DE1054540B

DE1054540B - Electrical resistance, especially for an intermediate electrode element for spark plug resistors

Info

Publication number: DE1054540B
Application number: DEG16209A
Authority: DE
Inventors: William Edward Counts; Robert Worth Smith; Karl Schwartzwalder
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1954-01-25
Filing date: 1955-01-11
Publication date: 1959-04-09

Description

Elektrischer Widerstand, insbesondere für ein Zwischenelektrodenelement für Zündkerzenwiderstände Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Widerstand, insbesondere für ein Zwischenelektrodenelement für Zündkerzenwiderstände oder für Widerstände einer elektrischen Zündanlage, der aus einer gesinterten Mischung von Glas, Halbleiterwerkstoffen, insbesondere Titanoxyd, und keramischen Füllstoffen aufgebaut ist.Electrical resistance, especially for an intermediate electrode element for spark plug resistors The invention relates to an electrical resistor, in particular for an intermediate electrode element for spark plug resistors or for Resistors of an electrical ignition system, made from a sintered mixture of Glass, semiconductor materials, in particular titanium oxide, and ceramic fillers is constructed.

Die Erfindung bezweckt, gegenüber bisher bekannten Widerständen dieser Art verbesserte Eigenschaften bezüglich der Stabilität, der Widerstandsfähigkeit bei hohen Betriebstemperaturen und der Lebensdauer zu schaffen.The aim of the invention is, compared with previously known resistors, these Art improved properties in terms of stability, resistance to create at high operating temperatures and service life.

Die Erfindung erreicht diesen Zweck dadurch, daß der Widerstand aus einer Mischung von 25 bis 40 Gewichtsteilen Glas, 25 bis 75 Gewichtsteilen eines vorgesinterten Halbleiterwerkstoffes aus Titandioxy d, Vanadium- oder Tantalpentoxyd, Molybdänoxyd und vorzugsweise Zinndioxyd, 0 bis 40 Gewichtsteilen Füllstoffen und 0 bis 6 Gewichtsteilen Reduktionsmitteln besteht.The invention achieves this purpose in that the resistance a mixture of 25 to 40 parts by weight of glass, 25 to 75 parts by weight of one pre-sintered semiconductor material made of titanium dioxide, vanadium or tantalum pentoxide, Molybdenum oxide and preferably tin dioxide, 0 to 40 parts by weight of fillers and 0 to 6 parts by weight of reducing agents.

Als besonders vorteilhaft haben sich eine Mischung von 25 Gewichtsteilen Bariumboratglas, 45 Gewichtsteilen des vorgesinterten Halbleiterwerkstoffes aus Titandioxyd, Vanadium- oder Tantalpentoxyd, Molybdänoxyd und vorzugsweise Zinndioxyd, 30 Gewichtsteilen Füllstoffen, 0,8 Gewichtsteilen Aluminium, 0.8 Gewichtsteilen Kohle und 3 Gewichtsteilen Bentonit und weiterhin eine Mischung von 25 Gewichtsteilen Magnesiumboratglas, 50 Gewichtsteilen des vorgesinterten Halbleiterwerkstoffes aus Titandioxyd. Vanadium- oder Tantalpentoxyd, Molybdänoxyd und vorzugsweise Zinndioxyd, 25 Gewichtsteilen Füllstoffen, 1 Gewichtsteil Aluminium, 1 Gewichtsteil Kohle und 3 Gewichtsteilen Bentonit erwiesen.A mixture of 25 parts by weight has proven to be particularly advantageous Barium borate glass, 45 parts by weight of the presintered semiconductor material Titanium dioxide, vanadium or tantalum pentoxide, molybdenum oxide and preferably tin dioxide, 30 parts by weight of fillers, 0.8 parts by weight of aluminum, 0.8 parts by weight Coal and 3 parts by weight of bentonite and furthermore a mixture of 25 parts by weight Magnesium borate glass, 50 parts by weight of the presintered semiconductor material Titanium dioxide. Vanadium or tantalum pentoxide, molybdenum oxide and preferably tin dioxide, 25 parts by weight of fillers, 1 part by weight of aluminum, 1 part by weight of carbon and 3 parts by weight of bentonite proved.

