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Elektrischer Widerstand Die Erfindung betrifft einen elektrischen
Widerstand mit einem Kern aus isolierendem Material als Träger für das `'Widerstandsmaterial.
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Die Erfindung geht von einem Widerstand mit einem Kern aus isolierendem
Material als Träger für das Widerstandsmaterial aus, in welchem Träger dicht unterhalb
der Oberfläche sich in Längsrichtung des Trägerkerns erstreckende dra,ht- oder streifenförmige
Anschlußstücke angeordnet sind, welche an einer oder beiden Stirnseiten des Kerns
aus diesem herausragen und mit den Enden des Widerstandsmaterials in leitender Verbindung
stehen. Das Widerstandsmaterial und die Anschlußstellen können mit einer Mantelschicht
aus isolierendem Material bedeckt sein.
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Das Neue besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Kern an den Verbindungsstellen
zwischen Widerstandsmaterial und Anschlußstücken Querschlitze aufweist, die derart
angeordnet sind und eine solche Tiefe besitzen, daß an ihrem Boden die Anschlußstücke
frei liegen und daß das Widerstandsmaterial sich in die Querschlitze erstreckt und
in unmittelbarer Berührung mit den Anschlußstücken steht. Um zusätzliche Anschlußstellen
zu erhalten, werden zweckmäßigerweise an den entsprechenden Stellen weitere Querschlitze.
vorgesehen, um im Kern angeordnete zusätzliche Anschlußstücke freizulegen. Nach
der Lehre der Erfindung lassen sich also - unter Verwendung einheitlicher Anschlußleiter
für alle Typen - beliebige Anzapfungen anbringen. Außerdem ist der Aufbau wesentlich
einfacher als bei den bekannten Widerständen, was für die Massenherstellung von
erheblicher Bedeutung ist. Außerdem liegen die Anschlußstellen verdeckt unter der
Oberfläche des Kerns, so daß eine Beschädigung dieser Stellen praktisch ausgeschlossen
ist und der ganze Widerstand einfach und sicher durch eine äußere Lackschicht isoliert
werden kann. Die in den Querschlitzen freigelegten Anschlußstücke gewährleisten
darüber hinaus eine sichere Kontaktgabe mit dem in die Schlitze hereingeführten
Widerstandsmaterial.
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Unabhängig davon, ob das Widerstandsmaterial in Form einer Schicht
oder eines aufgewickelten Drahtes vorgesehen ist, besteht ein wesentliches Problem
bei der Herstellung derartiger elektrischer Widerstände in der Ausbildung und Anordnung
der Verbindungsstellen zwischen dem Widerstandsmaterial auf dem Kern und den vorzugsweise
durch die Stirnseiten des Trägers ragenden Anschlußstücke.n. Man hat bereits auf
zahlreichen Wegen versucht, dieses Problem in zufriedenstellender Weise zu lösen.
So ist es bekannt, besondere Verbindungsstücke zwischen den eigentlichen Anschlußstücken
und dein Widerstandsmaterial vorzusehen, deren Enden auf abgeflachten Flächen des
isolierenden Kerns liegen und einen hakenförmigen Ansatz aufweisen, hinter denen
der Widerstandsdraht geführt wird. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß
besondere Verbindungsstücke vorgesehen sein müssen, deren Anordnung nicht einfach
ist und die eine zusätzliche Verbindungsstelle (Lötstelle) schaffen. Außerdem läßt
sich eine zuverlässige Abdeckung der Verbindungsstücke und damit der Verbindungsstelle
bei diesen Anordnungen nicht durch einen einfachen äußeren Lackmantel, sondern nur
durch aufgeschobene Kappen erzielen. Ein Lacküberzug beispielsweise würde durch
die Kanten der Verbindungsstücke leicht durchstoßen und damit seine Schutzwirkung
verlieren. Nachteilig ist weiter, daß die Herstellung und die Montage eines solchen
Widerstandes sich für die Massenherstellung weniger eignen. Ähnliches gilt für andere
bekannte Ausbildungsarten. So ist bei einem anderen Widerstand eine relativ komplizierte
Form und Anordnung der Anschlußstücke vorgesehen, bei der die Anschlußstücke über
die Mantelfläche des Widerstandes hinausragen, so daß sie sich ebenfalls durch einen
äußeren Schutzüberzug nicht zuverlässig und dauerhaft abdecken lassen.
