DE3546916C2 - High power low value electrical resistor - Google Patents

Abstract

A flat metal plate has a thickness of from 1 mil to 50 mils. A pair of electrical leads are operatively attached to the flat metal plate at its opposite ends. The metal plate have notches extending inwardly from its opposite lateral edges in spaced apart relationship to one another with the notches of one of the opposite sides being staggered w.r.t those of the other of the opposite sides. Each of the notches extends completely through the thickness of the plate and are formed by a laser beam cut so as to anneal the metal of the plate and impart stability to the electrical characteristics of the plate. A hardened compound of electrically insulating material surrounds and completely embeds the plate to form a body of predetermined shape. The leads protrude outwardly from the body and the moulding compound provides structural support for the plate to minimise bending or breakage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hochleistungswiderstandes mit niedrigem Widerstandswert gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a High performance resistor with low resistance value according to the preamble of claim 1.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Hochleistungswiderstan­ des ist in der älteren Patentanmeldung De 34 25 718 A1 der Anmelderin vorbeschrieben.A method of manufacturing a high performance resistor is in the older patent application De 34 25 718 A1 described above by the applicant.

Bekannte Widerstände sind oft drahtgewickelte Widerstände, die durch Umwicklung eines aus einem Widerstandsmaterial hergestellten feinen Drahtes um einen Keramikzylinder erzeugt werden, wobei die Enden des Drahtes an Kappen angeschweißt sind, die an jedem Ende des Keramikzylinders angebracht sind. Kupferleitungen werden üblicherweise an die Kappen angeschweißt und erstrecken sich axial von ihnen weg. Gewöhnlich werden solche drahtgewickelten Widerstände dann mit einer Art Isoliermaterial ummantelt, um den Widerstandsdraht zu schützen.Known resistors are often wire-wound Resistances caused by wrapping one made from a resistance material Fine wire can be created around a ceramic cylinder, with the ends of the wire are welded to caps at each end of the ceramic cylinder are attached. Copper lines are common welded to the caps and extend axially from away from them. Such are usually wire-wound Resistors are then covered with a kind of insulating material, to protect the resistance wire.

Das oben erwähnte Herstellungsverfahren eines drahtge­ wickelten Widerstandes erfordert zahlreiche Teile und ist sehr arbeitsintensiv. Die Anzahl der Teile eines solchen Widerstandes beträgt gewöhnlich sechs (zwei Endkappen, zwei Leitungen, einen Keramikkern und einen Widerstands­ draht). Außerdem muß eine Art Ummantelung vorgesehen sein. The above-mentioned manufacturing method of a wire wound resistance requires numerous parts and is very labor intensive. The number of parts of such Resistance is usually six (two end caps, two lines, a ceramic core and a resistor wire). A type of casing must also be provided.  

Aus DE 33 11 548 A1 ist ein niederohmiger elektrischer Widerstand mit den Sachmerkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs bekannt, dessen plattenförmiger Widerstandskörper aus Metall mit an entgegengesetzten Enden der Platte angeschweißten Leitungen in einer keramischen Hülle zylindrischer Form untergebracht ist, wobei die Anschlußleitungen stirnseitig aus der Hülle herausragend ausgebildet werden. Die nach dem Befestigen der Leitungen an den Enden der Platte und einem ggf. erforderlichen Abgleich durch Entfernen von Material am Rand der Platte aufgebrachte Hülle kann aus gepreßter Glaskeramik hergestellt werden. Als weitere Hüllenmaterialien werden Silikon-Epoxid-Harz oder andere keramische Materialien angegeben. Das Hüllenmaterial kann gepreßt sein oder dadurch geformt sein, daß der Widerstands­ körper in einen Behälter gesteckt wird, der wie eine keramische Wanne wirkt, die mit einem zementartigen Material gefüllt wird.From DE 33 11 548 A1 is a low-resistance electrical Resistance with the characteristics of the preamble of the main claim known, the plate-shaped resistance body made of metal with wires welded to opposite ends of the plate housed in a ceramic shell of cylindrical shape is, the connecting lines from the front of the envelope be excellently trained. The after attaching the leads the ends of the plate and a required adjustment by removing can be made of material applied to the edge of the plate pressed glass ceramics. As another Shell materials are silicone epoxy resin or others ceramic materials specified. The casing material can be pressed or shaped by the resistance body is put in a container that looks like a ceramic tub that works with a cement-like material is filled.

Aus der US-PS 24 57 616 ist ein elektrischer Widerstand mit einer mäanderförmig geschlitzten Platte bekannt, deren Schlitze gelocht sind, wobei gemäß Fig. 1 und 4 die Anschlußleitungen einseitig an der Platte angeordnet sind. Die Platte kann bezüglich ihrer Schlitze als vorgefertigtes Rollenmaterial von einer Rolle abgezogen und durch Ablängen des Rollenmaterials gefertigt werden.From US-PS 24 57 616 an electrical resistor with a meandering slotted plate is known, the slots are perforated, the connecting lines being arranged on one side of the plate according to FIGS. 1 and 4. The plate can be pulled off a roll with respect to its slots as a prefabricated roll material and can be produced by cutting the roll material to length.

Die Verwendung eines Lasers für die mechanische Bearbeitung von Werkstücken ist aus DE-Z: "Elektronik", 10/1981, S. 43 bis 53 bekannt. Dabei kann das Werkstück durch einen Laser­ strahl zum Glühen gebracht werden. Anschließend entsteht durch das schnelle Abkühlen des Werkstückes eine abgehärtete Struktur.The use of a laser for mechanical processing of workpieces is from DE-Z: "Electronics", 10/1981, p. 43 known to 53. The workpiece can be lasered beam to be made to glow. Then arises through the rapid cooling of the workpiece a hardened one Structure.

