DE1490367C - Verfahren zur Herstellung eines Wider Standselementes fur einen induktiven elek trischen Widerstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- wendelförmig angeordneten Widerstandsschicht anlung eines Widerstandselementes für einen induktiven zugeben, das eine hohe Induktivität und dadurch eine elektrischen Widerstand mit einer auf der Innen- pute Entstörwirkung, z. B. gemäß den Vorschriften fläche eines Isolierröhrchens wendelförmig angeord- für die Entstörung von Kraftfahrzeug-Zündanlagen, neten Widerstandsschicht. Solche Widerstände wer- 5 bei niedrigen Herstellungskosten besitzt. Dafür ist den z.B. für Entstörzwecke verwendet. Zur Ent- eine hohe Wendelzahl auf kleinem Raum anzustreben, störung von Hochspannungszündanlagen, wie Zünd- damit der »Dämpfungswiderständ« eine relativ hohe kerzen u. dgl., die Störwellen hoher Frequenzen über Induktivität aufweist. ι

die Zündleitungen emittieren, ist es erforderlich, be- Die Verwendung von Glas als isolierendem Tragsondere Abschirmvorrichtungen bzw. Entstörmittel io körper für Widerstandsschichten ist an sich bereits in den Leitungszügen anzuordnen. So werden bei-. bekannt, da dieses Material durch seine glatte Oberspielsweise in den Leitungszügen von Hochspan- flächenbeschaffenheit mit gleichmäßig dünnen Widernungszündanlagen Entstörwiderstände eingesetzt. Standsschichten versehen werden kann. Dagegen Insbesondere bei Ottomotoren ist es bekannt, der- schien sich dieser Tragkörper für enggeweridelte artige Hochfreqüenzwellen dämpfende Entstörwider- 15 Widerstandsschichten nicht zu empfehlen, da die bestände in den Hochspannungsleitungen zu ver- kannte Einfräsmethode Risse bzw. Frässpuren im wenden. Glas hinterließ, die die Bruchgefahr, insbesondere

Es bestehen besondere Wünsche-für die Entstörung für die großen Erschütterungen ausgesetzten Entstörderartiger Hochspannungszündanlagen. So sollen die widerstände, wesentlich erhöhen. Bei Keramika tre-Entsröwiderstände bei 100 MHz einen »Dämpfungs- 20 ten diese Gefahren nicht in diesem Maße auf, doch widerstand« von mindestens 4 kOhrn und bei Gleich- sind derartige keramische Tragkörper wegen ihrer strom einen Widerstand von mindestens 800 0hm ' meist hohen Dielektrizitätskonstante und der porigen aufweisen. Derartige Widerstände können auch z. B. Oberfläche für die Aufbringung sehr dünner Widerin die Zündkerzen oder die Verteiler eingesetzt wer- Standsschichten nicht in gleicher Weise zu empfehlen, den. Bei den hohen Frequenzen, z. B. bei 100 MHz, 25 Eine eventuell naheliegende Möglichkeit, die Widerist ein hoher Widerstand erwünscht, um die Hoch- Standsschichten bereits wendelförmig aufzubringen, frequenzenergie am Fortschreiten entlang der Leitung scheitert wegen der dann .nur möglichen geringen zu hindern, weil die hochfrequenten Schwingungen Wendelzahl, die Widerstände mit verhältnismäßig andernfalls zu Störungen in benachbarten elektri- hoher innerer Induktivität herzustellen nicht ^;gestatschen Geräten, z. B. Rundfunk- oder Fernseh- 30 tet, es sei denn durch Verwendung eines, Ferritempfängern, führen würden. Andererseits soll im kernes, was aber bei bestimmten Anwendungsfällen Interesse einer nur geringen Schwächung der Zünd- zu Schwierigkeiten, z. B. wegen der Temperaturenergie der Entstörwiderstand einen möglichst klei- abhängigkeit der Permeabilität ,der Ferritmaterialien neu Widerstandswert.aufweisen. . führen kann.

Es ist bereits ein Entstörwiderstand bekannt, der 35 Das erfindungsgemäße Verfahren bietet nun die aus einer Widerstandsdrahtwendel besteht, die auf Möglichkeit, Glastragkörper zu verwenden. Erfineinen Isolierkörper zylindrischer Art aufgebracht ist. dungsgemäß wird als Widerstandsschicht eine dünne Außerdem ist es bekannt, eine Widerstandsdraht- Edelmetallschicht auf ein Glasröhrchen zunächst nur wendel in keramische'Stoffe einzubetten. Die Wider- halbhart eingebrannt, dann diese Widerstandsschicht standsdrahtwendel hat den Vorteil, daß sie neben 40 mit Hilfe eines schmalen, stichelartigen Werkzeuges dem rein Ohmschen Widerstand (entsprechend der , gewendelt, ohne dabei _;d]e Oberfläche des Glasröhr-Länge und dem Material des Widerstandsdrahtes) chens zu verletzen, und erst dann die Widerstandseinen induktiven Widerstand (gemäß der Anzahl und schicht vollständig eingebrannt.
Länge der Wendelwindungen) aufweist. Während bei Als Widerstandsschicht zeichnet sich besonders

