DE2315837A1

DE2315837A1 - Elektrischer schichtwiderstand, insbesondere funkenloeschwiderstand mit definierter sicherungswirkung

Info

Publication number: DE2315837A1
Application number: DE19732315837
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Chem Dr Engl; Kurt Dipl Phys Marth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1974-10-10

Description

Elektrischer Schicntwiderstand, insbesondere Funkenlöschwiderstand mit definierter Sicherungswirkung Die vorliegende Erfindung betrifft eInen elektrischen Schichtwiderstand, insbesondere einen urikenlöschwiderstand mit definierter Sicherungswirkung, der aus einer auf einem Keramikkörper aufgebrachten, mit einer Einengung versehenen Widerstandsschicht und daran angebrachten Anschlußelementen besteht.
Elektrische Widerstände zur Verwendung als Entstör- bzw. nunkenlöschwiderstände sind hinreichend bekannt (Vergl. DD-AS 1 016 353, Sie bestehen aus einem Keramikträgerkörper, der wahlweise als Vollkörper oder als Hohlkörper ausgebildet Ist. Auf diesem Trägerkörper ist eine Widerstandsschicht aufgebracht, weiche eine Strompfadverjüngung aufweist. Funkenlöschwiderstände, welche gleichzeitig als Abschaltsicherungen eingesetzt werden, besitzen als Widerstandsschicht eine Kohlebeschrcntung in Form von Glanzkohle- bzw. Hartkohleschichten. Bei einer entsprechenden Impulsbelastung steigt die Stromwärme innerhalb des Widerstandes an, wobei die Kohlebelegung oxydiert und der Ohmwert des Widerstandes erhöht wird.
Dieser Anstieg der Stromwärme wird zusätzlich durch die Anbringung von geeigneten Einengungen der Widerstandsschicht verstärkt.
Verschiedene Geometrien zur Einengung der Widerstandsschicht mit dem Ziel, eine Strompfadverjüngung hervorzurufen, sind bekannt; so kann z.B. die Einengung herbeigeführt werden durch eine Entfernung der Widerstandsschicht von dem Trägerkörper-in Form eines rechtwinkligen bzw. ovalen Fensters oder durch eine Einkerbung von geeignet dimensionierten Wendeln innerhalb der Widerstandsschicht. Die Anbringung eines-rechtwinkligen bzw.
ovalen Fensters innerhalb der Kohleschicht wird praktisch nur mit Hilfe von Schleifscheiben vorgenommen, da das Entfernen großer Flächen mittels Laserenergie problematisch ist. Demgegenüber ist die Anbringung von Wendeln mit Hilfe von Laserstrahlen möglich, was gewisse Vorteile durch exakte Linienfuhrung und Erreichung einer hohen Kantenschärfe mit sich bringt. Andererseits sind jedoch die elektrischen Widerstände mit einer AD-gleichsgeometrie in Wendelform gegenüber den Widerständen mit " Fensterschliffen" in Bezug auf ihre elektrischen Eigenschaften als Abschaltsicherung benachteiligt, da ie bei Impulsprüfungen in stärkerem Maße infolge Durchbrennens zum Totalausfall führen. Der nach dem Abschalten entstehende Isolationsweg hängt dabei von den Abmessungen der Wendel ab.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Geometrie der Einengung und damit des Abgleichs der Widerstandsschicht so zu gestalten, daß bei geringer Beanspruchung des Widerstandskörpers, z.B. durch die Bearbeitung mit Hilfe von Laserstrahlen, eine automatisiergerechte Fertigung ermöglicht wird, daneben aber die festgelegten Eigenschaften der elektrischen Widerstände bezüglich Konstanzverhalten bei Impulsbelastung und Durchbrennen bei Überlast gewährleistet sind.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Schichtwiderstand der eingangs genannten Art gelöst, der aadurch ausgezeichnet ist, daß die Einengung der auf dem Keramikkörper aufgebrachten Widerstandsschicht durch ein U-förmig gestaltetes Muster, das aus dieser entfernt ist, hervorgerufen ist, Durch die Entfernung eines U-förmig gestalteten Musters aus der auf dem Keramikkörper aufgebrachten Widerstandsschicht wird eine Strompfadverjungung geschaffen, welche gleichwertige elektrische Eigenschaften bezüglich des Konstanzverhaltens bei Impulsbelastung besitzt und daneben eine Durchbrennzeit unterhalb des maximal zulässigen Grenzwertes aufweist wie die durch einen " Fensterschliff n hervorgerufene Strompfadverjüngung.
Die Widerstandsschicht ist eine elektrisch leitende Kohlebeschicntung; sie besitzt den Vorteil, daß sie unter dem Einfluß der Stromwärme infolge der Oxydation an Luft partiell entfernt und damit nichtleitend wird.
