Verfahren zur Herstellung von elektrischen Sicherungswiderständen
In elektrischen Stromkreisen werden häufig Widerstände mit vorgegebenem Widerstandswert
benutzt, gleichzeitig aber auch Sicherungseinrichtungen vorgesehen, um bei bestimmten
Stromübergrößen den Stromkreis zu unterbrechen. Für bestimmte Anwendungszwecke benutzt
man neuerdings Schaltelemente, die eine Doppelfunktion besitzen, nämlich sogenannte
Sicherungswiderstände, die einerseits den gewünschten Widerstandswert darstellen,
andererseits jedoch bei der unerwünschten Überlastung defekt werden und den Stromkreis
unterbrechen. Wegen der Einsparung eines besonderen Schaltelementes und auch aus
Platzgründen werden derartige Schaltelemente immer mehr angewendet. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Sicherungswiderständen, die
aus einer durch pyrolytische Zersetzung erzeugten Kohlewiderstandsschicht ohne Engestelle
auf einem Trägerkörper bestehen.Process for the production of electrical fuse resistors
Resistors with a given resistance value are often used in electrical circuits
used, but at the same time also provided security devices in order to with certain
To interrupt the circuit. Used for certain purposes
one recently switching elements that have a double function, namely so-called
Fuse resistors, which on the one hand represent the desired resistance value,
on the other hand, however, in the event of undesired overloading, the circuit becomes defective
interrupt. Because of the saving of a special switching element and also from
For reasons of space, such switching elements are used more and more. The invention
relates to a method for producing such fuse resistors, which
made of a carbon resistance layer produced by pyrolytic decomposition without any constrictions
exist on a carrier body.
Im Prinzip ist es gleichgültig, wie ein solcher Sicherungswiderstand
aufgebaut ist. Er muß nur den geforderten ohmschen Wert aufweisen und im übrigen
so aufgebaut und dimensioniert sein, daß er bei der vorgegebenen Überlastung den
Stromkreis unterbricht und bei Normallast keinen Schaden nimmt. So hat man z. B.
derartige Sicherungswiderstände in Form von Drahtwiderständen erstellt, bei denen
ein Widerstandsdraht so geringen Durchmessers benutzt wurde, daß er bei der entsprechenden
Überlastung durchschmolz. Es zeigte sich jedoch, daß die Sicherungswiderstände in
dieser Form höchst unerwünschte Sekundärfolgen haben können, weil nämlich beim Durchschmelzen
des Widerstandsdrahtes die Gefahr besteht, daß glühendeTeilchen abgeschleudertwerden,
die unter Umständen benachbarte leicht entzündliche organische Substanzen, wie Isolierstoff
u. dgl., in Brand setzen können. Man hat sich daher darum bemüht, diese Sicherungswiderstände
in anderer Weise aufzubauen, um den eben beschriebenen Nachteil zu vermeiden. Dies
ist dadurch gelungen, daß man als aktives Widerstandselement nicht einen Widerstandsdraht,
sondern eine dünne Widerstandsschicht benutzte, die auf einem Tragkörper angebracht
war. Zunächst ist es gleichgültig, ob diese Widerstandsschicht aus Metall, Metalloxyden
oder auch anderen leitenden Stoffen, beispielsweise Kohlenstoff, besteht, wenn nur
das Schaltelement insgesamt so aufgebaut und dimensioniert ist, daß es den Forderungen
nachkommt. Es sei erwähnt, daß sich als besonders zweckmäßig Kohleschichtwiderstände
zeigten, weil bei diesen die Gefahr unerwünschter Sekundärfolgen ausgeschlossen
ist.In principle it does not matter how such a fuse resistor
is constructed. It only has to have the required ohmic value and the rest
be constructed and dimensioned so that it can with the given overload the
The circuit is interrupted and is not damaged under normal load. So one has z. B.
created such fuse resistors in the form of wirewound resistors, in which
a resistance wire of so small a diameter that it was used for the corresponding
Overload melted away. However, it turned out that the fuse resistors in
this form can have highly undesirable secondary consequences, because namely when melting through
the resistance wire there is a risk that glowing particles will be thrown off,
any easily flammable organic substances in the vicinity, such as insulating material
and the like, can set fire. Efforts have therefore been made to these fuse resistors
to be built in a different way in order to avoid the disadvantage just described. this
succeeded by not using a resistance wire as an active resistance element,
but a thin resistive layer used, which is attached to a support body
was. First of all, it does not matter whether this resistance layer is made of metal, metal oxides
or other conductive materials, such as carbon, if only
the switching element is constructed and dimensioned overall so that it meets the requirements
follows. It should be mentioned that carbon film resistors are particularly useful
showed because with these the risk of undesirable secondary consequences is excluded
is.
