DE2238557B2

DE2238557B2 - METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTING CYLINDRICAL COATING RESISTORS

Info

Publication number: DE2238557B2
Application number: DE19722238557
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Chem. Dr.; Marth Kurt Dipl.-Phys.; 8400 Regensburg Engt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1976-07-08
Also published as: LU66978A1; BE803194A; ZA734894B; ES417541A1; JPS4959257A; GB1440022A; NL7306267A; HU169621B; BR7305339D0; DE2238557A1; IT992728B; FR2195041A1; FR2195041B1; SU574174A3; AT322675B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleichen von zylindrischen Schichtwiderständen in Form einer auf der Oberfläche eines zylindrisch oder konisch ausgebildeten Kerns aus Isoliermaterial aufgebrachten Widerstandsschicht, die zunächst als den Kern gleichmäßig bedeckende Schicht aufgebracht und dann längsThe invention relates to a method for adjusting cylindrical sheet resistors in the form of a applied to the surface of a cylindrical or conical core made of insulating material Resistance layer, which is initially applied as a layer that evenly covers the core and then lengthways

^jner Schraubenlinie mit einer den elektrischen Bahnwiderstand der Widerstandsschicht zwischen zwei angebrachten bzw. noch anzubringenden Anschlußeiekiroden vergrößernden Furche versehen wird, wobei in die den Bahnwiderstand vergrößernde Furche aus zwei 5 gleichzeitig an zwei axial gegeneinander versetzten Stellen der Widerstandsschicht gebildeten Teilfurchen erzeugt wird, indem die Bearbeitungsstellen parallel 2UT Achse der gemeinsam mit dem isolierenden Kern um dessen Achse rotierenden Widerstandsschich/ unter Entstehung je einer schraubenlinienförmigen Furche verschoben werden. Außerdem betrifft die Erfindung Vorrichtungen, die zur Durchführung der Erfindung geeignet sind.^ in the helical line with one the electrical resistance the resistance layer between two attached or still to be attached connection electrical cables increasing furrow is provided, with the groove increasing the track resistance of two 5 Partial grooves formed at the same time at two axially offset points of the resistance layer is created by placing the machining points parallel to the 2UT axis of the joint with the insulating core Resistance layer rotating around its axis / with the formation of a helical furrow each be moved. The invention also relates to devices suitable for carrying out the invention are.

Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind beispielsweise bekannt aus der GB-PS 7 35 889, der US-PS 28 38 639 oder der am 27. Nov. 1952 bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung B16 795 VIII d/21c Diese Literaturstelleu zeigen elektrische Schichtwiderstände, bei denen entweder die Wendelsteigung in der Widerstandsmitte größer ist als an den Widerstandsenden oder bei denen in der Widerstandsmitte ein Stück der Widerstandsschicht ungewendelt bleibt. Der Vorteil derartiger Widerstände besteht darin, daß die Zonen mit der größten Wärmeerzeugung in der Widerstandsschicht an die beiden Enden des Widerstandes gelegt sind, wo durch aufgesetzte Metallkappen und Anschlußdrähte die Wärme besser abgeführt werden kann.Methods and devices of the type mentioned are known, for example, from GB-PS 7 35 889, US-PS 28 38 639 or the German patent application published on Nov. 27, 1952 B16 795 VIII d / 21c These references show electrical Sheet resistors in which either the helix pitch in the middle of the resistor is greater than at the ends of the resistor or at those in the middle of the resistor a piece of the resistor layer is not coiled remain. The advantage of such resistors is that the zones with the greatest heat generation are placed in the resistance layer at the two ends of the resistor, where put through Metal caps and connecting wires, the heat can be dissipated better.

Durch das Verfahren des Wendeins mit variabler Wendelsteigung läßt sich die Wärmeerzeugung in der Widerstandsschicht in bezug auf die Wärmeableitung durch Trägermaterial und Anschlußdrähte optimal so steuern, daß an jeder Stelle der Widerstandsschicht die gleiche Temperatur entsteht. Dieses Verfahren ist jedoch recht umständlich, da nicht nur für jeden Widerstandstyp die Wärmeleitungsbedingungen bestimmt werden müssen, sondern vor allem dadurch, daß auf Grund der unvermeidlichen Toleranzen bei der Herstellung der Widerstandsschichten und der sich dadurch einstellenden Toleranz der Ausgangswerte der Widerstandsschicht die Wendelsteigung bei jedem einzelnen Widerstandselement individuell eingestellt werden müßte. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis deshalb bisher nicht durchsetzen können.Through the process of turning with a variable helix pitch, the heat can be generated in the Resistance layer with regard to the heat dissipation through the carrier material and connecting wires optimally so control that the same temperature arises at every point of the resistance layer. However, this procedure is quite cumbersome, since the heat conduction conditions are not only determined for each resistor type must be, but mainly because due to the inevitable tolerances in the production of the resistance layers and the resulting tolerance of the output values of the resistance layer the helix pitch can be set individually for each individual resistance element would have to. This method has therefore not yet been able to establish itself in practice.