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Ein anderer bekannter Widerstand weist zwar bereits dicht unterhalb
der Oberfläche des isolierenden Kerns in Längsrichtung verlaufende Anschlußstücke
auf, welche an den Stirnseiten aus dem Kern heraustreten. Zur Herstellung der Endverbindungen
sind die Anschlußstücke mit aufgebogenen Laschen bis an die Oberfläche des Kerns
geführt, wo sie mit dem Widerstandsmaterial verbunden werden können. Auch hier tritt
der Nachteil auf, daß die Verbindungsstellen relativ ungeschützt liegen. Abgesehen
davon, daß eine
Herstellung mittels eines Schichtwiderstandsmaterials
auf diese Weise nicht durchführbar erscheint, ist die Herstellung dieser Verbindungen
außerordentlich zeitraubend und umständlich. Vor allem aber läßt sich mit dieser
bekannten Anordnung eine zusätzliche Verbindungsstelle nur dadurch erreichen, daß
ein drittes Anschlußstück in einer offenen Längsnut liegt und die betreffende Verbindungsstelle
durch Löten des Widerstandsdrahtes hergestellt werden muß. Dieser Nachteil ist zwar
bei einem andren bekannten Widerstand vermieden, jedoch erfolgt hier die Kontaktgabe
der Stromzuführungen mit dem Widerstandsdraht über Zwischenleiterstücke, die lediglich
in Verbindungslappen eingeklemmt sind und zudem über die Oberfläche des Widerstandes
hinausragen.
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In allen bekannten Fällen weisen die Anschlußstücke des Widerstandes
einen relativ komplizierten Aufbau auf, und es liegen die eigentlichen Verbindungsstellen
außerhalb des isolierenden Kerns als Vorsprünge auf der Umfangsfläche des Kerns.
Die Herstellung dieser Verbindungsstücke ist relativ aufwendig, und es läßt sich
nicht zuverlässig sicherstellen, daß die Verbindungsstellen dauerhaft durch einen
Überzug geschützt werden können.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Ausführungsformen sieht die Erfindung
eine sehr einfache Bauweise des Widerstandes und seiner Anschlußstücke vor.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Kerns für einen erfindungsgemäßen
Widerstand; Fig.2 ist eine in größerem Maßstabe gezeichnete Stirnansicht des Kerns
nach Fig. 1; Fig.3 ist eine Seitenansicht eines aus Draht gewickelten erfindungsgemäßen
Widerstandes; Fig.4 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Querschnitt des aus
Draht gewickelten Widerstandes längs der Linie 4-4 in Fig. 3 ; Fig. 5 ist eine Seitenansicht
eines gemäß der Erfindung hergestellten Schichtwiderstandes mit einer abgeänderten
Ausbildung der Anschlußstücke; Fig.6 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Querschnitt
des Schichtwiderstandes längs der Linie 6-6 in Fig. 5 ; Fig. 7 ist eine Seitenansicht,
aus der eine abgeänderte Ausbildungsform der Anschlüsse hervorgeht; Fig. 8 ist eine
Seitenansicht, die eine weitere abgeänderte Ausbildungsform der Anschlüsse erkennen
läßt; Fig.9 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils eines abgeänderten
Kerns; Fig. 10 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil eines weiteren abgeänderten
Kerns mit in anderer Weise ausgebildeten Anschlüssen.