Ein Laserstrahl-Trimmsystem für die Widerstände von Hybridschaltungen ist aus DE-Z: "Elektronik-Industrie", 1/2 1974, S. 14 und 15 bekannt.A laser beam trimming system for the resistances of hybrid circuits is from DE-Z: "Electronics Industry", 1/2 1974, Pp. 14 and 15 known.

Ein Rechensteuersystem zur Messung von elektrischen Wider­ standswerten ist aus der US-PS 43 45 235 bekannt.An arithmetic control system for measuring electrical resistances level values is known from US-PS 43 45 235.

Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstel­ lung eines Verfahrens zur Herstellung eines Widerstandes, das es gestat­ tet einen Widerstand mit einem geringeren Arbeitsaufwand herzustellen; außerdem soll der Widerstand ohne zusätzliche Arbeits­ kosten auf sehr enge Toleranzen automatisch getrimmt werden können.Accordingly, it is an object of the invention to provide development of a method for producing a resistor,  that it allowed resistance with less work manufacture; in addition, the resistance should be without additional work costs are automatically trimmed to very tight tolerances can.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Herstellung eines Widerstandes gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This task is accomplished by a manufacturing process a resistor according to claim 1 solved.  

Der Widerstand besteht z. B. aus einer rechteckig ge­ formten, flachen Platte mit gegenüberliegenden Enden und gegenüberliegenden Seitenkanten. Die Platte besteht vor­ zugsweise aus Metall, beispielsweise aus einer Nickel-Aluminium Legierung, und weist vorzugsweise eine Dicke von 0,0254 bis 1,27 mm auf. Elektrische Leitungen sind an den gegenüber­ liegenden Enden der rechteckförmigen Platte durch Punkt­ schweißen oder auf andere Art und Weise befestigt. Ein Laserstrahl wird verwendet, um mehrere Kerben oder Schlitze in die Seitenkante oder Metallplatte einzuschnei­ den. Der Laserstrahl schneidet völlig durch die Metall­ platte, wobei die Schlitze versetzt zueinander so ange­ ordnet sind, daß die wirksame Länge des durch den Strom zurückzulegenden Weges von einem Ende der Platte zum anderen vergrößert wird.The resistance consists e.g. B. from a rectangular ge shaped flat plate with opposite ends and opposite side edges. The plate exists preferably made of metal, for example of a nickel-aluminum Alloy, and preferably has a thickness of 0.0254 to 1.27 mm on. Electrical lines are on the opposite lying ends of the rectangular plate by point welded or otherwise secured. A laser beam is used to make multiple notches or Cut slots in the side edge or metal plate the. The laser beam cuts completely through the metal plate, the slots being offset from one another so orders that are the effective length of the current distance to be traveled from one end of the plate to the other is enlarged.

Das Schneideverfahren des Widerstandsmaterials mittels eines Laserstrahls führt zum Glühen des Widerstandsmaterials, so daß die elektrischen Kennwerte des Widerstandes stabil und konstant sind, nachdem das Teil fertig ist. Andere Schneideverfahren des Widerstandsmaterials wie Sägen, Abschleifen usw. leiten Druckbeanspruchungen in das Widerstandsmaterial ein, die den Widerstandswert und die Stabilität des Widerstandes mit der Zeit verändern lassen. Die vorliegende Erfindung, die den Laserstrahl zum automatischen Einschneiden der Schlitze verwendet, führt im Ergebnis zu einem Widerstand, der im wesentlichen über längere Benutzungszeiträume stabil ist. Dies folgt daraus, daß der Laserstrahl einen glatten, ge­ raden Schnitt ermöglicht und daß er ferner das Metall während des Schneidverfahrens glüht.The cutting process of the resistance material using a  Laser beam leads to glow of the resistance material, so that the electrical characteristics of resistance are stable and constant after the part is done. Other methods of cutting the resistance material such as saws, sanding, etc. conduct pressure into the resistance material, which is the resistance value and change the stability of the resistance over time to let. The present invention which uses the laser beam used automatic cutting of the slots leads resulting in a resistance that is essentially about longer periods of use is stable. This follows from the fact that the laser beam has a smooth, ge straight cut and that he also the metal glows during the cutting process.

Laserstrahlen sind schon früher zum Schneiden und Trimmen von Dingen benutzt worden, die in der Technik als Dickfilm- Widerstände bezeichnet werden. Diese Widerstände weisen ein Substrat mit einem aufgedruckten Metallfilm auf. Die Dicke des Metallfilmes beträgt gewöhnlich weniger als 0,0254 mm. Diese Filmwiderstände sind von anderer Art als Hochleistungswiderstände mit einem geringen Widerstands­ wert, wie sie gewöhnlich mittels Drahtwicklungsverfahren hergestellt werden.Laser beams are used for cutting and trimming earlier used by things that are known in the art as thick film Resistances are called. These resistances point a substrate with a printed metal film. The The thickness of the metal film is usually less than 0.0254 mm. These film resistors are of a different type than High power resistors with a low resistance worth it, as is usually the case with wire winding processes getting produced.