Einfacher zu beherrschen ist das Verfahren, bei dem ein Bereich in der Mitte der Widerstandsschicht unbearbeitet bleibt. Abhängig vom jeweiligen Ausgangswert der Widerstandsschicht wird der unbearbeitete Bereich kürzer oder länger ausfallen. Die Tatsache, daß die sich dadurch einstellende Temperaturverteilung in der Widerstandsschicht nicht optimal ist, Afiegt gering hinsichtlich der Einsparung an Zeit und Kosten. Darüber hinaus sind diese Widerstände wesentlich höher belastbar als die nach herkömmlichem Verfahren mit konstanter Wendelsteigung an einem Stück gewendelten Widerstände.The process in which an area in the middle of the resistive layer is left untreated is easier to master remain. Depending on the respective output value of the resistance layer, the unprocessed Area can be made shorter or longer. The fact that the resulting temperature distribution in the resistance layer is not optimal, Afiegt low in terms of saving time and money. In addition, these resistances are much higher more resilient than those coiled in one piece with a constant helix pitch using conventional methods Resistances.

Aus der DT-PS 18 11 864, der DTPS 18 12 187 sowie der DT-AS 18 12 188 sind Verfahren zum Wendeln von Schichtwiderständen mit Hilfe von gebündelten Laserstrahlen bekannt. Aus der DT-OS 17 65142 ist eine Vorrichtung zum Wendeln von Schichtwiderständen mit Hilfe gebündelter Laserstrahlung bekannt.From the DT-PS 18 11 864, the DTPS 18 12 187 as well as the DT-AS 18 12 188 are processes for the coiling of Film resistances with the help of bundled laser beams are known. From DT-OS 17 65142 is one Apparatus for coiling sheet resistors with the aid of focused laser radiation is known.

Aus der FR-PS 20 42 185 ist es bekannt, einen Laserstrahl mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels in zwei Teilstrahlen aufzuspalten, die beiden Teilstrahlen mit Hilfe von feststehenden und verschiebbaren Spieso abzulenken, daß sie nach entsprechender Fokussierung zur Bearbeitung esnes Gegenstandes an zwei verschiedenen Punkten eingesetzt werden können. From FR-PS 20 42 185 it is known to use a semitransparent mirror in a laser beam split two partial beams, the two partial beams with the help of fixed and movable Spieso to divert that after focusing appropriately for processing esnes object two different points can be used.

Aus der DT-OS 1490 240 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wendern von Schichtwiderständen mü Hilfe von gebündelten Elektronenstrahlen bekanntFrom DT-OS 1490 240 is a method and a Apparatus for turning sheet resistors must be known with the aid of bundled electron beams

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren im Hinblick auf die Möglichkeit der Herstellung von Wendelfurchen mit geringer Breite und geringer Steigung, auf geringe thermische Belastung während des Wendelvorgangs und auf erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit zu verbessern. The present invention is based on the object the above-mentioned method with regard to the possibility of producing helical grooves with a narrow width and a slight incline, for low thermal load during the coiling process and to improve on increased working speed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bearbeitung zwei auf der Widerstandsschicht fokussierte Laserstrahlen verwendet werden, daß die beiden Bearbeitungsstrahlen aus einer einzigen Strahlungsquelle bezogen werden, daß der von dem Laser abgegebene Bearbeitungsstrahl mittels eines halbdurchlässigen Spiegels oder eines Prismas in zwei Teilstrahlen von etwa gleicher Intensität aufgespalten wird, daß diese beiden Teilstrahlen derart umgelenkt werden, daß sie auf die rotierende Widerstandsschicht an den beiden axial gegeneinander versetzten Stellen auftreffen, und daß die axialen Verschiebungen der Auftreffstellen der beiden Teilstrahlen durch je einen um eine senkrecht zur Rotationsachse der Widerstandsschicht gerichtete Achse schwenkbaren, den auftreffenden Teilstrahl auf die Widerstandsschicht projizicrenden Spiegel hervorgerufen werden, und daß jeder dieser beiden Teilstrahlen vor dem Auftreffen auf die Widerstandsschicht über insbesondere sphärische oder zylindrische Linsen fokussiert wird.This object is achieved according to the invention in that two laser beams focused on the resistive layer are used for processing, that the two processing beams are obtained from a single radiation source, that the processing beam emitted by the laser is split into two partial beams of approximately the same by means of a semitransparent mirror or a prism Intensity is split so that these two partial beams are deflected in such a way that they impinge on the rotating resistance layer at the two axially offset points, and that the axial displacements of the points of impact of the two partial beams can each be pivoted about an axis directed perpendicular to the axis of rotation of the resistance layer , the incident partial beam is caused to project onto the resistive layer mirror, and that each of these two partial beams before impinging on the resistive layer via in particular spherical or cylindrical e lens is focused.

Eine gleichwertige Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß zur Bearbeitung zwei auf der Widerstandsschicht fokussierte Elektronenstrahlen verwendet werden, daß die beiden Bearbeitungsstrahlen aus einer einzigen Strahlungsquelle bezogen werden, und daß die beiden mittels Blenden von der Elektronenstrahlquelle abgeleiteten Teilstrahlen über elektrische und bzw. oder magnetische Felder und über elektronenoptische Linsen zu einem punktförmigen Auftrefffleck auf die Widerstandsschicht fokussiert werden.An equivalent solution to the problem is that for processing two on the Resistive layer focused electron beams are used that the two machining beams be obtained from a single radiation source, and that the two by means of screens from the electron beam source derived partial beams via electrical and / or magnetic fields and via electron-optical Lenses are focused on the resistive layer to form a punctiform impingement point.