In der nachstehenden Beschreibung sei an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch eine Zündkerze, Fig.2 ein Schnitt durch eine Widerstandsstrecke zur Verwendung in einer Zündsystemleitung und Fig.3 eine graphische Darstellung der Alterung eines Widerstandes.In the following description is based on the drawings Embodiment of the invention described. In the drawing, Fig. 1 is a vertical one Section through a spark plug, Figure 2 is a section through a resistance path to Use in an ignition system line and Fig. 3 is a graphic representation of the Aging of a resistor.

Die in Fig. 1 dargestellte Zündkerze hat eine Hülle 3, an der eine geerdete Elektrode 5 befestigt ist und die eine abgesetzte zentrale Bohrung 7 mit einer Schulter 9 enthält. Auf der Schulter 9 sitzt unter Bildung einer Gasdichtung gegen die Hülle 3 ein. Isolator 11 aus gesintertem Aluminiumoxyd oder anderem geeignetem Werkstoff.The spark plug shown in Fig. 1 has a shell 3 on which one grounded electrode 5 is attached and a remote central bore 7 with a shoulder 9 contains. On the shoulder 9 sits with the formation of a gas seal against the shell 3. Insulator 11 made of sintered aluminum oxide or other suitable Material.

Der Isolator 11 hat eine abgesetzte zentrale Bohrung 13 mit einer Schulter 17, auf der sich eine zentrale Elektrode 15 abstützt, die aus Werkstoff besteht, der hohen Temperaturen widersteht und gute Wärmeleitungseigenschaft hat. In der zentralen Bohrung 13 ist oberhalb der Elektrode 15 ein allgemein mit 19 bezeichneter Widerstand vorgesehen, der mit der Elektrode 15 guten elektrischen Kontakt hat und luftdicht in dem Isolator 11 sitzt. Der Widerstand 19 enthält eine untere leitende Dichtung 23, eine obere leitende Dichtung 25 und ein dazwischen liegendes Widerstandselement 27. Die Dichtungen 23 und 25 bestehen aus irgendeinem geeigneten Werkstoff, der mit dem Isolator 11 und dem Widerstandselement 27 verbindbar ist und gute elektrische Leitfähigkeit aufweist. Vorzugsweise wird eine Mischung aus Glas und leitendem Werkstoff verwendet.The insulator 11 has a remote central bore 13 with a Shoulder 17 on which a central electrode 15 is supported, made of material that withstands high temperatures and has good thermal conductivity. In the central bore 13 is a generally designated 19 above the electrode 15 Resistance is provided which has good electrical contact with the electrode 15 and sits airtight in the insulator 11. The resistor 19 includes a lower conductive one Gasket 23, an upper conductive gasket 25 and a resistance element therebetween 27. The seals 23 and 25 are made of any suitable material, the is connectable to the insulator 11 and the resistance element 27 and good electrical Has conductivity. A mixture of glass and conductive material is preferred used.

Die untere Dichtung 23 wird während des Betriebes der Kerze einer größeren Erwärmung ausgesetzt als die obere Dichtung 25 und besteht vorzugsweise aus einer Mischung von Borsilikatglas und pulverförmigem Kupfer. Die Plastizität ist so gewählt, daß ein Fortlaufen über die untere Oberfläche der zentralen Elektrode 15 während eines Warmpreßvorganges ausgeschlossen ist. Die obere Dichtung 25 besteht aus einem unteren Teil 29 und einem oberen Teil 31. Der untere Teil 29 ist beim Warmpressen verhältnismäßig steif, damit er als Kolben für das gleichmäßige Zusammenpressen des Widerstandselements 27 dienen kann. Beide Teile 29 und 31 bestehen aus einer Mischung von pulverförmigem Kupfer und Glas. Beim Zusammenbau der in Fig@1 gezeigten Zündkerze 1 wird die zentrale Elektrode 15 in die zentrale Bohrung des Isolators 11 eingesetzt und ein abgemessener Betrag für das Material der Kupfer-Glas-Dichtung in die Bohrung 13 eingestampft. Eventuell loses Pulver wird aus dein Isolator herausgeblasen, um Verunreinigungen des Widerstandselements 27 zu verhindern. Die pulverförmige Mischung für den Halbleiter zur Bildung des Widerstandselements 27 wird darauf in die Bohrung eingestampft und hierauf ein abgemessener Betrag von Werkstoff für die Kupfer-Glas-Dichtung 29 nachgefüllt und festgestampft, um den unteren Teil 29 der oberen Dichtung 25 zu bilden. Danach wird eine kleine Menge von Kupfer-Glas-Werkstoff in den Isolator 11 eingestampft, um den oberen Teil 31 der leitenden Dichtung 25 zu bilden. Danach wird eine eine obere Elektrode 33 bildende Klemmschraube in die Bohrung eingesetzt und das Ganze j e nach der Art des verwendeten Glases auf eine Temperatur zwischen 850 und 1000° C erhitzt. Wenn das Glas genügend erweicht ist, wird auf die obere Elektrode 33 ein Druck ausgeübt, um diese in die Bohrung einzudrücken und die erweichten Werkstoffe zusammenzudrücken, wobei der obere Teil 31 der oberen Dichtung 25 das untere Ende der Schraube 33 umschließt. Auf diese Weise wird eine elektrische Verbindung durch die Kerze von der oberen Elektrode 31 zu der unteren zentralen Elektrode 15 gebildet, wobei die zwischen diesen beiden Elektroden liegenden Teile luftdicht gegen die Wandung des Isolators 11 und die ;Metallelektroden abgedichtet anliegen. Die so gebildete Widerstandsstrecke wird dann in die Hülle 3 eingebettet.The lower seal 23 is exposed to greater heating than the upper seal 25 during operation of the candle and is preferably made of a mixture of borosilicate glass and powdered copper. The plasticity is selected so that it does not run over the lower surface of the central electrode 15 during a hot pressing process. The upper seal 25 consists of a lower part 29 and an upper part 31. The lower part 29 is relatively stiff during hot pressing so that it can serve as a piston for the even compression of the resistance element 27. Both parts 29 and 31 consist of a mixture of powdered copper and glass. When assembling the spark plug 1 shown in FIG. 1, the central electrode 15 is inserted into the central bore of the insulator 11 and a measured amount for the material of the copper-glass seal is tamped into the bore 13. Any loose powder is blown out of the insulator in order to prevent contamination of the resistance element 27. The powdery mixture for the semiconductor to form the resistor element 27 is then tamped into the bore and then a measured amount of material for the copper-glass seal 29 is topped up and tamped down to form the lower part 29 of the upper seal 25. Thereafter, a small amount of copper-glass material is pulverized into the insulator 11 to form the upper part 31 of the conductive gasket 25. Then a clamping screw forming an upper electrode 33 is inserted into the bore and the whole is heated to a temperature between 850 and 1000 ° C., depending on the type of glass used. When the glass has softened sufficiently, pressure is exerted on the upper electrode 33 in order to press it into the bore and to compress the softened materials, the upper part 31 of the upper seal 25 enclosing the lower end of the screw 33. In this way, an electrical connection is formed through the candle from the upper electrode 31 to the lower central electrode 15, the parts lying between these two electrodes being in an airtight manner against the wall of the insulator 11 and the metal electrodes. The resistance path formed in this way is then embedded in the shell 3.

Fig. 2 zeigt eine Widerstandsstrecke 41, die aus einer Isolatorhülse 43 aus gesinterter Tonerde oder Porzellan, einem allgemein mit 45 bezeichneten Widerstand mit einer unteren leitenden Dichtung 47, einer oberen leitenden Dichtung 49 und einem dazwischenliegenden Widerstandselement 51 gebildet ist, @vie dies bei der Beschreibung der Fig. 1 erläutert wurde. An den Enden jeder der Glasdichtungen 47 und 49 ist eine Metallklemme oder Elektrode 53 in bekannter Weise befestigt, die mit einem Zündkabel 55 eines Zündsystems oder eines anderen elektrischen Stromkreises verbunden ist. Die Glasdichtungen 47 und 49 bilden eine gute elektrische Verbindung mit den Klemmen 53 in der Art, wie dies bei den Dichtungen 23 und 25 der Fig. 1 beschrieben wurde. Das Herstellungsverfahren der Widerstandsstrecke 41 entspricht im wesentlichen dem der Zündkerze 1, wie dies bereits beschrieben wurde.Fig. 2 shows a resistance path 41, which consists of an insulator sleeve 43 made of sintered alumina or porcelain, a resistor generally designated 45 a lower conductive seal 47, an upper conductive seal 49 and an intermediate resistance element 51 is formed, @vie this in the Description of Fig. 1 was explained. At the ends of each of the glass seals 47 and 49, a metal clip or electrode 53 is attached in a known manner which with an ignition cable 55 of an ignition system or another electrical circuit connected is. The glass seals 47 and 49 form a good electrical connection with the clamps 53 in the manner as is the case with the seals 23 and 25 of FIG. 1 has been described. The manufacturing process of the resistor section 41 corresponds essentially that of the spark plug 1, as has already been described.

Das Widerstandselement 27 wird aus einer Mischung aus Glas, einem Halbleiterwerkstoff aus Titandioxyd, Vanadium- oder Tantalpentoxyd, Molybdänoxyd und vorzugsweise Zinndioxyd, gegebenenfalls mit Füllstoffen und Reduktionsmitteln gebildet, die so modifiziert ist, daß sie stabile und reproduzierbare elektrische Eigenschaften aufweist, z. B. spezifischer Widerstand, niedriger Wärmekoeffizient und niedriger Spannungskoeffizient des spezifischen Widerstands.The resistance element 27 is made of a mixture of glass, a Semiconductor material made from titanium dioxide, vanadium or tantalum pentoxide, molybdenum oxide and preferably tin dioxide, optionally with fillers and reducing agents formed that is modified to be stable and reproducible electrical Has properties, e.g. B. Resistivity, low thermal coefficient and low voltage coefficient of resistivity.

Die Anwesenheit von fünfwertigem Tantal vermindert den spezifischen Widerstand der Werkstoffe aus den gebildeten Zinntitanaten in beträchtlichem Ausmaß. Das fünfwertige Tantal hat etwa den gleichen Ionenradius wie das vierwertige Titan, weist aber eine höhere Ionenladung auf. Es wird daher vermutet, daß es in die Struktur des Titankristalls eindringt und dort »Löcher« bildet. Bereits der kleine Anteil von 21/o Ta2 05 senkt den spezifischen Widerstand beträchtlich, und ein Gehalt von 10°/o verringert den Widerstand auf ein Zehntel und hat keinen Einfluß auf den Spannungskoeffizienten des spezifischen Widerstandes der Mischung. V2 05 wirkt ähnlich wie Ta205, wenn auch in geringerem Außmaße, so daß aus diesem Grunde Ta205 bevorzugt wird.The presence of pentavalent tantalum reduces the specific Resistance of the materials from the tin titanates formed to a considerable extent. The pentavalent tantalum has about the same ionic radius as the tetravalent titanium, but has a higher ionic charge. It is therefore believed that it is in the structure of the titanium crystal penetrates and forms "holes" there. Even the small part of 21 / o Ta2 05 lowers the specific resistance considerably, and a content of 10% reduces the resistance to a tenth and has no effect on the stress coefficient the resistivity of the mixture. V2 05 works similarly to Ta205, if also to a lesser extent, so that Ta205 is preferred for this reason.

Die Anwesenheit von Molybdän- oder Wolframoxyden allein oder zusammen vermindert in den Mischungen wesentlich den Spannungskoeffizienten des spezifischen Widerstandes. Es wird Molybdänoxyd bevorzugt,da es einen größeren Einfluß auf den Spannungskoeffizienten hat.The presence of molybdenum or tungsten oxides alone or together significantly reduces the stress coefficient of the specific in the mixtures Resistance. Molybdenum oxide is preferred as it has a greater impact on the body Has stress coefficients.

Um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten, ist es notwendig, die Bestandteile des Halbleiterwerkstoffes einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Da aber die so behandelte Mischung für gewisse Anwendungszwecke nicht fest genug ist, werden keramische Werkstoffe, wie z. B. blättriger Korund, Magnesia, Mullit, Zirkon, Chromoxyd u. dgl., der Mischung zugefügt, bevor diese geröstet wird. Blättriger Korund, eine bei hoher Temperatur kalzinierte Tonerde wird bevorzugt.In order to obtain the desired properties, it is necessary to use the To subject components of the semiconductor material to a heat treatment. There but the mixture treated in this way is not firm enough for certain purposes, ceramic materials such. B. flaky corundum, magnesia, mullite, zircon, Chromium oxide and the like are added to the mixture before it is roasted. Leafy Corundum, an alumina calcined at high temperature, is preferred.

Die Zusammensetzung eines beste Ergebnisse aufweisenden Halbleiterwerkstoffes sind folgende: Ti 02 . . . . . . . . . . . . . 15 bis 60 Gewichtsteile Sn 02 . . . . . . . . . . . . . 0 bis 50 Gewichtsteile Ta205 .. .. . . .. .. .. . bis zu 15 Gewichtsteilen M003 . . . . . . . . . . . . 0 bis 10 Gewichtsteile A12 03 . . . . . . . . . . . . 20 bis 40 Gewichtsteile Die Anteile schwanken entsprechend der beabsichtigten Verwendung, so kann die Mischung für einen Halbleiterwerkstoff für einen Widerstand auch folgende Zusammensetzung haben.The composition of a semiconductor material with the best results are the following: Ti 02. . . . . . . . . . . . . 15 to 60 parts by weight Sn 02. . . . . . . . . . . . . 0 to 50 parts by weight Ta205 .. ... . .. .. ... up to 15 Parts by weight M003. . . . . . . . . . . . 0 to 10 parts by weight A12 03. . . . . . . . . . . . 20 to 40 parts by weight The proportions vary according to the intended use, the mixture can be used for a semiconductor material for a resistance also have the following composition.

Ti 02 . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 60 Gewichtsteile Sn02 . . . . . . . . . . . . . . .. .. . 20 Gewichtsteile Tat 05 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Gewichtsteile M003 ... . . . . . . . . . . . . . . . 4 Gewichtsteile Ale 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Gewichtsteile Die Mischung für den Halbleiterwerkstoff wird durch Mischen der Werkstoffe vorbereitet, wonach die Mischung unter Durchlaß durch ein 325-Maschen-Sieb (43 Mikron) granuliert wird. Danach wird die Mischung bei einer Temperatur von etwa 1400° C in einer Atmosphäre, die leicht oxydierend sein kann, gesintert. Das so vorbereitete Material wird dann mit Glas gemischt, um eine Widerstandsmasse für das Widerstandselement einer Zündkerze oder eine Widerstandsstrecke zu bilden, wie sie nachstehend beschrieben werden. Das so gebildete Widerstandselement ist elektrisch stabil und besitzt physikalisch eine dichte, im wesentlichen nicht poröse Struktur.Ti 02. . . . . . . . . . . . . . . . ... 60 parts by weight of Sn02. . . . . . . . . . . . . . .. ... 20 parts by weight act 05. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 parts by weight M003 .... . . . . . . . . . . . . . . 4 parts by weight of ale 03. . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 parts by weight The mixture for the semiconductor material is prepared by mixing the materials, after which the mixture is granulated while passing through a 325-mesh (43 micron) sieve. The mixture is then sintered at a temperature of about 1400 ° C. in an atmosphere which can be slightly oxidizing. The material prepared in this way is then mixed with glass in order to form a resistance compound for the resistance element of a spark plug or a resistance path, as described below. The resistance element thus formed is electrically stable and physically has a dense, essentially non-porous structure.

Die Verwendung von Bariumboratglas ergibt eine Widerstandsmischung mit einem sehr kleinen elektrischen Widerstand, während ein Alkali-Borsilikat-Glas eine Mischung mit sehr hohem Widerstand ergibt. Ein Magnesiumboratglas ergibt einen hohen elektrischen Widerstand, ebenso wie ein Bor-Aluminiumsilikat-Glas. Durch die Auswahl des Glasanteils in der Mischung kann daher der spezifische Widerstand im Groben verändert werden, wobei auch eine Grobregelurig des Widerstandes durch die Änderung des Gehalts an Ta20" im Halbleiterwerkstoff erreichbar ist.The use of barium borate glass results in a resistor mixture with a very small electrical resistance, while an alkali borosilicate glass results in a mixture with very high resistance. A magnesium borate glass makes one high electrical resistance, as well as a boron aluminum silicate glass. Through the Selection of the proportion of glass in the mixture can therefore determine the resistivity in the Coarse can be changed, with a coarse rule of resistance can be achieved by changing the content of Ta20 "in the semiconductor material.

Die Feinregelung des spezifischen Widerstands des Endprodukts wird durch Zufügen von Reduziermitteln erreicht, da der Widerstand mit zunehmendem Anteil von Reduziermitteln abnimmt. Das Zufügen einer kleinen Menge von Reduziermitteln, wie pulverförmigem Aluminium und Kohle, welch letztere eine Korngröße von etwa 0,3 Mikron aufweist und unter dem Warenzeichen »Thermax« erhältlich ist, gestattet eine sehr genaue Regelung des Widerstandes. Der Anteil der zugefügten Reduziermittel sollte so klein sein, daß in dem Endprodukt die Reduziermittel nicht zusammenhängend enthalten sind, also nicht als Leitermaterial, sondern nur als Reduziermittel wirken können. Die genaue Art der chemischen und physikalisch-chemischen Reaktionen in den Werkstoffen der Mischung ist nicht bekannt, aber man vermutet, daß der Glasanteil eine Mehrzahl von Reaktionsherden bildet, deren jeder Reduziermittel und Halbleiterwerkstoff enthält, die bei der Warmpreßverarbeitung einen glasähnlichen halbleitenden Werkstoff bilden. Die Reaktion im Glasanteil schließt offensichtlich die Werkstoffe zusammen.The fine adjustment of the resistivity of the end product will be achieved by adding reducing agents, since the resistance increases with the proportion of reducing agents decreases. Adding a small amount of reducing agents, like powdered aluminum and coal, the latter having a grain size of about 0.3 Micron and is available under the trademark »Thermax« permits one very precise regulation of the resistance. The proportion of reducing agents added should be so small that in the final product the reducing agents are not coherent are contained, so do not act as a conductor material, but only as a reducing agent can. The exact nature of the chemical and physicochemical reactions in the materials of the mixture are not known, but it is assumed that the glass content forms a plurality of reaction centers, each of which is reducing agent and semiconductor material contains, which is a glass-like semiconducting material in hot press processing form. The reaction in the glass part obviously closes the materials together.

Der Gehalt an dem verwendeten besonderen Glas hat im Gegensatz zu dem Gehalt an Reduziermitteln keinen wesentlichen Einfluß auf den Widerstand der 11-lischung, wenn er sich innerhalb der Grenzen von 25 bis 40 Gewichtsteilen der Mischung hält. Obgleich die Zusammensetzung des Glasanteils keinen Einfluß auf den Temperaturkoeffizienten oder den Spannungskoeffizienten des spezifischen Widerstands hat, ist es unzweckmäßig, zwei oder mehrere verschiedene Glasarten zu mischen, da derartige Mischungen die Stabilität des Temperatur- und des Spannungskoeffizienten vermindern.The content of the special glass used has in contrast to the content of reducing agents has no significant influence on the resistance of the 11-mixture if it is within the limits of 25 to 40 parts by weight of the Mixture lasts. Although the composition of the glass portion has no effect on the Temperature coefficient or the voltage coefficient of resistivity it is inexpedient to mix two or more different types of glass because such mixtures increase the stability of the temperature and stress coefficient Reduce.

Die Plastizität der endgültigen ;Mischung während der Warmpreßverarbeitung wird durch das Zufügen eines Füll- oder Verdünnungswerkstoffes geregelt, der chemisch mit den anderen Bestandteilen der Mischung nicht reagiert. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden bei Verwendung von Mullit, das durch ein Sieb zwischen 148 und 100 Maschen granuliert wurde, erreicht, obwohl andere Werkstoffe, wie Borolon, Zirkon, Chromoxyd und Aluminiumoxyd u. dgl., verwendet werden können. Der Füllstoff kann der Widerstandsmischung zugefügt werden oder auch jener Anteil sein, der bereits in dem Halbleiterwerkstoff enthalten ist. Der Füllstoff erhöht auch die Widerstandsfähigkeit der gebildeten Elemente gegen hohe Temperaturen nach dem Warmpressen; die Mischung wird dann schwer schmelzbar und weniger flüssig.The plasticity of the final blend during hot press processing is regulated by adding a filler or thinner, which is chemically does not react with the other components of the mixture. Satisfying results were made using mullite that passed through a sieve between 148 and 100 meshes granulated, although other materials such as boron, zircon, chromium oxide and alumina and the like can be used. The filler can be the resistor mix be added or that portion that is already in the semiconductor material is included. The filler also increases the resilience of the formed Elements against high temperatures after hot pressing; the mixture then becomes difficult meltable and less fluid.

Da der Glasanteil der Widerstandsmischung am besten in granulierter Form benutzt wird, wird ein Bindemittel, wie beispielsweise Bentonit, ein sehr plastisches Aluminiumsilikat, zugefügt, um die Teilchen miteinander zu verbinden.Since the glass portion of the resistor mix is best in granulated Form is used, a binder, such as bentonite, becomes a very plastic one Aluminum silicate added to bond the particles together.

Eine für die meisten Zwecke geeignete Mischung hat folgende Zusammensetzung: Glas . . . . . . . . . . . . . . 25 bis 40 Gewichtsteile Halbleiterwerkstoff 25 bis 75 Gewichtsteile Füllstoff . . . . . . . . . . 0 bis 40 Gewichtsteile Reduziermittel .... 0 bis 6 Gewichtsteile Die folgenden Angaben über die Zusammensetzung von Mischungen sind für Widerstände besonders geeignet; die Anteile sind in Gewichtsteilen angegeben. Ungefährer Wider- stand in Ohm 1000 10000 Glas vom Barium@borattyp ....... 25 - Glas vom Magnesiumborattyp 25 Halbleiterwerkstoff ............ 45 50 Füllstoff ....................... 30 25 Aluminium .................... 0,8 1 Kohle (Term,ax) . . . .. . . . . . . . . . . 0,8 1 Bentoni,t ....................... 3 3 Die Mischung für den Widerstand wird in körniger Form durch Mischen der Werkstoffe mit Wasser vorbereitet, so daß eine plastische Masse entsteht, die dann durch ein 20-Maschen-Sieb gedrückt wird, worauf die entstehenden Körner getrocknet werden. Danach erfolgt ein Granulieren durch ein 28-Maschen-Sieb, wonach das zurückbleibende Material von der Größe 28 bis 100 Maschen benutzt wird. In abgewandelter Weise können die Werkstoffe trocken gemischt werden und mit Wasser zu einem frei fließenden Schliff angesetzt werden, der dann die gewünschten Agglomerate bildet.A mixture suitable for most purposes has the following composition: Glass. . . . . . . . . . . . . . 25 to 40 parts by weight of semiconductor material, 25 to 75 parts by weight of filler. . . . . . . . . . 0 to 40 parts by weight reducing agent .... 0 to 6 parts by weight The following information about the composition of mixtures is particularly suitable for resistors; the proportions are given in parts by weight. Approximate contradiction was in ohms 1000 10000 Barium borate type glass ....... 25 - Magnesium borate type glass 25 Semiconductor material ............ 45 50 Filler ....................... 30 25 Aluminum .................... 0.8 1 Coal (term, ax). . . ... . . . . . . . . . 0.8 1 Bentoni, t ....................... 3 3 The mixture for the resistor is prepared in granular form by mixing the materials with water, so that a plastic mass is formed, which is then pressed through a 20-mesh sieve, whereupon the resulting granules are dried. This is followed by granulation through a 28-mesh sieve, after which the remaining material with a size of 28 to 100 meshes is used. In a modified way, the materials can be mixed dry and mixed with water to form a free-flowing joint, which then forms the desired agglomerates.

Es ist wünschenswert, die Widerstandselemente vor der Benutzung zu altern, um deren Widerstand vollständig zu stabilisieren. Vorzugsweise erfolgt dies durch eine elektrische Behandlung des Widerstandselements derart, daß die im Element umgesetzte Höchstleistung höher ist als die, der es im normalen Betrieb ausgesetzt wird. Die Alterungsbehandlung verringert den Widerstand auf einen Wert, der danach im wesentlichen konstant bleibt.It is desirable to close the resistor elements before use age to fully stabilize their resistance. This is preferably done by an electrical treatment of the resistance element in such a way that the in the element converted maximum power is higher than that to which it is exposed in normal operation will. The aging treatment reduces the resistance to a value that is thereafter remains essentially constant.

Die Abnahme des Widerstandes ist eine Funktion der im Widerstandselement umgesetzten Höchstleistung, und der Widerstand strebt die Stabilisierung eines Wertes an, der abhängig von der Höchstleistung des Kreises ist. So wird sich in einem Stromkreis, der 0',01 Joule je Funken ergibt, das Widerstandselement auf einen höheren Wert stabilisieren als im Falle von 10 Joule je Funken und würde selbst nach längerem Betrieb nicht auf den letztgenannten Wert absinken.The decrease in resistance is a function of that in the resistance element implemented maximum output, and the resistance strives to stabilize a value which depends on the maximum power of the circuit. So in a circuit, which results in 0.11 joules per spark, the resistance element to a higher value stabilize than in the case of 10 joules per spark and would even after longer Operation does not drop to the latter value.