Die Hochleistungswiderstände sind ehemals in konventioneller Weise mittels der Drahtwickeltechnik hergestellt worden, und zwar wegen der Schwierigkeiten, die damit verbunden sind, einer geschlitzten Metallplatte eine ausreichende Stabilität zu verleihen, die die notwendige Dicke für einen Hochleistungswiderstand aufweist. Üblicherweise liegt die Dicke zwischen 0,0254 mm bis 1,27 mm. Die vorliegende Erfindung ist jedoch aufgrund von zwei bisher nicht erkannten Ergebnissen möglich, d. h., weil der Laserstrahl der Nut einen glatten Schnitt verleiht und ferner weil der Laserstrahl das Metall während des Schneidverfahrens glüht. Der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Widerstand ist deshalb über längere Benutzungsperioden hinweg stabil. The high-performance resistors were formerly conventional Made using wire winding technology, because of the difficulties involved are sufficient for a slotted metal plate To give stability that the necessary thickness for has a high power resistor. Usually the thickness is between 0.0254 mm to 1.27 mm. The present However, invention is not yet due to two recognized results possible, d. that is, because of the laser beam gives the groove a smooth cut and further because the laser beam hits the metal during the cutting process glows. The one made according to the present invention Resistance is therefore over long periods of use stable throughout.  

Die vorliegende Erfindung schafft eine bemerkenswerte Verbesserung gegenüber früheren drahtgewickelten Widerständen. Der erfindungsgemäße Widerstand umfaßt nur drei Teile, wobei ein drahtgewickelter Widerstand aus sechs Teilen besteht, ohne daß das Umhüllungsmaterial mitgezählt wird. Die not­ wendige Produktionsanlage zur Herstellung dieses neuen verbesserten Widerstandes kann völlig automatisiert und vollständig über einen Rechner gesteuert werden. Das ein­ zubauende Widerstandsmaterial kann in langen Rollen besorgt werden, das automatisch einer Betriebs­ anlage gemeinsam mit Kupferdraht für die Leitungen zuge­ führt werden kann. Die automatische Betriebsanlage kann dann völlig das Teil herstellen, ohne daß eine Bearbeitungs­ person den Widerstand wieder berühren muß. Die Herstellungs­ kosten des Widerstandes werden gegenüber dem gegenwärtigen Herstellungsverfahren für einen üblichen drahtgewickelten Widerstand beträchtlich verringert.The present invention provides a remarkable one Improvement over previous wire-wound resistors. Of the Resistance according to the invention comprises only three parts, wherein a wire-wound resistor consists of six parts, without counting the wrapping material. The need manoeuvrable production system for the production of this new improved resistance can be fully automated and completely controlled by a computer. The one Resistance material to be built can be in long Roles to be worried that automatically an operating plant together with copper wire for the lines can be led. The automatic operating system can then completely manufacture the part without any machining person must touch the resistance again. The manufacturing The cost of resistance to the present Manufacturing process for a conventional wire-wound Resistance significantly reduced.

Wenn das Teil mit dem Laser geschnitten wird, dann mißt eine Widerstandsmeßvorrichtung ständig den Widerstand, so daß es möglich ist, den Wider­ stand mit sehr engen Toleranzen herzustellen. Der neue Widerstand ist insoweit vielseitig, als er mit vielen unterschiedlichen Widerstandswerten hergestellt werden kann, indem nur ein Typ und eine Größe des Widerstandsmaterials und eine Produktionsanlage verlangt wird. Der Rechner kann automatisch die notwendige Zahl der Schlitze und die Tiefe der Schlitze berechnen, um den Widerstand mit der erforder­ lichen Toleranz und dem Widerstandswert herzustellen.If the part with the laser is cut, then a resistance measuring device measures constantly the resistance, so that it is possible the resistance stood with very tight tolerances. The new Resistance is versatile in so far as it is with many different resistance values can be produced, by just one type and size of the resistance material and a production facility is required. The calculator can automatically the necessary number of slots and the depth of slots calculate the resistance with the required tolerance and resistance value.

Der Schneidevorgang des Widerstandsmaterials mit einem Laserstrahl führt zu einem Glühen des Widerstandsmaterials, so daß die elektrischen Kennwerte des Widerstandes im wesentlichen stabil sind, nachdem das Teil fertig ist. Andere Schneidverfahren für das Widerstandsmaterial wie Sägen, Schleifen usw. üben Druck auf das Widerstandsmaterial aus, was dazu führt, daß der Widerstandswert und die Stabilität des Widerstandes sich mit der Zeit ändern. Das vorliegende automatische Verfahren stellt sicher, daß der Widerstand über lange Benutzungszeiträume hinweg stabil ist.The cutting process of the resistance material with a Laser beam leads to one Annealing the resistance material so that the electrical Characteristic values of the resistance are essentially stable, after the part is finished. Other cutting methods for practice the resistance material such as sawing, grinding, etc. Pressure on the resistance material, which leads to the fact that the resistance value and the stability of the resistance change over time. The present automatic Procedure ensures that the resistance lasts for a long time Usage period is stable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the drawings described and will be explained in more detail below. It demonstrate:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Maschine zur Herstellung des Widerstands­ elements, Fig. 1 is a perspective view of a machine for manufacturing the resistor elements,

Fig. 2 eine teilperspektivische Darstellung des Laser­ schneidwerkzeuges über einem zu schneidenden Widerstandselement, Fig. 2 is a partial perspective view of the laser cutting tool to cut through a resistive element,

Fig. 3 eine Draufsicht eines Widerstandselements, das geschnitten worden ist, Fig. 3 is a plan view of a resistor element that has been cut,

Fig. 4 eine Draufsicht einer modifizierten Widerstandsform, Fig. 4 is a plan view of a modified form of resistance,

Fig. 4A eine Schnittdarstellung längs der Linie 4A-4A nach Fig. 4, FIG. 4A is a sectional view taken along line 4A-4A of Fig. 4,

Fig. 5 eine Draufsicht einer weiteren modifizierten Widerstandsform, Fig. 5 is a plan view of a further modified form of resistance,

