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Spannungsteiler, der aus zwei druckabhängigen, insbesondere aus Kohlescheiben
zusammengesetzten Widerstandssäulen besteht Es sind druck abhängige Widerstände
bekannt, die z. B. aus geschichteten Kohleringen bestehen. Die Erfindung zeigt nun
eine besonders günstige Ausbildung eines Spannungsteilers, bei dem solche druckabhängigen
Widerstände Verwendung finden.
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Gemäß der Erfindung ist der Spannungsteiler in der Weise ausgebildet,
daß die beiden je achsparallel zueinander angeordneten Widerstandssäulen an ihren
voneinander abgewandten Enden fest gelagert sind, während zwischen: den einander
zugewandten Enden ein in der Achsrichtung der Widerstandssäulen beweglicher Schieber
angeordnet ist, der durch Federn, z. B. Schraubenfedern, die symmetrisch angeordnet
sein können, mit diesen Enden verbunden ist. Wird bei einer solchen Anordnung der
Schieber aus seiner Mittelstellung- nach der einen Widerstandssäule hin verschoben,
so wird die zwischen dem Schieber und dieser Säule liegende Federung zusammengedrückt,
während die andere Federung -sich in entsprechender Weise ausdehnt. Bei der einen
Säule nimmt infolge zunehmenden Druckes der Widerstand ab, während der Widerstand
der auf der anderen Seite des Schiebers liegenden Säule infolge der Entspannung
der zwischen diesen beiden Teilen liegenden Federung in entsprechendem Maße zunimmt.
Man kann daher eine solche Anordnung mit besonders großem Vorteil als Spannungsteiler
verwenden. Eine vorteilhafte Ausführungsform des Spannungsteilers ergibt sich ferner
dann, wenn mehrere solche Paare von druckabhängigen Widerstandssäulen in der Weise
miteinander vereinigt sind, daß ihre festen Enden durch zwei Querstücke miteinander
verbunden sind, während zwischen den anderen Enden ein für alle Paare gemeinsamer
Schieber vorgesehen ist, der vorteilhaft durch eine in den beiden Querstücken gelagerte
Schraubenspindel bewegbar ist.
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In der Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
ausgebildeten Spannungsteilers dargestellt. i und 2 sind parallel liegend angeordnete
Stangen, deren Enden durch die beiden Querstücke 3 und q. verbunden sind. Auf diesen
Stangen sind die vier aus Säulen von Kohleringen bestehenden druckabhängigen Widerstände
5, 6, 7 und 8 gelagert, und zwar ist das aus den beiden Widerständen 5 und, 6 bestehende
Säulenpaar auf der Stange i und das aus den Widerständen 7 und 8 bestehende Säulenpaar
auf der Stange 2 gelagert. Auf den Stangen i und 2 ist ferner der Schieber 9 geführt,
der gegen die beiden Widerstände 5 und 6 durch die schraubenförmigen Druckfedern
i o und i i und gegen die beiden Widerstände 7 und 8 durch die ebenfalls schraubenförmigen
Druckfedern
12 und 13 abgestützt ist. Der Schieber 9 ist
ferner mittels der in den beiden Querstücken 3 und 4 gelagerten und mittels der
Handkurbel 14 drehbaren Schraubenspindel 15 auf den beiden Stangen i und
2 in deren Achsrichtung verschiebbar.
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Sind nun bei einer solchen Vorrichtung die druckabhängigen Widerstände
5, 6, und 8 gegenüber dem Gestell isoliert gelagert und ihre Endpunkte mit auf den
Querstücken 3 und 4 bzw. auf dem Schieber 9 sitzenden Klemmen verbunden, so kann
eine solche Vorrichtung als Spannungsteiler verwendet werden. Wird nämlich der Druckschieber
9 aus der Mittelstellung nach links etwa in die in der Fig. i dargestellte Lage
verschoben, so werden die beiden Federn i o und 12 stärker gespannt, -während die
Federn i i und 13 in entsprechendem Maße entspannt werden. Infolgedessen nimmt der
Widerstand der druckveränderlichen Widerstände 5 und 7 ab-, während der Widerstand
der druckveränderlichen Widerstände 6 und 8 zumimmt. Der Schieber 9 finit der auf
ihm angebrachten Anschlußklemme entspricht dann 'etwa dem Schieber eines gewöhnlichen,
in Spannungsteilerschaltung aufgebauten Scheibenwiderstandes. Es -wird durch die
Erfindung erreicht, daß der Gesamtwiderstand zwischen den an den. Querstücken. 3
und 4 sitzenden Klemmen annähernd konstant bleibt, während der Widerstand der Widerstände
5 und 7 sich bei Bewegung des Schiebers 9 in der Pfeilrichtung 16 immer mehr
vermindert, dagegen der Widerstand der beiden Widerstände 6 und 8 sich erhöht. Es
wird damit also das gleiche erreicht, als wenn bei einem Schieberwiderstand der
Schieber von dem einen Ende des Widerstandes nach dem anderen hin geschoben -wird.