Die Kurvendarstellung in Fig. 3 zeigt in einer oberen und einer unteren Kurve das Verhalten einer Automobilzündkerze, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Kurve A zeigt den Verlauf des Widerstandes, wenn bei der Herstellung keine Alterung erfolgte, während Kurve C den Verlauf mit einer Alterung vor dem normalen Betrieb darstellt. Wie die Kurve C zeigt, fällt der Widerstand der vor dem Betrieb, gealterten Zündkerze sehr scharf ab und stabilisiert sich auf einen Wert, der abhängig von der verwendeten Höchstbelastung ist. Bei einer Zündkerze, die nur im normalen Betrieb gealtert wird (Kurve A), sinkt der Widerstand allmählich über ein längeres Zeitintervall ab und ergibt am Ende des Alterungsvorganges einen höheren Wert als den, der sich bei der Alterungsbehandlung ergibt, da die Höchstbelastung, die beim Altern benutzt wird, höher als die normale Betriebsbelastung ist. Wenn ein stabilisierter Wert durch Altern während des Betriebes erreicht wurde, wird dieser indessen bei einer plötzlichen Überbelastung des Stromkreises geändert werden, da die Kerze einer neuen Höchstbelastung ausgesetzt wird. Dies ist nachteilig. Die mittlere Kurve B stellt die Alterungscharakteristik einer Kerze für Flugzeugbrennkraftmaschinen dar. Der Verlauf ist im allgemeinen ähnlich der Kurve A, jedoch ist der Wert des stabilisierten Widerstandes bei der Kurve B kleiner als der bei Lurve A, da Flugmotoren üblicherweise mit einer ;rößeren Höchstleistung arbeiten als Automobilnotoren.The graph in FIG. 3 shows an upper and a lower one Curve the behavior of an automobile spark plug as shown in FIG. 1. Curve A shows the course of the resistance when there is no aging during manufacture took place, while curve C shows the course with an aging before normal operation represents. As curve C shows, the resistance of those aged prior to operation falls Spark plug very sharply and stabilizes at a value that depends on is the maximum load used. With a spark plug that only works during normal operation As it ages (curve A), the resistance gradually decreases over a longer period of time and at the end of the aging process results in a higher value than that which is in aging treatment results in the maximum load used in aging becomes higher than the normal operating load. When a stabilized value was achieved by aging during operation, this is, however, with a sudden overload of the circuit changed because the candle of a new one Is exposed to maximum loads. This is disadvantageous. The middle curve B represents represents the aging characteristics of a candle for aircraft internal combustion engines The curve is generally similar to curve A, but the value is stabilized Resistance in curve B is smaller than that in Lurve A, as aircraft engines usually operate at a higher maximum power than automobile engines.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrical resistance in particular for an intermediate electrode element for spark plug resistors or for resistors in an electrical ignition system, the from a sintered mixture of glass, semiconductor materials, in particular titanium dioxide, and ceramic fillers, characterized in that the resistance a mixture of 25 to 40 parts by weight of glass, 25 to 75 parts by weight of one pre-sintered semiconductor material made of titanium dioxide, vanadium or tantalum pentoxide, Molybdenum oxide and preferably tin dioxide, 0 to 40 parts by weight of fillers and 0 to 6 parts by weight of reducing agents.

2. Electrical resistance according to Claim 1, characterized in that the resistor consists of a mixture of 25 Parts by weight of barium borate glass, 44 parts by weight of the presintered semiconductor material from titanium dioxide, vanadium or tantalum pentoxide, molybdenum oxide and preferably tin dioxide, 30 parts by weight of fillers, 0.8 parts by weight of aluminum, 0.8 parts by weight Coal and 3 parts by weight of bentonite.

3. Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the resistor consists of a mixture of 25 parts by weight Magnesium borate glass, 50 parts by weight of the presintered semiconductor material Titanium dioxide, vanadium or tantalum pentoxide, molybdenum oxide and preferably tin dioxide, 25 parts by weight of fillers, 1 part by weight of aluminum, 1 part by weight of carbon and 3 parts by weight of bentonite. Publications considered: German Patent Nos. 896,386, 886,404; Swiss Patent No. 224 046; British Patent No. 548,841; U.S. Patent No. 2,205,308.