Fig. 5A eine Schnittdarstellung entlang der Linie 5A-5A nach Fig. 5, Fig. 5A is a sectional view taken along the line 5A-5A of FIG. 5,

Fig. 6 eine Draufsicht einer abgewandelten Widerstandsform, Fig. 6 is a plan view of a modified form of resistance,

Fig. 6A und 6B Schnittdarstellungen längs der Linien 6A-6A und 6B-6B nach Fig. 6, FIGS. 6A and 6B are sectional views taken along the lines 6A-6A and 6B-6B of FIG. 6,

Fig. 7 eine Draufsicht einer modifizierten Widerstandsform, Fig. 7 is a plan view of a modified form of resistance,

Fig. 7A und 7B Schnittdarstellungen längs der Linien 7A-7A und 7B-7B nach Fig. 7, FIGS. 7A and 7B are sectional views taken along lines 7A-7A and 7B-7B of Fig. 7,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer modifi­ zierten Form des Widerstandes, Fig. 8 is a perspective view of a modifi ed form of resistance,

Fig. 9 eine Draufsicht auf den Widerstand nach Fig. 8, Fig. 9 is a plan view of the resistor of FIG. 8,

Fig. 10 eine Ansicht längs der Linie 10-10 nach Fig. 9, Fig. 10 is a view taken along line 10-10 of FIG. 9,

Fig. 11 eine Ansicht längs der Linie 11-11 nach Fig. 10 und Fig. 11 is a view along the line 11-11 of Fig. 10 and

Fig. 12 eine Ansicht längs der Linie 12-12 nach Fig. 11. Fig. 12 is a view taken along line 12--12 according to FIG. 11.

In den Zeichnungen, insbesondere Fig. 3, ist mit 10 ein elektrischer Widerstand bezeichnet. Der Widerstand 10 umfaßt eine Metallplatte 12 mit mehreren Nuten 14 und 16, die sich jeweils von gegenüberliegenden Kanten aus nach innen erstrecken.In the drawings, in particular Fig. 3, 10 denotes an electrical resistance. Resistor 10 includes a metal plate 12 having a plurality of grooves 14 and 16 , each of which extends inwardly from opposite edges.

Ein Paar Leitungen 18, 20 sind an gegenüberliegenden Enden der Platte 12 durch Punktschweißen oder einem anderen geeigneten Verfahren zum elektrischen Anschließen der Leitungen an die Platte verbunden. Die Platte 12 kann aus irgendeinem leitenden Material bestehen, wobei das bevor­ zugte Material eine Nickel-Chrom-Legierung ist. Die Dicke der Metallegierung kann im Bereich von 0,0254 bis 1,27 mm liegen, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 0,203 bis 1,27 mm liegt.A pair of leads 18 , 20 are connected at opposite ends of the plate 12 by spot welding or other suitable method of electrically connecting the leads to the plate. The plate 12 may be made of any conductive material, the preferred material being a nickel-chromium alloy. The thickness of the metal alloy can range from 0.0254 to 1.27 mm, with the preferred range being from 0.203 to 1.27 mm.

Die Schlitze 14 und 16 sind versetzt und alternierend zuein­ ander angeordnet. Ferner erstrecken sich die Schlitze 14 und 16 nach innen, so daß sie sich überlappen. Dies erhöht wirksam den Weg, dem der elektrische Strom von der Leitung 18 zur Leitung 20 folgen muß. Der Widerstand der Vorrich­ tung kann durch Erhöhung der Tiefe des Schnitts der Schlitze 14 und 16 und ebenso durch Änderung des Abstandes zwischen den Schlitzen 14 und 16 verändert werden. Eine Veränderung der Anzahl der Schlitze 14, 16 führt auch zu einer Änderung des Widerstandes. Der Widerstand wird durch Erhöhen der Anzahl der Schlitze vergrößert.The slots 14 and 16 are offset and arranged alternately to each other. Furthermore, the slots 14 and 16 extend inward so that they overlap. This effectively increases the path that the electrical current from line 18 to line 20 must follow. The resistance of the device can be changed by increasing the depth of the cut of the slots 14 and 16 and also by changing the distance between the slots 14 and 16 . A change in the number of slots 14 , 16 also leads to a change in the resistance. The resistance is increased by increasing the number of slots.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, liegen die zu den Enden der Platte 12 benachbarten Schlitze 14 und 16 aneinander als die Schlitze 14 und 16, die neben dem longitudinalen Mittelpunkt der Platte 12 liegen. Dies erhöht den Wider­ stand an den gegenüberliegenden Enden der Platte. Der Grund hierfür ist, daß bei Leistungswiderständen üblicher­ weise ein Wärmepunkt benachbart zum longitudinalen Zentrum des Widerstandes auftritt. Der Grund für den Wärmepunkt in einem solchen herkömmlichen drahtgewickelten Widerstand ist, daß die Hitze leichter von den Enden des Widerstandes als vom longitudinalen Zentrum des Widerstandes abgegeben werden kann.As can be seen from FIG. 3, the slots 14 and 16 adjacent to the ends of the plate 12 are adjacent to each other than the slots 14 and 16 which are adjacent to the longitudinal center of the plate 12 . This increases the resistance at the opposite ends of the plate. The reason for this is that a thermal point usually occurs in the case of power resistors adjacent to the longitudinal center of the resistor. The reason for the heat point in such a conventional wire wound resistor is that the heat can be more easily released from the ends of the resistor than from the longitudinal center of the resistor.