Sicherungswiderstände, die in Form von Schichtwiderständen hergestellt
wurden, besitzen, in Längsrichtung der Stromfäden gesehen, eine oder mehrere Einschnürungen,
sogenannte Engestellen, die quasi als Sicherungsstrecke dienen sollen. Die Vorsehung
dieser Engestellen, die in einem besonderen Abeitsprozeß erzeugt wurden, hatte aber
auch gleichzeitig noch die Bedeutung, den Widerstandswert, der ja ebenfalls vorgegeben
ist, abzugleichen, d. h., da bei Schichtwiderständen ein Abgleich normalerweise
durch Schleifen bis in den Tragkörper hinein vorgenommen wird, glich man in der
an sich bekannten Weise den Rohwert des Widerstandes auf den Sollwiderstandswert
ab und schuf gleichzeitig dabei die gewünschten Engestellen. Dabei wurde die Breite
der Strombahn wenigstens an einer Stelle verringert und damit die Sicherungseigenschaft
gesteuert.Fuse resistors made in the form of sheet resistors
have, viewed in the longitudinal direction of the stream filaments, one or more constrictions,
so-called constrictions, which are supposed to serve as a kind of safety route. Providence
However, these narrow spots, which were created in a special work process, had
also at the same time the meaning, the resistance value, which is also given
is to match, d. That is, because film resistors are normally calibrated
is carried out by grinding into the support body, one resembled in the
known manner, the raw value of the resistance to the target resistance value
and at the same time created the desired tight spots. In doing so, the width
the current path is reduced at least at one point and thus the safety property
controlled.
Es liegt auf der Hand, daß das Herstellungsverfahren durch diesen
Schleifvorgang verteuert wird, zumal ein Schleifvorgang an sich schon mit erheblichen
Unkosten verknüpft ist. Es bestand also der Wunsch, auf diesen Abgleichvorgang tunlichst
zu verzichten, sofern sich überhaupt ein Sicherungswiderstand schaffen ließ, der
auch ohne Engestellen den Forderungen genügt, d. h., es mußte einverfahren gefunden
werden, das es erlaubt, die Sicherungseigenschaft auf andere Weise als durch Verringerung
der Breite der Strombahn zu steuern. Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die bekannten
Sicherungswiderstände aus Kohleschichten, die zur Erfüllung ihrer Aufgaben als Sicherung
mit einer Engestelle ausgestattet sind, herstellungstechnisch zu vereinfachen, wobei
es wesentlich ist, die Schliffoperation einzusparen, d. h. Sicherungswiderstände
ohne Engestelle herzustellen.
Es wurden sehr umfangreiche Untersuchungen
angestellt, um festzustellen, ob der oben erläuterte Wunsch überhaupt realisierbar
ist. Diese Untersuchungen waren insbesondere deswegen sehr umfangreich, weil sehr
viele Faktoren, die alle in die Eigenschaften des Sicherungswiderstandes eingehen,
berücksichtigt werden mußten. Es sei darauf hingewiesen, daß an Parametern folgende
als wesentlich erkannt wurden: Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit des Tragkörpers,
Wärmekapazität und Material der Widerstandsschicht, Wärmeleitfähigkeit und Art der
Ausbildung der Kontaktanschlußorgane, Größe und Stärke der Widerstandsoberfläche,
gewünschter Widerstandswert, Impulsfestigkeit, Konstanz desWiderstandswertes bei
bestimmten Betriebsverhältnissen, Abschaltung bei gegebener Überlast und vor allem
die gewünschte Abschaltzeit. Welche Größenordnungen die vom Abnehmer aufgestellten
Forderungen annehmen können, möge ein Beispiel geben, das seit längerer Zeit fertigungsmäßig
ausgeführt wird: Widerstandswert zwischen 50, 100 oder 200 Ohm, Abschaltzeit kleiner
als 30 sec.It is obvious that the manufacturing process goes through this
The grinding process is made more expensive, especially since a grinding process in itself already involves considerable costs
Is associated with expenses. So there was a wish to use this comparison process as much as possible
to do without, if a safety resistor could be created at all that
satisfies the requirements even without narrowing, d. that is, a procedure had to be found
which allows the securing property to be changed in a way other than by reducing it
to control the width of the current path. It is therefore the object of the invention to provide the known
Fuse resistors made of layers of carbon, which are used to fulfill their tasks as a fuse
are equipped with a constriction to simplify manufacturing technology, wherein
it is essential to save the grinding operation, d. H. Fuse resistors
without creating constrictions.
There have been very extensive investigations
employed to determine whether the above wish is even feasible
is. These investigations were very extensive in particular because very
many factors that all go into the properties of the fuse resistor,
had to be taken into account. It should be noted that the following parameters
were recognized as essential: heat capacity and thermal conductivity of the supporting body,
Heat capacity and material of the resistance layer, thermal conductivity and type of
Formation of the contact connection organs, size and thickness of the resistance surface,
desired resistance value, impulse resistance, constancy of the resistance value
certain operating conditions, shutdown in the event of a given overload and above all
the desired switch-off time. What orders of magnitude are those established by the customer
Can accept claims, may give an example that has been in production for a long time
is carried out: Resistance value between 50, 100 or 200 Ohm, switch-off time shorter
than 30 sec.
Nachdem die Versuchsergebnisse zeigten, daß es durchaus möglich ist,
auch einen Sicherungswiderstand mit befriedigender Leistung herzustellen, der keinen
Engeschliff besitzt, womit also dem eingangs gekennzeichneten Wunsch nachgekommen
werden kann, zeigte sich, daß aus anderen Gründen die Sicherungswiderstände nach
wie vor eines Schliffes bedurften, und zwar nun nicht wegen der Sicherungsstrecke,
sondern wegen des erforderlichen Abgleichs des Widerstandswertes. Die normalerweise
bei der Herstellung der Widerstände angewendeten Verfahren gestatten nämlich keine
Steuerung des Widerstandswertes während der Herstellung; vielmehr kann man erst
nach beendetemVerfahren dieAbweichung vom Sollwert ermitteln und dann mittels eines
Abgleichverfahrens den Sollwert einstellen. Insofern schienen die durchgeführten
Untersuchungen, die also ergeben hatten, daß man auch schliflose Widerstände für
Sicherungszwecke verwenden kann, ohne brauchbares Ergebnis geblieben zu sein.After the test results showed that it is quite possible
also produce a fuse resistor with satisfactory performance that does not have any
Engeschliff, thus fulfilling the wish indicated at the beginning
can be shown that for other reasons the fuse resistors after
as before needed a polish, and now not because of the safety route,
but because of the necessary adjustment of the resistance value. Usually
This is because the processes used in the manufacture of the resistors do not permit any
Control of resistance value during manufacture; rather, one can only
after the procedure has ended, determine the deviation from the target value and then use a
Adjust the setpoint using the adjustment procedure. In this respect, the performed seemed
Investigations which had shown that one can also use loopless resistors for
Can be used for backup purposes without remaining usable.
Hier setzt nun die Erfindung ein, indem sie vorschlägt, bei der Herstellung
der gewünschten Sicherungswiderstände die Schicht nach dem an sich bekannten Durchschubbekohlungsverfahren
herzustellen, wobei die Bekohlungsbedingungen einzeln so gesteuert werden, daß unter
Erhaltung des geforderten Widerstandswertes die an den Widerstand als Sicherung
gestellten Forderungen erfüllt werden. Bei einem solchen Verfahren fallen dann die
erzeugten Widerstände im Sollwert an und bedürfen einer nachträglichen Abgleichoperation
nicht mehr, womit, da sie andererseits auch ohne Engestellen als Sicherung voll
wirksam sein können, die gestellte Aufgabe gelöst ist.This is where the invention comes in, by proposing, in the production
of the desired fuse resistors, the layer according to the known push-through carbonization process
produce, the coaling conditions are individually controlled so that under
Preservation of the required resistance value that is sent to the resistor as a backup
requirements are met. In such a procedure, the
generated resistances in the setpoint and require a subsequent adjustment operation
no more, with what, since on the other hand it is also full without narrowing as a backup
can be effective, the set task is solved.
Aus empirisch ermittelten Werten kann man zunächst Durchschubgeschwindigkeit,
Strömungsgeschwindigkeit des Gases, Temperatur u. dgl. so wählen, daß sich angenäherte
Sollwerte ergeben. Während des Laufs dieses Verfahrens kann man durch Messung fertiggestellter
Widerstandskörper die Abweichung vom Sollwert feststellen und durch entsprechende
Änderung der Bekohlungsbedingungen die Einrichtung so einstellen, daß sich nunmehr
die gewünschten Sollwerte ergeben. Derart hergestellte Widerstände sind dann, wenn
sie im übrigen den vorher geschilderten Bedingungen hinsichtlich ihres Aufbaus,
ihrer Dimensionierung usw. zur Erfüllung der gestellten Kundenforderung genügen,
ohne weiteres als Sicherungswiderstände einzusetzen und durch die Einsparung der
SchlifEoperationen wesentlich verbilligt herzustellen.From empirically determined values, one can initially determine the feed rate,
Select the flow rate of the gas, temperature and the like so that they approximate each other
Result in setpoints. During the course of this procedure, one can measure completed
Resistance body determine the deviation from the nominal value and through appropriate
Change of the coaling conditions adjust the facility so that now
result in the desired setpoints. Resistors produced in this way are if
they also comply with the previously described conditions with regard to their structure,
their dimensions etc. are sufficient to meet the customer's requirements,
can easily be used as fuse resistors and by saving the
Making grinding operations much cheaper.