Im einfachsten Fall werden die beiden Bearbeitungsstellen von den Enden der Widerstandsschicht gleichzeitig zur Mitte hin geführt. Es verbleibt somit in der Regel in der Mitte der Widerstandsschicht ein unbearbeiteter Bereich, da die Bearbeitungsstellen bei Erreichen des Widerstandssollwertes abgeschaltet werden. Es ist jedoch in besonderen Fällen auch möglich, die von den Auftreffstellen der beiden Bearbeitungsstrahlen gewendelten Furchen so zu führen, daß sie sich zu einer einzigen, insbesondere gleichmäßig von einer Anschlußelektrode zur zweiten Anschlußelektrode des Widerstandselements reichenden, schraubenlinienförmig gewundenen Bahn ergänzen. Das Dedeutet, daß das erfindungsgemäße Verfahren in einer speziellen Ausgestaltung auch zur Herstellung von Widerständen mit durchgehender Wendelung eingesetzt werden kann.In the simplest case, the two processing points from the ends of the resistance layer are made simultaneously led towards the middle. As a rule, an unprocessed layer remains in the middle of the resistance layer Area, since the processing points are switched off when the resistance setpoint is reached. In special cases, however, it is also possible that from the points of impact of the two machining beams to lead coiled furrows so that they become a single, in particular evenly from a connection electrode reaching to the second terminal electrode of the resistance element, helically complement the winding path. This means that the method according to the invention in a special embodiment can also be used to manufacture resistors with continuous coiling.

Vorzugsweise verläuft das erfindungsgemäße Abgleichverfahren so, daß zunächst die Widerstandsschicht an ihren Enden mit kappen- oder ringförmigen Anschlußelektroden abgedeckt wird und daß erst dann mit den den elektrischen Widerstand erhöhenden Furchen abgeglichen wird, wobei die beiden Anschlußelektroden an ein den Widerstandswert zwischen den beiden Anschlußelektroden überwachendes Meßinstrument gelegt und die Widerstandsänderung währendThe adjustment method according to the invention preferably proceeds in such a way that first the resistance layer is covered at their ends with cap-shaped or ring-shaped connection electrodes and only then is balanced with the grooves increasing the electrical resistance, the two connection electrodes to a measuring instrument that monitors the resistance value between the two connection electrodes placed and the change in resistance during

der Entstehung der Wendelfurchen in der Widerstandsschicht überwacht wird.the formation of the spiral furrows in the resistance layer is monitored.

Eine vorteilhafte Vorrichtung mit einem Laser zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus optischen Mitteln zur Aufspaltung des Laserstrahls in zwei Teilstrahlen und zur Ablenkung und Fokussierung der beiden Teilstrahlen auf der Oberfläche des Widerstandes an axial gegeneinander versetzten Stellen und aus mechanischen Mitteln zum Drehen des Widerstandes um seine Längsachse, ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang des vom Laser emittierten Lichtstrahls ein halbdurchlässiger Spiegel eingefügt ist, der zum Lichtstrahl geneigt ist, daß der den Spiegel durchdringende Teilstrahl auf einen ersten beweglichen Spiegel trifft, der den Teilstrahl auf die Oberfläche des Widerstandes lenkt, daß der vom halbdurchlässigen Spiegel reflektierte Teilstrahl auf einen feststehenden Spiegel trifft, daß dieser Spiegel den Strahl auf einen zweiten beweglichen Spiegel lenkt, der den Teilstrahl direkt auf die Oberfläche des Widerstandes lenkt und daß die beiden beweglichen Spiegel so um Drehachsen schwenkbar sind, daß die Verschiebung der Auftreffstellen der Teilstrahlen auf der Oberfläche des Widerstandes axial verläuft.An advantageous device with a laser for carrying out the method according to the invention, consisting of from optical means for splitting the laser beam into two partial beams and for deflection and focusing the two partial beams on the surface of the resistor at axially offset from one another Set and made up of mechanical means for rotating the resistor around its longitudinal axis, is thereby characterized in that in the beam path of the light beam emitted by the laser, a semitransparent mirror is inserted, which is inclined to the light beam that the mirror penetrating partial beam to a first Movable mirror hits, which directs the partial beam onto the surface of the resistor that the from semitransparent mirror reflected partial beam hits a fixed mirror that this mirror directs the beam onto a second movable mirror, which directs the partial beam onto the surface of the resistor steers and that the two movable mirrors are pivotable about axes of rotation that the displacement the point of impact of the partial beams on the surface of the resistor runs axially.

Zur Fokussierung der Teilstrahlen sind vorteilhaft sphärische oder zylindrische Linsen oder entsprechende Hohlspiegel vorgesehen.Spherical or cylindrical lenses or corresponding lenses are advantageous for focusing the partial beams Concave mirror provided.

Vorzugsweise sind der teildurchlässige Spiegel und der feststehende Spiegel um einen Winkel gegen die beiden schwenkbaren Spiegel verdreht, so daß die beiden von den drehbaren Spiegeln zur Oberfläche des Widerstands gelenkten Teilstrahlen um die halbe Länge der Widerstandsschicht versetzt sind. Hierdurch wird erreicht, daß in der Ruhelage der erfindungsgemäßen Wendelvorrichtung die beiden Laserteilstrahlen die gewünschte axiale Verschiebung gegeneinander aufweisen.Preferably, the partially transparent mirror and the fixed mirror are at an angle to the rotated two pivoting mirrors, so that the two of the rotating mirrors to the surface of the Resistance-directed partial beams are offset by half the length of the resistance layer. Through this it is achieved that in the rest position of the helical device according to the invention, the two partial laser beams have the desired axial displacement with respect to one another.