Dadurch, daß die Schlitze 14 und 16 an den Enden des Wider­ standes näher aneinanderplaziert werden, ist es möglich, daß eine größere Wärmemenge an den Enden des Widerstandes abgegeben werden kann, wobei zur selben Zeit die Temperatur des Widerstandes relativ konstant durch dessen gesamte Länge gehalten werden kann. Dadurch wird die Tendenz zur Bildung eines Wärmepunktes neben dem Zentrum des Wider­ standes durch das relative Auseinanderlegen der Nuten verringert, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.Characterized in that the slots 14 and 16 were placed closer together at the ends of the opposing, it is possible that a larger amount of heat can be given off at the ends of the resistor, while at the same time the temperature of the resistor is kept relatively constant over its entire length can be. As a result, the tendency to form a heat point next to the center of the resistance is reduced by the relative spacing of the grooves, as shown in FIG. 3.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Laserschneidemaschine 22 zur Bildung des Widerstandes gezeigt. Die Maschine 22 weist einen üblichen Aufbau auf und ist typisch für Laserschneidemaschinen, die kommerziell zum Schneiden und Bohren von Stahl erhältlich sind. Eine solche typische industrielle Laserschneidemaschine ist die, die von der Ratheon Company in ihrem Laser Center in der 4th Avenue, Burlington, Massachusetts 01803 unter der Warenbezeichnung SS-501-3 hergestellt wird. Diese Laserschneidemaschine hat eine Durchschnittsleistung von 400 Watt bei bis zu 200 Impulsen pro Sekunde. Die maximale Energie pro Impuls beträgt 25 Joules. Die Schnittgeschwindigkeit ist von 1/8 m/s bis 3 m/s variabel.In Figs. 1 and 2, a laser cutting machine 22 is shown for the formation of resistance. The machine 22 has a conventional structure and is typical of laser cutting machines that are commercially available for cutting and drilling steel. One such typical industrial laser cutting machine is that manufactured by Ratheon Company at its Laser Center at 4th Avenue, Burlington, Massachusetts 01803 under the trade designation SS-501-3. This laser cutting machine has an average output of 400 watts at up to 200 pulses per second. The maximum energy per pulse is 25 joules. The cutting speed is variable from 1/8 m / s to 3 m / s.

Die Maschine 22 weist einen Laserkopf 24 auf, über den ein Laserstrahl zu dem zu schneidenden Objekt geleitet wird.The machine 22 has a laser head 24 , via which a laser beam is guided to the object to be cut.

Fig. 2 zeigt den Auflagentisch 26 der Maschine, der zum Bewegen des Werkstückes relativ zum Laserkopf 24 benutzt wird. Der Auflagentisch 26 kann in einer ersten Richtung durch Längsgleiten auf Gleitschienen 28 bewegt werden. Eine Bewegung des Werkstückes in einer Richtung quer zur ersten Richtung wird durch Gleitblöcke oder Prüfklammern 30 verursacht, die gleitbar in U-Profilen 32 eingepaßt sind. Somit wird über die Gleitschienen 28 und die Gleit­ blöcke 30 eine XY-Achse geschaffen, auf der das Werkstück bewegt werden kann. Fig. 2 shows the support table 26 of the machine, which is used to move the workpiece relative to the laser head 24 . The support table 26 can be moved in a first direction by sliding longitudinally on slide rails 28 . Movement of the workpiece in a direction transverse to the first direction is caused by sliding blocks or test clips 30 which are slidably fitted in U-profiles 32 . Thus, an XY axis is created on the slide rails 28 and the slide blocks 30 , on which the workpiece can be moved.

Der erste Schritt des Herstellungsprozesses besteht in der Befestigung der Leitungen 18, 20 an der Platte 12. Wenn diese Leitungen befestigt sind, werden die Platte und die Leitungen in den Prüfklammern 30 in der in Fig. 2 gezeig­ ten Art und Weise befestigt. An den Leitungen ist ein Paar elektrischer Verbindungselemente 34, 36 befestigt, an denen Drähte 38 angebracht sind. Die Drähte 38 führen zu einem Rechensteuersystem 40, das im Blockdiagramm in Fig. 1 gezeigt ist. Das Rechensteuersystem 40 mißt die elektrischen Widerstandswerte zwischen den beiden Leitungen 18 und 20. Das Rechensteuersystem 40 kann dann die Abstände zwischen und die geforderte Tiefe für die Nuten 14 und 16 bestimmen und festlegen, um den gewünschten elektrischen Widerstandswert für den fertigen Widerstand zu erhalten. Wenn dieser durch das Rechensteuersystem einmal berechnet ist, steuert es die Maschine 22 so, daß die Nuten entsprechend dem kalkulierten Muster geschnitten werden. Das Rechensteuersystem fährt fort, den Widerstand der Vorrichtung während des Schneid­ verfahrens zu überwachen, so daß letztlich ein präziser Widerstandswert der Vorrichtung erhalten wird.The first step in the manufacturing process is to attach the lines 18 , 20 to the plate 12 . When these leads are attached, the plate and leads are secured in the test clips 30 in the manner shown in FIG. 2. A pair of electrical connectors 34 , 36 to which wires 38 are attached are attached to the leads. The wires 38 lead to an arithmetic control system 40 , which is shown in the block diagram in FIG. 1. The arithmetic control system 40 measures the electrical resistance values between the two lines 18 and 20 . The arithmetic control system 40 can then determine and set the distances between and the required depth for the grooves 14 and 16 to obtain the desired electrical resistance value for the finished resistor. Once calculated by the arithmetic control system, it controls machine 22 to cut the grooves according to the calculated pattern. The arithmetic control system continues to monitor the resistance of the device during the cutting process so that a precise resistance value of the device is ultimately obtained.

Der Laserstrahl schneidet systematisch die verschiedenen Schlitze 14 und16 in die Platte, die sich vollständig durch die Dicke der Platte 12 und nach innen erstrecken, und zwar überlappend und versetzt zu den Schlitzen, die an der gegenüberliegenden Seite gebildet werdenThe laser beam systematically cuts the various slits 14 and 16 into the plate, which extend completely through the thickness of the plate 12 and inwards, overlapping and offset from the slits formed on the opposite side

Die Schlitze werden senkrecht zu der Längsachse des Wider­ standes geschnitten, so daß die Länge des elektrischen Stromweges verlängert wird, wodurch der wirksame Widerstand der Vorrichtung erhöht wird.The slots are perpendicular to the longitudinal axis of the counter cut, so that the length of the electrical Current path is extended, reducing the effective resistance the device is increased.

Das Verfahren zum Schneiden des Widerstandes auf dem gewünschten Weg umfaßt die folgenden Schritte:The procedure for cutting the resistance on the Desired way includes the following steps:

• a. Der Widerstand wird auf dem XY-Tisch durch eine nicht gezeigte automatische Handhabungsanlage angeordnet.a. The resistance is not on the XY table by one Automatic handling system shown arranged.
• b. Der Anfangswiderstandswert des Widerstandes wird er­ mittelt.b. It becomes the initial resistance value of the resistor averages.
• c. Der Anfangswiderstand wird in das Rechensystem 40 eingegeben, wo dieser Wert mit dem Widerstandswert ver­ glichen wird, der zuvor in den Rechner 40 programmiert wurde und der dem gewünschten Widerstandswert entspricht.c. The initial resistance is entered into the computing system 40 , where this value is compared to the resistance value that was previously programmed into the computer 40 and that corresponds to the desired resistance value.
• d. Der Rechner berechnet dann die notwendige Zahl der Schlitze, die Tiefe der Schlitze und die Abstände der Schlitze, um den letztendlich gewünschten Widerstand zu erhalten. Für einen niederohmigen Widerstand sind nur relativ wenige Schritte mit sehr kurzer Länge notwendig, wohingegen für hochohmige Widerstände viele Schnitte großer Länge erforderlich sind. d. The calculator then calculates the necessary number of Slots, the depth of the slots and the spacing of the Slots to provide the ultimate resistance receive. For a low resistance, are only relatively few steps with a very short length necessary, whereas many cuts for high-resistance resistors long length are required.  
• e. Der XY-Tisch 26 beginnt dann, das Teil unter dem Laser­ strahl zu bewegen, so daß der Laserstrahl die Schlitze wie gewünscht einschneiden kann. Dies wird so schnell wie möglich ausgeführt, bis der allerletzte Schlitz ge­ schnitten ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schnittge­ schwindigkeit verringert, so daß der Widerstandswert des Widerstandes mit geringer Toleranz bestimmt werden kann. Mit diesem Verfahren sind Widerstandstoleranzen von weniger als einem halben Prozent leicht erzielbar.e. The XY table 26 then begins to move the part under the laser beam so that the laser beam can cut the slots as desired. This is done as quickly as possible until the very last slot is cut. At this time, the section speed is reduced so that the resistance value of the resistor can be determined with a small tolerance. With this method, resistance tolerances of less than half a percent can easily be achieved.
• f. Der Widerstandswert des Widerstandes wird konstant während des Schneidvorganges überprüft und, wenn am Ende der Widerstand seinen genauen Toleranzwert erreicht, dann wird der Widerstand in einer zusätzlichen automatischen, nicht gezeigten, Handhabungsanlage angeordnet und längs der Fertigungsstraße weiterbewegt.f. The resistance value of the resistor becomes constant checked during the cutting process and if at the end then the resistance reaches its exact tolerance value the resistance is turned into an additional automatic, not shown, handling system arranged and lengthways on the production line.

Die Anbringung der Leitungen 18, 20 kann wie gezeigt durch Punktschweißen erfolgen, wobei aber auch andere Verfahren wie Stumpfschweißen angewendet werden können.The lines 18 , 20 can be attached by spot welding as shown, but other methods such as butt welding can also be used.

Wenn der Widerstand fertig ist, wird er ferner in einen Schutzmantel in herkömmlicher Weise eingebettet, ummantelt oder eingeschmolzen.When the resistance is done, it will also turn into one Protective jacket embedded, encased in a conventional manner or melted down.

Wie herausgefunden wurde, liegt ein besonderer Vorteil im Gebrauch eines Laserstrahls zum Schneiden der Schlitze 14, 16 darin begründet, daß der Laserstrahl zur selben Zeit, wo er die Schlitze schneidet, das Metall auch glüht, wodurch das Metall eine stabile elektrische Charakteristik beibehält. Ohne dieses Glühverfahren neigt der Widerstand dazu, während des ständigen Gebrauchs unstabil zu werden, wobei sich der Widerstandswert des Widerstandes während des Gebrauchs ändert. Dies gilt insbesondere, wenn die Schlitze 14, 16 mittels mechanischer Maßnahmen wie Schneiden, Sägen oder andere Mittel eingebracht werden. Solche mechanische Maß­ nahmen zur Herstellung des Widerstandes ergeben, wie sich gezeigt hat, in sehr hohem Maße unstabile Widerstände, die keinen konstanten Widerstandswert während des Gebrauchs aufrechterhalten. Es wurde herausgefunden, daß wahrschein­ lich wegen des glatten Schneidvorganges und des gleich­ zeitigen Glühens des Metalls durch den Laser eine über­ raschend verbesserte Stabilität als bei anderen Maßnahmen erzielbar ist.As has been found, a particular advantage of using a laser beam to cut the slots 14 , 16 is that the laser beam also glows at the same time that it cuts the slots, thereby maintaining the metal with a stable electrical characteristic. Without this annealing process, the resistor tends to become unstable during constant use, with the resistance value of the resistor changing during use. This applies in particular if the slots 14 , 16 are introduced by means of mechanical measures such as cutting, sawing or other means. Such mechanical measures to produce the resistor result, as has been shown, to a very high degree unstable resistors that do not maintain a constant resistance value during use. It has been found that probably due to the smooth cutting process and the simultaneous glowing of the metal by the laser, a surprisingly improved stability than other measures can be achieved.