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In Fig. 1 bis 10 sind einander ähnelnde Teile jeweils mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet. In Fig. 1 und 2 erkennt man einen langgestreckten Kern
10, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist und aus einem elektrisch isolierenden
Material, z. B. einem plastischen oder keramischen Material, besteht; dieser Kern
läßt sich zur Herstellung sowohl von gewickelten Drahtwiderständen als auch von
Schichtwiderständen verwenden. Man erkennt, da.B der Kern 10 eine im wesentlichen
elliptische Querschnittsform besitzt und mit einer zentralen, sich in der Längsrichtung
erstreckenden Öffnung 12 versehen ist, die man zum Befestigen des Widerstandes benutzen
kann. Ferner weist der Kern zwei Löcher 14 und 16 von kleinerem Durchmesser als
die Öffnung 12 auf, und diese erstrecken sich in einem geringen Abstand von der
Außenfläche 18 des Kerns durch den Kernkörper. Die Öffnungen 14 und 16 sind vorzugsweise
in den stärker abgerundeten Teilen des elliptischen Kerns angeordnet; die Gründe
hierfür werden weiter unten erläutert. In der Außenfläche 18 des Kerns sind zwei
in einem Längsabstand voneinander verlaufende Querschlitze 20 und 22 ausgebildet,
die sich jeweils durch einen der stärker abgerundeten Teile erstrecken. Der Schlitz
20 steht mit der Öffnung 14 in Verbindung, während der Schlitz 22 in dem entgegengesetzten
Teil des Querschnitts in die Öffnung 16 mündet.
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Fig. 3 und 4 zeigen einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Widerstand
mit einer Drahtwicklung, der den aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Kern 10 umfaßt;
in die Öffnungen 14 und 16 sind zwei aus Dralitinaterial bestehende Anschlußstücke
24 bzw. 26 aus einem elektrisch leitenden Metall so weit eingeschoben, daß sie den
betreffenden Schlitz 20 bzw. 22 durchdringen. Diese Anschlußstücke werden in den
Öffnungen vorzugsweise durch Reibungsschluß festgehalten. Auf di,-Oberfläche 18
des Kerns ist im wesentlichen von einem Ende des Kerns bis zum anderen ein Widerstandsdraht
28 schraubenlinienförmig aufgewickelt. Dort, wo sich der Widerstandsdraht durch
die Schlitze 20 und 22 erstreckt, verlaufen eine oder mehrere Windungen des Drahtes
jeweils in dem Schlitz quer zu dem am Boden des Schlitzes frei liegenden Teil des
betreffenden Anschlußstücks 24 bzw. 26 und vorzugsweise in Berührung mit den Anschlußstücken,
so daß hier gemäß Fig. 4 eine elektrisch leitende Berührung gegeben ist. Um eine
einwandfreie leitende Verbindung zwischen dem Widerstandsdraht 28 einerseits und
den Anschlußstücken 24 und 26 andererseits zu gewährleisten und um die Drahtwicklung
auf dem Kern 10 zu befestigen, ist der Widerstandsdraht 28 bei 30 jeweils innerhalb
des Schlitzes 20 bzw. 22 mit dem betreffenden Anschlußdraht 24 bzw. 26 verlötet.
Der hier nicht gezeigte Schutzüberzug kann dann auf die Kernoberfläche 18 und die
Widerstandswicklung 28 aufgebracht werden. Da die Verbindungen zwischen dem Widerstandsdraht
und den stärkeren Anschlußdrähten in den Schlitzen 20 und 22 liegen, sind keine
über die Wicklung hinausragenden Vorsprünge vorhanden, die sich durch den Schutzüberzug
hindurchdrücken könnten. Da die Anschlußdrähte außerdem nicht an der Oberfläche
des Kerns frei liegen, ergibt sich nicht die sonst zu Schwierigkeiten führende Notwendigkeit,
den Wärmeausdehnungsbeiwert des Überzuges auf denjenigen der Anschlußstücke abzustimmen,
um das Entstehen von Risen in dem Überzug zu verhindern.
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In Fig. 5 und 6 ist ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Schichtwiderstand
dargestellt, bei dem das Kernelement 10 mit einem Überzug 32 aus einem elektrischen
Widerstandsmaterial versehen ist. Bei dem Widerstandsmaterial kann es sich um Kohle
oder ein Metall mit den gewünschten Widerstandseigenschaften handeln, und das Material
kann auf den Kern mittels eines beliebigen geeigneten Verfahrens aufgebracht werden,
z. B. durch Aufstreichen oder Aufspritzen oder aber durch die Ausbildung eines Niederschlages
mit Hilfe eines pyrolytischen Verfahrens oder durch Aufdampfen im Vakuum. Die Widerstandsschicht
32 erstreckt sich auch in die Schlitze 20 und 22, wo sie gemäß Fig.6 die Bodenflächen
der Schlitze oder die Seitenwände. oder sämtliche Begrenzungsflächen der Schlitze
bedeckt. Der Anschlußdraht 24a erstreckt sich von einem Ende des Kerns 10 aus so
weit in die: Öffnung 14 hinein, daß er den Schlitz 20 durchdringt,
während
der Anschlußdraht 26a vom anderen Ende des Kerns aus so weit in die Öffnung 16 eingeschoben
ist, daß er den Schlitz 16 kreuzt. Dadurch, daß sich die Schlitze 20 und 22 jeweils
bis zum Boden der öffnungen 14 und 16 erstrecken, und dadurch, daß die Anschlußdrähte24a
und 26a eingeführt werden, nachdem die Widerstandsschicht 32 auf den Kern aufgebracht
worden ist, wird erreicht, daß die Anschlußdrähte die Widerstandsschicht automatisch
berühren, wenn sie eingeführt werden, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
Man kann jedoch einen Kitt 34 aus einem elektrisch leitenden Material in die Schlitze
zwischen den Anschlußdrähten und der Widerstandsschicht einbringen, um eine elektrisch
leitende Verbindung zu gewährleisten. Hierauf kann man den Widerstand mit einem
hier nicht gezeigten Schutzüberzug versehen.
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Zwar gehen bei dem in Fig.3 und 4 gezeigten Drahtwiderstand die Anschlußdrähte
vom gleichen Ende des Kerns 10 aus, doch können letztere auch an den entgegengesetzten
Enden des Kerns angeordnet sein, wie es bei dem Schichtwiderstand nach Fig.5 und
6 der Fall ist. Entsprechend können die Anschlußdrähte bei dem Schichtwiderstand
an ein und demselben Ende vorgesehen sein, statt sich von den entgegengesetzten
Enden aus zu erstrecken. Fig. 7 zeigt eine weitere Anordnung der Anschlußdrähte,
die sich sowohl bei Draht- als auch bei Schichtwiderständen anwenden läßt; im vorliegenden
Falle erstrecken sich beide Schlitze 20b und 22b durch den gleichen, stärker abgerundeten
Teil des Kerns 10 hindurch bis zu der Öffnung 14. Die Anschlußdrähte 24b und 26b
sind in die- Öffnung 14 von den entgegengesetzten Enden des Kerns 10 aus so weit
eingeschoben, daß sie den ihnen jeweils am nächsten benachbarten Schlitz kreuzen.
Beim Einführen der Anschlußdrähte ist darauf zu achten, daß sich ihre inneren Enden
25 b und 27 b nicht berühren, da hierdurch der Widerstand kurzgeschlossen würde.
Dies läßt sich durch die Benutzung einer Einrichtung vermeiden, durch die beim Einführen
der Anschlußdrähte die Einschieblänge jedes Anschlußdrahtes automatisch begrenzt
wird; man kann jedoch auch zwei voneinander getrennte Sacklöcher vorsehen, die von
den entgegengesetzten Enden des Kerns ausgehen und an die Stelle einer einzigen
durchgehenden Öffnung treten.