Vorzugsweise liegen die Drehachsen der drehbaren Spiegel genau in der Achse der auf die Spiegel auftreffenden Teilstrahlen. Auf diese Weise bleibt auch beim Schwenken der beweglichen Spiegel der Brennpunkt auf der Widerstandsschicht konzentriertPreferably, the axes of rotation of the rotatable mirrors lie exactly in the axis of the one impinging on the mirror Partial beams. In this way, the focal point remains even when the movable mirrors are pivoted concentrated on the resistive layer

Vorzugsweise ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß die Teilstrahlen von den Spiegeln so abgelenkt werden, daß sie ein Rechteck bilden, und daß in der Mitte der einen Rechteckseite zwischen den beiden beweglichen Spiegeln der zu bearbeitende Widerstand angeordnet ist Eine derartige Symmetrie der Anordnung ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion der synchronen Steuerung der Spiegelverschwenkung mit der Rotationsgeschwindigkeit der Widerstandskörper. The device is preferably designed so that the partial beams are deflected by the mirrors so that they form a rectangle, and that the resistor to be processed is arranged in the middle of one side of the rectangle between the two movable mirrors simple construction of the synchronous control of the mirror swiveling with the rotation speed of the resistance body.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.Based on the drawing, the invention should be in the form are explained in more detail by two exemplary embodiments.

In F i g. 1 ist das Prinzip der Aufspaltimg eines optischen Energiestrahles in zwei Teilstrahlen und deren Fokussierung auf die rotierende Leitschicht in vereinfachter Weise als Beispiel einer bevorzugten Durchführungsart des eifmdungsgemäßen Verfahrens dargestellt, während in F i g. 2 ein- die axiale Verschiebung der Auftreffstellen der beiden Teilstrahlen auf der Leitschicht bewirkendes Detail dieses Strahlengangs — gesehen in Richtung des Pfeiles A in F i g. 1 — dargestellt istIn Fig. 1 shows the principle of splitting an optical energy beam into two partial beams and focusing them on the rotating guide layer in a simplified manner as an example of a preferred implementation of the method according to the invention, while FIG. 2 shows a detail of this beam path that effects the axial displacement of the points of impact of the two partial beams on the guide layer - viewed in the direction of arrow A in FIG. 1 - is shown

Der aus einer in den Fig. nicht gezeigten Lichtquelle, vorzugsweise einen Laserstrahler oder einen Infrarotstrahler, emittierte Energiestrahl 1 wird von einem halbdurchlässigen Spiegel 2 (oder einem entsprechend wirkenden optischen Prisma) in zwei Teilstrahlen 3 und 4 mit etwa gleicher Intensität gespalten. Die beiden Teilstrahlen 3 und 4 werden dann von den ebenen Spiegeln 5 und 6 um jeweils 90 Grad umgelenkt. Ein weiterer Spiegel 7 sorgt für eine nochmalige Umlenkung des Teilstrahles 3, so daß die beiden Teilstrahlen 3 und 4 zusammen etwa ein Rechteck begrenzen, wie aus F i g. 1 deutlich zu erkennen ist Die beiden Teilstrahlen 3 und 4 treffen aus entgegengesetzten Richtungen The energy beam 1 emitted from a light source not shown in the figure, preferably a laser emitter or an infrared emitter, is split by a semitransparent mirror 2 (or a correspondingly acting optical prism) into two partial beams 3 and 4 with approximately the same intensity. The two partial beams 3 and 4 are then deflected by the flat mirrors 5 and 6 by 90 degrees each. Another mirror 7 ensures that the partial beam 3 is deflected again, so that the two partial beams 3 and 4 together define approximately a rectangle, as shown in FIG. 1 can be clearly seen. The two partial beams 3 and 4 strike from opposite directions

ίο kommend an der Oberfläche der zu wendelnden Leitschicht 8 auf. Diese wird während des Wendelvorgangs beispielsweise in Richtung des Pfeiles B, in Rotation um eine senkrecht zur Zeichenebene und praktisch zu den beiden Teilstrahlen 3 und 4 orientierte Drehachse C gehalten, die zugleich die Symmetrieachse des (im Beispielsfall zylindrischen) isolierenden Kerns R des Widerstandselementes ist. Im Beispielsfall sind die Spiegel 2 und 5 fest, die Spiegel 6 und 7 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse in die Zeichenebene der F i g. 1 fällt. Bei einer Schwenkung um diese Achse wird der Auftrefffleck des betreffenden Energiestrahlesίο coming on the surface of the conductive layer 8 to be coiled. This is held during the spiral process, for example in the direction of arrow B, in rotation about an axis of rotation C oriented perpendicular to the plane of the drawing and practically to the two partial beams 3 and 4, which is also the axis of symmetry of the (in the example cylindrical) insulating core R of the resistance element. In the example, the mirrors 2 and 5 are fixed, the mirrors 6 and 7 are pivotably mounted, the pivot axis being in the plane of the drawing in FIG. 1 falls. When pivoting around this axis, the point of impact of the relevant energy beam becomes

3 beziehungsweise 4 parallel zur Rotationsachse C der Leitschicht 8 auf dieser verschoben. Zur Erzielung eines punktförmigen Auftreffflecks der beiden Teilstrahlen 3 und 4 sind entsprechend fokussierende Mittel, im Beispielsfall sphärische Linsen 9 und 10, vorgesehen. Sie sorgen dafür, daß der Auftrefffleck auf der Leitschichi 8 punktförmig und die von den Energieteilstrahlen 3 und 4 »geschriebene« Furche auf der Leitschicht 8 Iinienhaft wird. Die Intensität der Energiestrahlen 3 und3 or 4 shifted parallel to the axis of rotation C of the conductive layer 8 on this. To achieve a punctiform impact point of the two partial beams 3 and 4, corresponding focusing means, in the example spherical lenses 9 and 10, are provided. They ensure that the point of impact on the conductive layer 8 is punctiform and the furrow "written" on the conductive layer 8 by the partial energy beams 3 and 4 becomes linear. The intensity of the energy rays 3 and

4 wird so eingestellt, daß das Material der Leitschicht 8 an der jeweiligen Auftreffstelle und nur an dieser möglichst sofort verdampft. Soweit erforderlich, wird während der Wendelung der Leitschicht 8 Sorge dafür getragen, daß sich diese und der sie tragende Kern nichi übermäßig erhitzen und die Leitschicht an allen Stellen die nicht unmittelbar von den Energiestrahlen 3 und 4 erreicht werden, erhalten bleibt4 is set so that the material of the conductive layer 8 evaporates as immediately as possible at the respective point of impact and only at this point. If necessary, care is taken during the turning of the conductive layer 8 that it and the core carrying it do not heat up excessively and that the conductive layer is retained at all points that are not directly reached by the energy beams 3 and 4

Wenn man die beiden Spiegel 6 und 7 genügend weil von der zu wendelnden Leitschicht entfernt anordnet genügt ein kleiner Auslenkwinkel et, um die insgesamt erforderliche axiale Verschiebung D der beiden Teilstrahlen 3 und 4 über die gesamte Leitschicht zu ge währleisten. Die Fokussierung kann dann gegebenenIf one arranges the two mirrors 6 and 7 enough because of the conductive layer to be turned away, a small deflection angle et suffices to ensure the total required axial displacement D of the two partial beams 3 and 4 over the entire conductive layer. The focus can then be given

falls von einer jeweils einzigen sphärischen Linse 9 unc 10 von entsprechend großer Brennweite geleistet wer den. Die Funktion der Spiegel 6 und der Linse 10 einer seits und des Spiegels 7 und der Linse 2 andererseits läßt sich auch kombinieren, indem man die Spiegel tif done by a single spherical lens 9 and 10 with a correspondingly large focal length the. The function of the mirror 6 and the lens 10 on the one hand and the mirror 7 and the lens 2 on the other hand can also be combined by t ting the mirrors

und 7 durch — insbesondere sphärische — Hohlspiege ersetzt, deren Brennweite so groß bemessen ist daß sie die Energieteilstrahlen 3 und 4 punktförmig auf der rotierenden Leitschicht 8 abbilden. Die Linsen 9 und IC sind dann fiberflüssig. Noch einfacher ist es, die Verset- zung der Auftreffstellen 19 und 20 der beiden Energie teilstrahlen 3 und 4 nach Maßgabe der vorzunehmenden axialen Verschiebung hn vornherein festzulegen und die axiale Verschiebung D durch eine axiale Verschiebung der rotierenden Leitschicht 8 bei festgehalte- and 7 replaced by - in particular spherical - concave mirrors, the focal length of which is dimensioned so large that they image the partial energy beams 3 and 4 point-like on the rotating conductive layer 8. The lenses 9 and IC are then superfluous. It is even easier to set the offset of the points of impact 19 and 20 of the two energy partial beams 3 and 4 in accordance with the axial displacement to be carried out and to determine the axial displacement D by axially displacing the rotating conductive layer 8 while maintaining the

nen Strahlengang für die Teilstrahlen 3 und 4 vorzunehmen.NEN beam path for the partial beams 3 and 4 to make.

Die beiden Teilstrahlen 3 und 4 können durch entsprechende Spiegelsysteme derart umgelenkt werden daß sie von der gleichen Sehe herkommend, die LeitThe two partial beams 3 and 4 can be deflected in this way by appropriate mirror systems that they come from the same point of view, the Leit schicht erreichea Bevorzugt wird man von dieser Mög lichkeit Gebrauch machen, wenn als Energiestrahl ein Elektronenstrahl verwendet wird, der von einer Elektronenstrahlquelle mittels entsprechend geformte!Achieving a layer is preferred by this poss ility to make use of when as an energy beam Electron beam is used, which is formed by an electron beam source by means of appropriately shaped!

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Blenden in zwei Teilstrahlen aufgespalten wird. Beide Teilstrahlen werden dann mittels elektrischer und/oder ■ magnetischer Felder auf die rotierende Leitschicht projiziert und dabei vor dem Erreichen der Leitschicht mittels elektronenoplischer Mitiel zu einem punktförmigen Auftrefffleck fokussiert werden.Aperture is split into two partial beams. Both partial beams are then by means of electrical and / or ■ magnetic fields projected onto the rotating conductive layer and before reaching the conductive layer by means of electron-optical Mitiel to a punctiform The point of impact can be focused.

In vereinfachter Form wird dies an Hand der F i g. 3 dargestellt. Von einer Glühkathode 11 und einer AnodeThis is illustrated in a simplified form with reference to FIG. 3 shown. From a hot cathode 11 and an anode

12 in evakuierter Umgebung wird ein Elektronenstrahl 12 in an evacuated environment becomes an electron beam

13 zwischen Anode und Kathode erzeugt. Die Anode 12 weist zwei gleichbemessene Löcher 14 und 15 auf. durch die zwei Teilstrahlen 16 und 17 des Elektronenstrahls 13 austreten und in den Raum zwischen Anode 12 und der um die Achse C rotierenden Leitschicht 8 gelangen. Die Ausdehnung der Glühkathode 11 sowie der Anode 12 mit ihren lochblendartigen Öffnungen 14 und 15 ist so getroffen, daß die beiden Teilstrahlen 17 und 16 an axial versetzten Stellen 19 und 20 die rotierende Leitschicht 8 erreichen. Zwischen den beiden Teilstrahlen 16 und 17 ist eine senkrecht zur Achse C sich erstreckende Ablenkplatte 21 vorgesehen, die gegenüber den Elektronenstrahlen 16 und 17 mittels einer veränderlichen Spannungsquelle 22 negativ aufgeladen wird. Infolge dieser negativen Aufladung können die Auftreffpunkte 19 und 20 der Elektronenteilstrahlen 16 und 17 in Achsrichtung der rotierenden Leitschicht 8 bewegt werden. Will man die beider. Auftreffstellen 19 und 20 in gleicher Richtung bewegen, so kann dies geschehen, indem man die Leitschicht 8 in Richtung der Rotationsachse C verschiebt. Um einen scharfen punktförmigen Auftrefffleck zu erhalten, können zusätzliche elektronenoptische Mittel (elektrische und/oder magnetische Linsen, die zwecknäßig unabhängig voneinander von jeden der beiden Teilstrahlen 16 und 17 arbeiten) im Raum zwischen der Anode 12 und der rotierenden Leitschicht 8 vorgesehen sein. 13 generated between anode and cathode. The anode 12 has two holes 14 and 15 of the same size. emerge through the two partial beams 16 and 17 of the electron beam 13 and enter the space between the anode 12 and the conductive layer 8 rotating about the axis C. The expansion of the hot cathode 11 and the anode 12 with their apertures 14 and 15 , which are similar to holes, is such that the two partial beams 17 and 16 reach the rotating conductive layer 8 at axially offset points 19 and 20. Between the two partial beams 16 and 17 there is provided a deflection plate 21 which extends perpendicularly to the axis C and which is negatively charged with respect to the electron beams 16 and 17 by means of a variable voltage source 22. As a result of this negative charge, the points of incidence 19 and 20 of the partial electron beams 16 and 17 can be moved in the axial direction of the rotating conductive layer 8. Do you want both. Moving impact points 19 and 20 in the same direction, this can be done by moving the conductive layer 8 in the direction of the axis of rotation C. In order to obtain a sharp punctiform impact point, additional electron-optical means (electrical and / or magnetic lenses, which usefully work independently of each of the two partial beams 16 and 17 ) can be provided in the space between the anode 12 and the rotating conductive layer 8.

Im Interesse der Vermeidung einer intensitätsschwä chung des Elektronenstrahles wäre es am günstigsten, die rotierende Leitschicht innerhalb des evakuierten Raumes anzuordnen, in welchem sich auch die Elektronenstrahlen 16 und 17 erzeugenden Mittel befinden. Einfacher ist es, wenn man die beiden Elektronenstrahlen 16 und 17 über ein Lenardfenster oder über eine Vakuumschleuse aus dem für die Erzeugung der Elektronen notwendigen hochevakuierten Erzeugungsraum austreten läßt, bevor sie auf die in Luft oder in einem Vakuum minderer Güte angeordnete rotierende Leitschicht 8 auftreffen. In the interest of avoiding a weakening of the intensity of the electron beam, it would be most beneficial to arrange the rotating conductive layer within the evacuated space in which the means generating electron beams 16 and 17 are also located. It is easier if the two electron beams 16 and 17 are allowed to exit the highly evacuated generation space necessary for the generation of the electrons via a Lenard window or a vacuum lock before they strike the rotating conductive layer 8, which is arranged in air or in a vacuum of inferior quality.

Bei symmetrischer beidseitiger Wendelung von den Enden her wird die Zone maximaler Aufheizung des Widerstandselementes, über eine Mantellinie betrachtet, symmetrisch in ein Plateau umgewandelt, dessen Grenzform bei Wendelung bis zur Mitte hin eine Kuppe (entsprechend Vollschliff) ist With a symmetrical twist on both sides from the ends, the zone of maximum heating of the resistor element is symmetrically converted into a plateau, viewed over a surface line, the limit shape of which when twisted up to the middle is a dome (corresponding to full cut)

Bei kürzerer beiseitiger Wendelung tritt eine leicht sattelförmige TemperaturverteUung auf. (Die Tiefe des Sattels ist davon abhängig, welche Anteile der Wärmeabführung auf Konvektion, Wärmestrahlung und Wärmeableitung entfalten. Für die beschriebenen kappenlosen Bauformen ist der Anteil an Konvektion und Wärmestrahlung gering und der Sattel folglich flach.) Unter Annahme eines linearen Verlaufes der Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit zum Abstand vom Ende des Widerstandselementes wäre bei symmetrischer Wendelung der effektive Wärmewiderstand unabhängig von den Abieichlängen gleich hoch wie bei Vollschliff.If the two-sided helix is shorter, a slightly saddle-shaped temperature distribution occurs. (The depth of the Sattels depends on what proportions of heat dissipation develop on convection, heat radiation and heat dissipation. For the capless designs described, the proportion of convection and thermal radiation is low and the saddle is consequently flat.) Under Assumption of a linear course of the thermal conductivity depending on the distance from the end of the Resistance element would be independent of the effective thermal resistance with symmetrical coiling of the calibration lengths the same as for full grinding.

Tatsächlich weist jedoch der Querschnitt des mittleren Drittels des Widerstandselementes (aus Keramik bestehend) eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit auf, als die Querschnitte der äußeren Drittel des Widerstandselementes, die teilweise aus Metall (Anschlußdraht + Lot) bestehen.In fact, however, the cross-section of the middle third of the resistor element (made of ceramic) a poorer thermal conductivity than the cross-sections of the outer thirds of the resistance element, which are partly made of metal (connecting wire + solder).

Somit bedeutet eine Verlagerung der freiwerdenden Wärme symmetrisch zu beiden Enden hin bessere Ableitfähigkeit dieser Wärme und dadurch Verringerung ίο des effektiven Wärmewiderstandes.Thus, a shift of the released heat symmetrically towards both ends means better conductivity this heat and thereby a reduction in the effective thermal resistance.

Die Spiegel 2 und 5 sind um den Winkel <x gegen die Spiegel 6 und 7 gedreht. Der Winkel λ muß so gewählt werden, daß die beiden von den Spiegeln 6 und 7 kommenden Teilstrahlen 3 und 4 um die halbe Länge der Leitschicht 8 versetzt sind.The mirrors 2 and 5 are rotated by the angle <x with respect to the mirrors 6 and 7. The angle λ must be chosen so that the two partial beams 3 and 4 coming from the mirrors 6 and 7 are offset by half the length of the guide layer 8.

(Um die Lsiserleistung im Dauerbetrieb zu überwachen, können die Spiegel 6 und 7 teildurchlässig und dahinter ein Leistungsmesser angebracht sein.)(To monitor the Lsiser performance in continuous operation, the mirrors 6 and 7 can be partially transparent and a power meter can be attached behind them.)

Beim Wendeln wird nun die Leitschicht 8 um ihre Symmetrieachse C in Rotation versetzt und die beiden Spiegel 6 mit Linse 10 und 7 mit Linse 9 um die Achsen A 1 und A 2 synchron gedreht, und zwar so, daß sich die Brennpunkte der Linsen von den Widerstandsenden zur Mitte hin bewegen. Bei Verwendung von Linsen mit einer Brennweite von 25 mm bleibt der Brennfleck bei Widerstandslängen 10 mm innerhalb des Bereiches der Schärfentiefe, für größere Widerstandslängen müssen Linsen mit größerer Brennweite (beispielsweise 50 mm) gewählt werden. Als Vorteile wurden festgestellt: Der Wärmewiderstand ist deutlich davon abhängig, welcher Amteil der freien Wider.standsschicht in die Wendel einbezogen ist (im folgenden ausgedrückt in Prozent) und wie der gewendelte Teil auf dem Widerstandskörper angeordnet ist. Für die konventionelle, an einem Widerstandsende beginnende Wendelung wurde festgestellt: Bei 100%-Wendelung liegt der Wärmewiderstand iim Mittel bei 140 grd/Watt mit Streuwerten von 129-149grd/Watt. Bei 70%-Wendelung war bereits eine Verschlechterung feststellbar: Mittelwert 143grd/Watt, Größtwert 149grd/Watt, Kleinstwert 137 grd/Watt. Deutlich wird die Abhängigkeit bei einem nur bis zur halben Länge gewendelten Widerstand. Hier war der Mittelwert bereits auf 151 grd/Watt angestiegen, mit Größtwert 156 grd/Watt. Kleinstwert 145 grd/Watt Im Gegensatz dazu ergab das beidseitig symmetrische Wendeln von den Enden 2:ur Mitte hin bei 2 χ 45%-Wendelung einen Mittelwert von 126 grd/Watt mit Größtwert 133grd/Watt und Kleinstwert 119 grd/Watt Bei 2 χ 35 und 2 χ 25%-Wendelung wurden nahezu gleiche Werte gemessen: Mittelwerte 120 bzw 122 grd/Watt, Größtwerte 125 grd/Watt, Kleinstwert« 116 bzw. 117 grd/Watt When coiling, the conductive layer 8 is now set in rotation about its axis of symmetry C and the two mirrors 6 with lens 10 and 7 with lens 9 rotated synchronously about axes A 1 and A 2, in such a way that the focal points of the lenses from the Move the ends of the resistor towards the middle. When using lenses with a focal length of 25 mm, the focal spot remains within the range of the depth of field for resistance lengths of 10 mm; for longer resistance lengths, lenses with a larger focal length (e.g. 50 mm) must be selected. The following were found to be advantages: The thermal resistance is clearly dependent on which part of the free resistance layer is included in the helix (expressed as a percentage below) and how the helical part is arranged on the resistor body. For the conventional coiling beginning at the end of the resistance, the following was found: With 100% coiling, the average thermal resistance is 140 degrees / watt with scatter values of 129-149 degrees / watt. A deterioration was already noticeable at 70% rotation: mean value 143 degrees / watt, highest value 149 degrees / watt, lowest value 137 degrees / watt. The dependency becomes clear when the resistor is only coiled up to half the length. Here the mean value had already risen to 151 degrees / watt, with a maximum value of 156 degrees / watt. Smallest value 145 degrees / watt In contrast to this, the spiraling, symmetrical on both sides, from the ends 2: towards the middle at 2 χ 45% rotation resulted in an average value of 126 degrees / watt with a maximum value of 133 degrees / watt and a minimum value of 119 degrees / watt at 2 χ 35 and 2 χ 25% twist, almost the same values were measured: mean values 120 and 122 degrees / watt, highest values 125 degrees / watt, lowest values 116 and 117 degrees / watt

Im Vergleich zur konventionellen Wendelung wire bei gleicher Schnittgeschwindigkeit die Abgleichzei auf die Hälfte reduziert, bei gleicher Abgleichzeit di< Schnittgeschwindigkeit halbiert Von Bedeutung sim diese Voneile, wenn größere Widerstandskörpe und/oder Abgleich mit sehr kleinen Steigungen großi Schnittlängen erfordern, oder wenn Puls-Laser einge setzt werden sollen.Compared to the conventional spiral wire with the same cutting speed, the adjustment time is reduced by half, with the same adjustment time di < Cutting speed halved These components are important when larger resistance bodies and / or adjustment with very small gradients with large cutting lengths, or if pulse lasers are used should be set.