Bei dem Widerstand nach der Erfindung ist jedoch gegenüber dem bisher üblichen Schieberwiderstand
der Vorteil vorhanden, daß die zusammengedrückten Kohleringe der einzelnen Widerstandssäulen
5 und 7 die gleiche Wärme aufnehmen können -wie die druckentlasteten Widerstandssäulen
6 und B. Es kann. also keine Überlastung der Widerstände 5 und 7 dadurch eintreten,
daß ein an einem solchen Gerät zwischen dem Querstück 4 und dem Schieber 9 angeschlossener
Apparat bei nahezu voller Netzspannung einen großen Strom aufnimmt, wie dies bei
einem Schieberwiderstand der bisher" üblichen Bauart eintreten würde. Man hat zwar
diesen Mangel bei den bisher üblichen Schieb:erwiderständen in geringerem Umfang
dadurch zu beseitigen versucht, daß man der Drahtwicklung einen verschiedenen Querschnitt
in der Weise gab, daß der Widerstand pro Einheit der Drahtlänge von der einen Netzklemme
zur anderen hin anwuchs. Die obengenannte Verbesserung wird aber bei diesem bekannten
Widerstand bei weitem nicht erreicht, da der druckabhängige . Widerstand im Gegensatz
zum Drahtwiderstand stets die volle Leistung aufnehmen kann. Außerdem tritt, wenn
ein °,solcher Drahtwiderstand versehentlich zwischen den Klemmen für Netz und Schieber
so belastet wird, daß der Teil des Widerstandes mit dünnem Querschnitt des Drahtes
vom vollen Strom .durchflossen wird, eine Überlastung und unter Umständen Zerstörung
dieses Drahtes ein. Dieser Übelstand kann bei dem Spannungsteiler gemäß der Erfindung
nicht vorkommen, weil, wie oben ausgeführt, die zusammengedrückten Widerstände beiderseits
stets die volle Wärme ertragen können.
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Der Spannungsteiler kann ferner dadurch für die verschiedensten Gesamtwiderstände
brauchbar gemacht werden, daß gemäß der Erfindung die Grundspannung der Federn verschieden
hoch einstellbar gemacht wird. Dies kann etwa dadurch erreicht werden, daß der Schieber
in der Querrichtung in zwei Teile geteilt und der Abstand beider Teile voneinander
durch eine Schlitzscheibe o. dgl. verschieden groß einstellbar ist.
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In der Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel hierfür dargestellt. Der
in dieser Figur dargestellte Spannungsteiler ist, wie die Figur zeigt, im wesentlichen
ebenso ausgebildet wie der in der Fig. i dargestellte. Der Schieber . besteht hier
jedoch aus zwei Querstücken 17
und 18, deren: eines mit der Spindel
15 in Eingriff steht und durch diese verstellbar ist, während der andere
Teil des Schiebers mit dem ersten durch eine Schlitzscheibe i 9 verbunden ist, die
mittels einer Handkurbel 20 um ihre Achse drehbar ist. Diese Scheibe besitzt zwei
etwa kreisevolventenartig verlaufende Schlitze 21 und 22,@ in welche die an den
beiden Querstücken 17 und 18 sitzenden Stifte 23 und 24 hineinragen. Durch
Drehen der -Scheibe 19 mittels der Kurbel 20 um ihre Achse kann man so den
Abstand der beiden Querstücke 17 und 18 verschieden groß einstellen. Je größer der
Abstand der Querstücke gemacht wird, desto kleiner wird infolgedessen der Gesamtwiderstand
jedes Säulenpaares werden. Man kann auf diese Weise den Gesamtwiderstand des Spannungsteilers
zwischen den beiden äußeren Querstücken 3 und 4 verschieden groß einstellen und
dadurch der vorhandenen Netzspannung anpassen, wobei jedoch die durch die Verschiebung
der beiden mittleren Querstücke 17 und 18 gegebene Spannungsteilerwirkung vorhanden
bleibt.
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Ein in, solcher Weise ausgebildeter Spannungsteiler besitzt also den
Vorteil, da,ß man ihn einerseits als gewöhnlichen veränderlichen
Widerstand
benutzen kann, indem lediglich durch Drehen der Schlitzscheibe die Entfernung der
beiden mittleren Querstücke verändert wird. Andererseits kann ein solcher Widerstand
bei seiner Verwendung als Spannungsteiler bei höheren Stromstärke4, dem Verwendungszweck
leicht dadurch angepaßt werden, daß man den Druckfedern durch Drehen der Schlitzscheibe
eine gewisse Vorspannung gibt und so den Gesamtwiderstand verringert. Ein solcher
Spannungsteiler ist daher insbesondere für Laboratoriumszwecke u. dgl. mit großem
Vorteil verwendbar, weil er infolge der oben angegebenen Vielseitigkeit mehrere
gewöhnliche Schieberwiderstände ersetzt. Der Spannungsteiler kann natürlich auch
so ausgebildet sein, daß der Schieber anstatt geradlinig in irgendeiner Kurvenbahn,
z. B. kreisförmig, geführt wird, ohne daß hierdurch etwas an dem Wesen der Erfindung
geändert wird.