In Fig. 4 ist ein modifizierter Widerstand mit dem Bezugszeichen 41 gezeigt. Der Widerstand 41 weist Leitungen 18 und 20 auf, die den Leitungen 18 und 20, wie sie die Vorrichtung 10 nach Fig. 3 hat, ähnlich sind. Es wird ebenso eine Metallplatte 12 verwendet, die mit mehreren Schlitzen 14, 16 versehen ist, die sich von deren gegenüberliegenden Kanten nach innen erstrecken. Die Platte 12 ist jedoch C-förmig gebogen, wie dies in der Querschnittsdarstellung nach Fig. 4A gezeigt ist. Die Seitenkanten 42, 44 sind nach innen gebogen, um den C-förmi­ gen Querschnitt zu bilden, wodurch die geometrische Größe des Widerstandes verringert wird, so daß er in einen ein­ geschränkten Bereich in einer Schaltung paßt.In FIG. 4, a modified resistance is shown by the reference numeral 41. Resistor 41 has lines 18 and 20 , which are similar to lines 18 and 20 , as device 10 according to FIG. 3 has. A metal plate 12 is also used which is provided with a plurality of slots 14 , 16 which extend inward from their opposite edges. However, the plate 12 is bent in a C-shape, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4A. The side edges 42 , 44 are bent inwardly to form the C-shaped cross section, thereby reducing the geometric size of the resistor so that it fits within a restricted area in a circuit.

Ein weiterer modifizierter Widerstand ist in Fig. 5 gezeigt und mit der Bezugsziffer 46 benannt. Der Widerstand 46 umfaßt die gleichen für die vorausgehenden Widerstände beschriebenen Komponenten mit Leitungen 18, 20, einer Platte 12 und Schlitzen 14, 16. Nachdem jedoch die Platte 12 mit Schlitzen 14, 16 versehen wurde, ist sie um ungefähr 180° verdreht worden, so daß die Platte eine spiral- oder schrauben­ förmige Ausgestaltung aufweist.A further modified resistor is shown in FIG. 5 and is designated by the reference number 46 . Resistor 46 includes the same components described for the previous resistors with leads 18 , 20 , plate 12 and slots 14 , 16 . However, after the plate 12 has been provided with slots 14 , 16 , it has been rotated by approximately 180 °, so that the plate has a spiral or screw-shaped configuration.

Ein weiterer Widerstand ist in Fig. 6 gezeigt und mit Bezugsziffer 48 benannt. Der Widerstand 48 umfaßt ein zylindrisches Keramik- oder geformtes Plastikgehäuse 50, welches eine Längsbohrung 52, die sich in Axialrichtung hindurcherstreckt, umfaßt. Die Bohrung 52 ist wie gezeigt im Querschnitt rechteckförmig, wobei es ebenso möglich ist, daß die Bohrung 52 andere Querschnittsformen wie ovale oder kreisförmige aufweisen kann. Der Widerstand 10 (Fig. 3) ist in der Bohrung 52 angeordnet, so daß er das Gehäuse 50 nicht berührt. Dann wird eine Formmasse, wie sie ge­ wöhnlich für eingekapselte Widerstände verwendet wird, in die Bohrung gegeben, so daß sie die Platte 12 des Wider­ standes 10 vollständig umgibt und die Platte 12 des Wider­ standes 10 vor Außeneinflüssen schützt. Die Formmasse ist mit Bezugszeichen 54 bezeichnet. Die beiden bevorzugten Formmassen zur Verwendung in diesem Verfahren werden von der Dow Corning Company, 592 Saginaw Road, Midland, Michigan, hergestellt und als Dow Corning Silikon-Form­ masse mit der Produktnummer 1-5201 und 480 bezeichnet.Another resistor is shown in FIG. 6 and is designated by reference number 48 . Resistor 48 includes a cylindrical ceramic or molded plastic housing 50 which includes a longitudinal bore 52 which extends axially therethrough. The bore 52 is rectangular in cross-section as shown, it is also possible that the bore 52 may have other cross-sectional shapes such as oval or circular. The resistor 10 ( FIG. 3) is arranged in the bore 52 so that it does not touch the housing 50 . Then, a molding composition as ge is wöhnlich used for encapsulated resistors, placed in the bore so that they abutment 12 of the article completely surrounds the plate 10 and the plate 12 of the opponent object 10 protects against external influences. The molding compound is designated by reference numeral 54 . The two preferred molding compounds for use in this process are manufactured by Dow Corning Company, 592 Saginaw Road, Midland, Michigan and are designated Dow Corning silicone molding compounds with product numbers 1-5201 and 480.