Vorteilhafterweise wird das U-förmig gestaltete Muster, das zur Einengung der Widerstands schicht aus dieser entfernt ist, mit seinen U-Schenkeln in Stromwegrichtung angeordnet, weil dadurch die Dimensionierung der Strompfadverjüngung sehr exakt festgelegt werden kann. Eine Anordnung des U-förmig gestalteten Musters mit seinen U-Schenkeln quer zur Stromwegrichtung ist dann gunstig, wenn eine exakte Dimensionierung primar nicht- erforderlich ist, aber herstellungstechnisch ein einfacheres Führen des Körpers angestrebt wird.
-Das U-förmig gestaltete Muster innerhalb der Widerstandsschicht wird mit besonders herstellungstechnischen Vorteilen mit Hilfe von Laserstrahlen, insbesondere in automatischen Fertigungsverfahren, angebracht, da hierbei die Vorteile der Bearbeitung mit Laserstrahlen im Hinblick auf eine geringe Beanspruchung der Widerstandsschicht und eine präzise Steuerbarkeit des Fertigungsprogramms ausgenützt werden.
An Hand der Figuren 1 und 2 wird der elektrische Schichtwiderstand nach der Erfindung näher beschrieben. In Fig.1 und 2 sind elektrische Schichtwiderstände nach der Erfindung mit einer U-förmig gestalteten Ausnehmung der Widerstandsschicht dargestellt Fig.1 zeigt einen Keramikkörper 1, der als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet sein kann.. Dieser ist mit einer elektrisch leitenden Widerstandssxchicht 2 (Kohle oder Metalls belegt. An den Enden sind Kontaktkappen 7 und 8 angebracht, mit denen Lötfahnen bzw.
Lötschukie 5 und 6 verbunden sind. Aus der aufgebrachten Widerstandsschicht 2 ist ein U-förmig gestaltetes Muster mit den U-Schenkeln 3 und 4 in Stromwegrichtung entfernt.
In Fig.2 ist ein weiterer elektrischer Schichtwiderstand dargestellt. Die erfindungsgemäße U-förmig gestaltete Ausnehmung der Widerstandsschicht 2 ist bei diesem Widerstand mit ihren U-Schenkeln 3 und 4 quer zur Stromwegrichtung angebracht.
Die erfindungsgemäßen elektrischen Schichtwiders tände, welche durch eine Abgleichsgeometrie in Form einer U-förmig gestalteten Ausnehmung der Widerstandsschicht 2 ausgezeichnet sind, weisen bei einer Impulsprüfunsg eine Widerstandsänderung 4R/R unterhalb des maximal zulässigen Grenzwertes von +1 ,aO auf und liegen im gleichen Größenordnungsbereich wie Schichtwiderstände, welche eine durch einen " Fensterschliff Js hervorgerufene Abgleichsgeometrie besitzen.
Als maximal zulässiger Grenzwert der Dur-chbrennzeit t eines 50 Ohm-Funkenlöschwiderstandes bei Belastung mit 50 W Gleichspannung wird eine Durchbrennzeit von t = 30 Sek. gefordert.
Die erfindungsgemäen Schichtwiderstände mit U-förmig gestaltetem Uchliff weisen eine gleiche Durchbrennzeit von t = t7-24 Sek. wie die mit " Fensterschliff ft ausgestatteten Widerstände auf und unterschreiten damit den geforderten Grenzwert.
Es kommt als wesentlicher Vorteil gegenüber Schichtwiderständen mit den bisher bekannten Abgleichsgeometrien in Form von ovalen bzw. rechteckigen Fenstern hinzu, daß die U-förmige Ausnehmung mittels Laserenergie hergestellt werden kann und damit besonders rationell und exakt auszuführen ist.
5 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Elektrischer Widerstand, insbesondere Bunkenlöschwidersland mit definierter Sicherungswirkung, der aus einer auf einem Keramikkörper aufgebrachten, mit einer-Einengung versehenen Widerstandsschicht und daran angebrachten Anschlußelementen besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einengung der auf dem Keramikkörper (1) aufgebrachten Widerstandsschicht (2) hervorgerufen ist durch ein U-förmig gestaltetes Muster, das aus dieser entfernt ist.
2. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1, d a d u r c h gek e n n z e X c h ne t , daß die Widerstandsschicht (2) eine elektrisch leitende Kohlebeschichtung ist.
9. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das U-förmig gestaltete Muster, das zur Einengung der Widerstandsschicht (2) aus dieser entfernt ist, mit seinen U-Schenkeln (3 und 4) in Stromwegrichtung angeordnet ist.
4. Elektrischer Schichtwiaerstana nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das U-förmig gestaltete Muster, das zur Einengung der Widerstandsschicht (2) aus dieser entfernt ist, mit seinen U-Schenkeln (3 und 4) quer zur Stromwegrichtung angeordnet ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schichtwiderstandes nach einem der Ansprüche 1-4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das U-förmig gestaltete muster innerhalb der Widerstandsschicht (2) mit Hilfe von Laserstrahlen angebracht wird.