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Dieses Verfahren zum Befestigen der Anschlußstücke an dem Widerstandsmaterial
erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn der Widerstand zwischen seinen
Endanschlüssen mit zusätzlichen Anzapfungen versehen werden soll. Fig.8 zeigt eine
solche Anordnung, bei welcher der Widerstand einen Kern 10c umfaßt, von dessen einem
Ende zwei Anschlußdrähte 24c und 26c ausgehen, die mit dem Widerstandsmaterial in
den Schlitzen 20c und 22c in der vorstehend beschriebenen Weise verbunden sind.
Zwischen den Schlitzen 20c und 22c ist in der Oberfläche 18 c des Kerns ein dritter
Querschlitz 36 ausgebildet, und durch den Kern erstreckt sich ein dritter Anschlußdraht
38, der den dritten Schlitz 36 durchdringt und dort in ähnlicher Weise mit dem Widerstandsmaterial
verbunden ist. Hierbei ist darauf zu achten, daß das Ende 39 des Anschlußdrahtes
38 das Ende 25c des Anschlußdrahtes 24c nicht berührt. Wenn man diese Anordnung
bei einem Drahtwiderstand vorsieht, bei dem der Widerstandsdraht längs einer Schraubenlinie
auf den Kern 10c aufgewickelt wird, ist automatisch dafür gesorgt, daß sich mindestens
eine Windung des Widerstandsdrahtes durch den Schlitz 36 erstreckt und den An.schlußdraht
38 berührt. Auf diese Weise entsteht ein Anzapfungsanschluß, der sich leicht und
auf einfache Weise mit dem Widerstandsmaterial verbinden läßt, ohne daß der Widerstandswert
des Widerstandes wesentlich beeinflußt wird; auch wird bei einem Drahtwiderstand
das Aufwickeln des Drahtes auf den Kern nicht behindert. Ferner kann man jede gewünschte
Anzahl von zusätzlichen Anschlüssen vorsehen, indem man die Anschlußdrähte in die
beiden Enden des Kerns einführt und sie in Umfangsabständen verteilt. Die Lage des
Querschlitzes, durch den das Widerstandsniaterial für den Anschlußdraht zugänglich
gemacht wird, bestimmt den Widerstand des hierdurch abgegriffenen Teils des Gesamtwiderstandes.
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Der Kern 10 kann statt des gezeigten elliptischen Querschnitts auch
jede andere gewünschte Querschnittsform aufweisen. Fig. 9 zeigt z. B. einen Kern
40 von kreisrundem Querschnitt mit einem zentralen Befestigungsloch 42, Anschlußdrähten
43, die in mehrere sich in der Längsrichtung erstreckende Öffnungen 44 eingesetzt
sind, welche in Umfangsabständen verteilt sind und ein kleines Stück unterhalb der
Außenfläche des Kerns liegen, sowie mit einem Querschlitz 45, der sich zu einer
der Öffnungen 44 erstreckt. Fig. 10 zeigt einen Kern 46 von im wesentlichen rechteckiger
Querschnittsform mit abgerundeten Ecken bzw. Kanten, einem zentralen Befestigungsloch
48 und einer sich in der Längsrichtung erstreckenden Öffnung 50 innerhalb jeder
Ecke. Die Öffnungen 50 sind rechteckig ausgebildet, um Anschlußstücke in Form flacher
Streifen 52 aufnehmen zu können. Derartige flache Anschlußstücke können bei sämtlichen
weiter oben beschriebenen Ausbildungsformen an Stelle der runden Anschlußdrähte
verwendet werden. Bevorzugt werden Kerne mit scharf abgerundeten Kanten verwendet,
da bei ihnen die Querschlitze eine geringere Länge erhalten und da bei Drahtwiderständen
eine einwandfreie Berührung zwischen dem Anschlußstück und dem Widerstandsdraht,
der sich um die Kante herum erstreckt, gewährleistet ist.
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Man erkennt, daß durch die Erfindung die weiter oben erwähnten Ziele
erreicht werden; es sei bemerkt, daß man an den beschriebenen Ausführungsbeispielen
die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich
der Erfindung zu verlassen.