In Fig. 7 ist ein umgossener Widerstand gezeigt. Die Formmasse, die mit Bezugszeichen 56 bezeichnet ist, ist um die Platte 12 des Widerstandes so geformt, daß sie vollständig die Platte 12 umgibt, wobei die Leitungen 18, 20 aber nach außen vorragen können. Dieser geformte Widerstand ist mit der Bezugsziffer 58 bezeichnet.A molded resistor is shown in FIG . The molding compound, which is designated by reference numeral 56 , is shaped around the plate 12 of the resistor so that it completely surrounds the plate 12 , but the lines 18 , 20 can protrude outwards. This shaped resistor is designated by reference number 58 .

In den Fig. 8 bis 12 ist ein weiterer umgossener Widerstand gezeigt und mit der Bezugsziffer 110 gekennzeichnet. Bei der Vorrichtung 110 wird ein Widerstand 10 ver­ wendet, der durch das oben beschriebene Laserverfahren hergestellt wurde. Das Widerstandselement 10 ist in ein aushärtbares Kunststoffisoliermaterial eingebettet, das in eine im wesentlichen rechtwinklige Form gebracht ist, die eine obere Oberfläche 112, eine untere Oberfläche 114, entgegengesetzte Endflächen 116, 118 und entgegenge­ setzte Seitenflächen 120, 122 hat. Das Widerstandselement 10 ist vollständig in das Kunststoffmaterial eingebettet, und nur die Leitungen 18, 20 des Widerstandselements 10 stehen aus dem rechtwinkligen Block aus Isoliermaterial nach außen hervor.A further molded resistor is shown in FIGS . 8 to 12 and is identified by reference number 110 . In the device 110 , a resistor 10 is used , which was produced by the laser method described above. The resistance element 10 is embedded in a curable plastic insulating material which is brought into a substantially rectangular shape having an upper surface 112 , a lower surface 114 , opposite end surfaces 116 , 118 and opposite side surfaces 120 , 122 . The resistance element 10 is completely embedded in the plastic material, and only the lines 18 , 20 of the resistance element 10 protrude outwards from the rectangular block of insulating material.

Die untere Oberfläche 114 der Vorrichtung 110 weist vier angeformte Füße 124 und zwei angeformte Paare von Leitungs­ führungen 126 auf.The lower surface 114 of the device 110 has four molded feet 124 and two molded pairs of conduit guides 126 .

Die Vorrichtung 110 kann auf der Oberfläche einer Schaltungs­ tafel 128 angebracht werden. Um das Anbringen der Vor­ richtung 110 auf der Schaltungstafel 128 zu erleichtern, werden die Leitungen 18, 20 wie in Fig. 10 gezeigt geformt. Sie werden dann an die Schaltungstafel durch eine Lötver­ bindung 130 angelötet. Die Füße 124 halten die Vorrichtung 110 im Abstand zu der Schaltungstafel, so daß die Vor­ richtung nicht andere Schaltungen stört, die auf der Tafel sein könnten. Diese Anordnung ermöglicht es auch, daß die Wärme leichter von dem Teil abströmen kann und daß das Reinigen der Lötverbindungen erleichtert wird. Die vier Füße halten auch das Teil vor und während der Lötvorgänge an Ort und Stelle und waagerecht. Die Leitungsführungen 126 tragen dazu bei, die Enden der Leitungen 18, 20 gegen eine Bewegung festzuhalten, so daß sie nicht während des Handhabens und Lötens bewegt werden.The device 110 can be mounted on the surface of a circuit board 128 . In order to facilitate the attachment of the device 110 on the circuit board 128 , the lines 18 , 20 are shaped as shown in FIG. 10. They are then soldered to the circuit board by a solder connection 130 . The feet 124 keep the device 110 at a distance from the circuit board so that the device does not interfere with other circuits that could be on the board. This arrangement also enables the heat to flow more easily from the part and the cleaning of the solder joints to be facilitated. The four feet also hold the part in place and level before and during the soldering process. The wire guides 126 help hold the ends of the wires 18 , 20 against movement so that they are not moved during handling and soldering.

Diese Möglichkeit, daß die Anschlüsse fertig geformt werden, erleichtert das Anbringen des Widerstandes auf einer Schaltungstafel, ohne daß es notwendig ist, die Anschlüsse nach dem Löten nachzubearbeiten oder zu trimmen. Durch sie ist es auch nicht notwendig, Löcher in die Schaltungs­ tafel zu bohren.This possibility that the connections are finished, makes it easier to put the resistor on one Circuit board without the need for connections to rework or trim after soldering. By they also do not need holes in the circuit drill board.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines Hochleistungs­ widerstandes mit niedrigem Widerstandswert, mit einer vorzugsweise aus Metall bestehenden flachen Platte, mit einem Paar von an den entgegengesetzten Enden der Platte angebrachten Leitungen, mit einem Körper aus ausgehärteter Formmasse, welche die Platte vollständig umgibt und aus der die Leitungen nach außen vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen an den Enden der Platte angebracht werden, daß die Schlitze mit einem Laserstrahl in die Platte geschnitten werden, die mit dem Laserstrahl während des Schneidens zum Glühen gebracht wird, und daß die Platte zur Bildung des Körpers mit der aushärtbaren Formmasse vollständig umgeben wird, aus der die Leitungen nach außen vorragen.1. A method of manufacturing a high-performance, low-resistance resistor, with a flat plate, preferably made of metal, with a pair of lines attached to the opposite ends of the plate, with a body of hardened molding compound which completely surrounds the plate and from which the Wires protrude outwards, characterized in that the wires are attached to the ends of the plate, the slots are cut into the plate with a laser beam which is made to glow with the laser beam during cutting, and that the plate forms the Body is completely surrounded with the curable molding compound from which the cables protrude outwards. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen gegen die untere Oberfläche des Körpers gefaltet und gebogen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that the leads against the lower surface of the body folded and bent.