Gleichstrom und sehr niederen Frequenzen fast ledig- 45 eine Gold-Rhodium-Legierüiig aus, die z.B. 0,2 bis lieh der Ohmsche Widerstand in Erscheinung tritt, 2 Gewichtsprozent- Rhodium enthält. Diese Schicht kommt bei höheren Frequenzen, z. B. im MHz- läßt einen Flächenwiderstand von weniger als Bereich, die induktive Wirkung . der Drahtwendel 0,2 Ohm zu. Außerdem weist diese Gold-Rhodium-, durch Erhöhung des Gesamtwiderstandes zur. Gel-, ■ Legierung noch einen verhältnismäßig hohen Temtung. Mit einem solchen Widerstand kommt man 50 peraturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes daher den vorher geäußerten Wünschen entgegen. von etwa 2-1O^-V⁰CaUf. Hierdurch erhöht sich

Darüber hinaus sind bereits induktivitätsanne der wirksame Dämpfungswiderstand bei der Erwär-Widerstände mit einer Widersfandsschicht auf der mung, insbesondere bei Zündkerzen im Betrieb. Beim Innenseite eines Glasröhrchens sowie, .induktive , Anlassen eines Ottomotors, also in kaltem Zustand Widerstände mit einer wendelförrnigen Metall- 55 des Entstörwiderstandes, tritt entsprechend dem gebelegung auf der Innenfläche eines Keramik- oder ringeren Widerstand ein kräftiger Zündfunke auf. KunststolTrohres bekannt. Auch das wendeiförmige Bei Erreichen der Betriebswärme nimmt der Wirk-Ausfräsen einer auf einem derartigen: Keramikröhr- widerstand seinen Sollwert an, der beispielsweise dien aufgetragenen Innenbelegung ist. bereits bei 15% höher ist als der Wirkwiderstand in kaltem Siebgliedern bzw. Drosselketten für Zuleitungen in 60 Zustand. Dadurch wird, eine höhere Entstörwirkung Schaltungen für sehr hohe Frequenzen bekannt. gemäß dem erhöhten Widerstandswert erzielt, wäh-Diese wendeiförmigen Belegungen weisen allerdings rend beim Anlassen des Motors zugunsten des dort eine relativ große Breite der Belegungsbnhnen bei erwünschten kräftigen Zündfunkens eine geringe Einhoher Steigung auf, so daß eine hohe Wendelzahl büße an Entstörwirkung in Kauf genommen wird,
nicht erreicht werden konnte. 65 Mit dieser Legierung erhält man gut wendelbare,

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver- relativ weiche Schichten, die trotz guter Haftfestig- fahren zur Herstellung eines Widerstandselementes keit auf Glas beim Wendeln an den Rändern nicht mit einer auf der Innenfläche eines Isolierröhrchens ausfasern. Dadurch wird nicht nur die Sprühgefahr

bei Hochspannung vermindert, die zu einer Zerstörung des Widerstandes führen kann, sondern es lassen sich vor allem außerordentlich schmale Wendelbahnen von z. B. nur 0,07 mm Breite erreichen. Dadurch laßt sich eine außerordentlich hohe Windungszahl von etwa 70 bis 80 Windungen pro Zentimeter Röhrchenlänge unterbringen, ohne daß Unterbrächungen durch Ausreißen kleiner Widerstandsschichtteile beim Wendeln auftreten.

Die Widerstandsschicht wird'ä'u'if die Glasröhrcheninnenqberfläche aufgetragen. Das Einbrennen der dünnen Edelmetallschicht erfolgt erfindungsgemäß in zwei Stufen: halbhart vor der Wendelung und vollständig nach dem Wendeln.

Bei der Wendelung wird erfindungsgemäß ein sehr schmales stichelartiges Werkzeug an die halbhart eingebrannte Edelmetallschicht herangeführt und z. B. unter Drehung des Glasröhrchens allmählich an dessen Innenwand axial von .einer Röhrchenseite zur anderen fortbewegt. Das Werkzeug schabt die Widerstandsschicht wendelförmig von der Glaskörperinnenfläche ab, ohne dieselbe zu verletzen.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die äußeren Glasröhrchenenden kurzzeitig bis zum Aufschäumen des Glases, z. B. in einer Knallgasstichflamme, erhitzt. Durch das Aufschäumen des Glases gelingt es, die an sich bekannte Stirnflüchcnkontaktierimg mit Einbrennsilber vorzunehmen, die andernfalls, bei einem normalerweise glatten Glasträger, nicht genügend abriebfest ist. Zur Verbesserung der Haftung der Edelmetalhviderstandsschicht wird weiterhin vorgeschlagen, · die Widerstände vor dem Kontaktieren bei einer Temperatur in der Nähe des Glaserweichungspunktes mindestens bei 850° C einige Zeit, z. B. 30 Minuten, zu tempern. Dabei sinkt die Metallschicht oberflächlich etwas in das Glas ein.

