt, ohnedaß sichjedochEntmischungserscheinungen
einstellen dürfen. Unter Umständen kann es aber auch zweckmäßig sein, beispielsweise,
um die Sprödigkeit der Mischkörper herabzusetz-en, den Sintervorgang bereits bei
tiefer liegenden Temperaturen abzubrechen. Hierbei können, die Erwärmung und der
Preßvorgang miteinander vereinigt werden, es kann auch zweckmäßig sein, zunächst
Rohlinge herzustellen, indem die Erwärmung bis zu einer verhältnismäßig niedrigen
Temperatur getrieben wird, worauf diese Rohlinge bearbeitet werden können, da in
diesem Zustand die Bearbeitung mit spanabhebenden und ähnlichen Werkzeugen, gut
möglich ist, worauf dann der Erwärmungsvorgang neuerlich bis zur zweckmäßigen Temperaturgrenze
fortgesetzt wird, wobei die Formkörper in ihrer endgültigen Gestalt mit hoher Festigkeit
und hoher Härte fertiggestellt werden. Auch ist es möglich, die Widerstände an der
Oberfläche mit nicht leitenden Schutzschichten zu versehen, die den Zutritt von
Sauerstoff im Betrieb verhindern. Durch Änderung des Kanzentrationsgefälles kann
hierbei erreicht werden, daß der Widerstand einen Bereich von mehreren Größenordnungen
umfaßt. Der Widerstand kann auch so ausgebildet werden, daß das Konzentrationsgefälle
nach verschiedenen Richtungen verschieden ist. Derartige Ausführungen können besonders
dann von Vorteil sein, wenn, der Widerstandskörper ringförmig ausgebildet wird.
Hierbei kann beispielsweise die Leitfähigkeit in der Umfangsrichtung erheblich geringer
als die in axialer und radialer Richtung gemacht werden. Ein solcher Widerstand
kann hierbei auch aus mehreren in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, hinsichtlich
der Leitfähigkeit abgestuften Teil-en ausgeführt werden und kann dann als Kollektor
und ähnliche Schalteinrichtung bei schon früher vorgeschlagenen elektrischen Stromumformern
mit mechanisch bewegten, insbesondere umlaufenden Kontakten für Starkstrom mit periodisch
wirksam werdendem veränderlichem Widerstand zur Beeinfluss-ung des umzuformenden
Stromes verwendet werden.
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Unter Umständen können die Widerstände auch als Profilkörper (stern-
oder rohrförmig) mit vergrößerter Oberfläche zur Verbesserung der Kühlung ausgeführt
werden, wobei durch den. Innenraum der Rohre oder entlang der Oberfläche Kühlmittel
geführt werden können.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ein Widerstandsstab
dargestellt, der an seinen beiden Enden etwas verbreitert und miit einer Bohrung
versehen ist, so daß die Zuleitungen mit Hilfe üblicher Kabelschubt befestigt werden
können. Es ist aber auch möglich, die Enden des Stabes rein metallisch, beispielsweise
aus Eisen oder Wolfram, auszubilden.
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Die neuen Widerstände können überall verwendet werden, wo es auf eine
hohe Belastbarkeit ankommt,'so vorzugsweise als Vorschalt- (Anlaß-) und Regelwiderstand,
aber auch als Heizwiderstand. Hierbei bieten sie gegenüber den bisher für solche
Verwendungszwecke üblichen Widerständen den Vorteil einer sehreinfachen Herstellung,
einer großen Konstanz der Widerstandswerte, einer geringen Temperaturabhängigkeit
und vor allem eines sehr geringen Raumbedarfs.