Bei Langzeitbelastung von mit dem beschriebene Verfahren hergestellten Widerständen ist infolge de t>5 günstigeren Temperaturprofils eine Einengung vo Drift und Drift-Streuung zu erwarten.With long-term loading of resistors manufactured with the method described is due to de t> 5 more favorable temperature profile a narrowing of vo Expect drift and drift dispersion.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

609528/1609528/1

Claims

Patent claims:

1. A method for adjusting cylindrical sheet resistors in the form of a resistance layer applied to the surface of a cylindrical or conical core made of insulating material, which is initially applied as a layer evenly covering the core and then along a helical line with a resistance layer between two attached or . Groove that enlarges the connection electrodes that are still to be attached is provided, the groove increasing the rail resistance being produced from two sub-grooves formed at the same time in two axially offset points of the resistance layer by forming the processing points parallel to the axis of the resistance layer rotating together with the insulating core around its axis each of a helical groove are displaced, characterized in that two laser beams (3, 4) focused on the resistive layer (8) are used for machining that the two processing beams (3, 4) are obtained from a single radiation source, that the processing beam (1) emitted by the laser is split into two partial beams (3, 4) of approximately the same intensity by means of a semi-transparent mirror (2) or a prism is that these two partial beams (3, 4) are deflected in such a way that they hit the rotating resistance layer (8) at the two axially offset points (19, 20), and that the axial displacements (D) of the points of impact ( 19, 20) of the two sub-beams (3, 4) each by a directed about an axis perpendicular to the rotational axis (C) of the resistive layer (8) axis (Ai. A 2) pivotable mirror (6, 7) projecting the incident partial beam (3, 4) onto the resistive layer (8), and that each of these two partial beams (3, 4) passes over before striking the resistive layer (8) in particular spherical or cylindrical lenses (9, 10) is focused (FIGS. 1 and 2).

2. The method according to the preamble of claim 1, characterized in that two for processing on the resistive layer (8) focused electron beams (16,17) are used that the two Machining beams (16, 17) are obtained from a single radiation source, and that the two Partial beams derived from the electron beam source by means of diaphragms (14, 15) via electrical ones and / or magnetic fields and via electron optical lenses to a point-like Impact spot (19. 20) on the resistance layer (8) be focused (Fig. 3).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the coiled grooves from the points of impact (19, 20) of the two machining beams (3, 4; 16, 17) are guided so that they become a single, in particular evenly of a connection electrode to the second connection electrode of the resistance element (R) extending, helically wound path.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that first the cons

damming layer (8) at their ends with the particular cap-shaped or ring-shaped connection electrode covered and only then n> it the electrical Resistance-increasing furrows is balanced that the two connection electrodes are connected to one Measuring instrument monitoring the resistance value between the two connection electrodes and the change in resistance during the formation of the furrows in the resistance layer (8) monitored.

5. Device with a laser for carrying out the method according to claims 1. 3 or 3, consisting of optical means for splitting the laser beam into two partial beams and for deflecting and focusing the two partial beams on the surface 4es resistance at axially offset points and off mechanical means for rotating the resistor about its longitudinal axis, characterized in that a semitransparent mirror (2) is inserted into the beam path of the light beam (1) emitted by the laser, which is inclined to the light beam (1) that the mirror (2) penetrating partial beam (4) hits a first movable mirror (7) which directs the partial beam (4) onto the surface of the resistor (R) so that the partial beam (3) reflected by the semi-transparent mirror (2) hits a fixed mirror (5 ) that this mirror (5) directs the beam (3) onto a second movable mirror (7) which directs the partial beam (3) directly onto the surface of the Resistance (R) directs, and that the two movable mirrors (6, 7) are pivotable about axes of rotation (A 1, A 2) that the displacement (D) of the points of impact of the partial rays (3, 4) on the surface of the resistor (R) runs axially (F i g. 1 and 2).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that for focusing the part rays (3, 4> spherical or cylindrical lenses (9, 10) or corresponding concave mirrors are provided.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the partially transparent mirror (2) and the fixed mirror (5) are rotated by an angle α against the two pivotable mirrors (6, 7), so that the two of the rotatable Mirrors (6,7) to the surface of the resistor (R) directed partial beams (3,4) are offset by half the length of the resistor layer (8).

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that the axes of rotation (4 1, A 2) of the rotatable mirror (6, 7) lie exactly in the axis of the partial beams (3, 4) incident on the mirror (6, 7).

9. Apparatus according to claim 5, characterized in that the Teüstrahl (3, 4) of the mirrors (2, 5, 6, 7) are deflected so that they form a rectangle, and that in the middle of one side of the rectangle between the two movable mirrors (6, 7) the resistor to be processed (R) is arranged.