Zur Erhöhung der induktiven Wirkung des erfindungsgemäß hergestellten Widerstandes, insbesondere bei hohen Frequenzen, kann in das auf seiner Innenfläche wendelförmig widerstandsbelegte Glasröhrchen ein Ferritkern eingesetzt werden. Die Erhöhung der wirksamen Permeabilität durch den eingeschobenen Ferritkern führt zu einer. Erhöhung der durch die Edelmetallwendel bewirkten Induktivität. 'Allerdings können hierbei die Eigenschaften des Ferritmaterials, wie Frequenz- oder Temperatiirabhängigkeit, zu einer Einschränkung des Verwendungsbereiches, führen.

In den Fig. 1 und 2 ist als Beispiel ein erfindungsgemäß hergestellter Widerstand angegeben, der zu Entstörzwecken verwendet und z. B. in eine Zündkerze eingesetzt wird.

In Fig. I ist ein Glasröhrchen 1 mit stirnseitiger Silberkontaktierung 2 dargestellt. Auf der Innenseite dieses Glasröhrchens ist gemäß dem Ausschnitt A-A wendelförmig eine 2 μ dicke Edclmetallschicht 3 aus einer Gold-Rhodium-Legierung aufgetragen. Gemäß der Fig. 2 — einem vergrößerten Ausschnitt A-A — beträgt die Steighöhe dieser Wendel etwa S = 0,15 mm. Die Gesamtlänge des Glasröhrchens beträgt etwa 16 mm, der äußere Durchmesser etwa 3,6 mm. Die Stirnseite des Glasröhrchens ist vor der Kontaktierung thermisch aufgerauht, so daß die aufgetragene Silberschicht 2 eine gute Haftfestigkeit auf dem Glasröhrchenstirnende aufweist. Im Röhrcheninneren ist die Belegung 3 aufgetragen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß hergestellten induktiven Widerstandes besteht darin, daß er außerordentlich rüttelfest ist und seirte Entstörwirkung im Laufe der Betriebszeit durch eventuelles Verschieben der Wendel, wie es z. B. bei bereits'^vbekannten Drahtwendel-Entstörwiderständen oftmals der Fall ist, nicht vermindert wird. Insbesondere bei den großen Erschütterungen ausgesetzten Kraftfahrzeugen ist eine derartige Rüttelfestigkeit sehr wesentlich für die Betriebssicherheit des Widerstandes. Der induktive elektrische Widerstand gemäß der Erfindung ist außerordentlich billig und einfach herzustellen. Um die Widerstandsschicht zusätzlich vor Feuchtigkeit, Gasen, Staubteilchen od. dgl. zu schützen, können die Stirnenden des Glasröhrchens mit beispielsweise Kitt, Kunststoff oder ähnlichem Material verschlossen sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselementes für einen induktiven e'oktrischen Widerstand mit einer auf der Innenfläche eines Isolierröhrchens wendelförmig angeordneten Widerstandsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandsschicht (3) eine dünne Edelmetallschicht auf ein Glasröhrchen (1) zunächst nur halbhart eingebrannt wird, daß darm diese Widerstandsschicht (3) mit Hilfe eines schmalen,, stichelartigen Werkzeuges gewendelt wird, ohne dabei die Oberfläche des Glasröhrchens (I) zu verletzen, und daß erst dann die Widerstandsschicht (3) vollständig eingebrannt wird."

2. Verfahren nach Anspruch» 1, dadurch ge-, kennzeichnet, daß als Edelmetall-Widerstandsschicht eine Gold-Rhodium-Legierung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung mit 0,2 bis 2 Gewichtsprozent Rhodium verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand vor der Kontaktierung bei Temperaturen von mehr als 85O⁰C in der Nähe der Glaserweichungstemperatur, z. B. 30 Minuten lang, getempert wird. .

5. Verfahren nach Anspruch Y, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden (2)· des Glasröhrchens (1) kurzzeitig mit einer Knallgas-Stichflamme bis zum Aufschäumen erhitzt werden, um so die Enden (2) des Glasröhrchens (I) mit Einbrennsilber hinreichend abriebfest stirnkontaktieren zu können.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Röhrchen zur Erhöhung der Induktivität ein Ferritkern eingesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen