DE2238557C3

DE2238557C3 - Method and device for adjusting cylindrical sheet resistances

Info

Publication number: DE2238557C3
Application number: DE19722238557
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Chem. Dr.; Marth Kurt Dipl.-Phys.; 8400 Regensburg Engl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1977-03-03

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

Bi.Bi.

einer Schraubenlinie mit einer den elektrischen Bahnwiderstand der Widerstandsschicht zwischen zwei angebrachten bzw. noch anzubringenden Anschlußelektroden vergrößernden Furche versehen wird, wobei in die den Bahnwiderstand vergrößernde Furche aus zwei 5 gleichzeitig an zwei axial gegeneinander versetzten Stellen der Widerstandsschicht gebildeten Te'lfurchen erzeugt wird, indem die Bearbeitungsstellen parallel zur Achse der gemeinsam mit dem isolierenden Kern um dessen Achse rotierenden Widerstandsschicht unter ι ο Entstehung je einer schraubenlinienförmigen Furche verschoben werdrn. Außerdem betrifft die Erfindung Vorrichtungen, die zur Durchführung der Erfindung geeignet sind.a helical line with the electrical resistance of the resistive layer between two attached or still to be attached connection electrodes is provided with an enlarging groove, in the groove which increases the track resistance of two 5 simultaneously on two axially offset from one another Te'lfurchen formed the resistance layer is produced by making the processing points parallel to the axis of the resistance layer rotating together with the insulating core about its axis under ι ο Creation of a helical furrow can be shifted. The invention also relates to Devices suitable for practicing the invention.

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 B 16 795 VIII d/21c. Diese Literaturstellen 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 B 16 795 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 remains. 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 jnd der sich dadurch einstellenden Toleranz der Ausgangswerte der Widersüandsschicht 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 initial 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 langer ausfallen. Die Tatsache, daß die sich dadurch einstellende Temperaturverteilung in der Widerstandsschicht nicht optimal ist, wiegt 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 remains. Depending on the respective output value of the resistance layer, the unprocessed Make the range shorter or longer. The fact that the resulting temperature distribution in the resistance layer is not optimal, weighs little 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 65 142 ist eine Vorrichtung zum Wendeln von Schichtwidersländen mit Hilfe gebündelter Laserstrahlung bekannt.From DT-PS 18 11 864, DTPS 18 12 187 and of the DT-AS 18 12 188 are processes for coiling sheet resistors with the help of bundled laser beams known. From the DT-OS 17 65 142 a device for coiling layer opposing countries is known with the help of bundled laser radiation.

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 Spiegeln so abzulenken, daß sie nach entsprechender Fokussierung zur Bearbeitung eines Gegenstandes an zwei verschiedenen Punkten eingesetzt werden köifnen. 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 mirrors so that they can be used to work on an object after focusing two different points can be used.

Aus der DT-OS 14 90 240 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wendeln von Schichtwiderständen mit Hilfe von gebündelten Elektronenstrahlen bekannt.From DT-OS 14 90 240 is a method and a device for coiling sheet resistors known with the help 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 of the aforementioned method with a view to on the possibility of producing spiral furrows with a small width and a small pitch, on a small one to improve thermal load during the spiral process and to 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 projizierenden 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 on the resistive layer for processing Focused laser beams are used that the two machining beams from a single one Radiation source are related that the emitted by the laser machining beam by means of a semitransparent mirror or a prism split into two partial beams of approximately the same intensity is that these two partial beams are deflected in such a way that they hit the rotating resistance layer impinge at the two axially offset points, and that the axial displacements of the Points of impact of the two partial beams through one each around one perpendicular to the axis of rotation of the resistance layer Directional axis pivotable, projecting the incident partial beam onto the resistive layer Mirror are caused, and that each of these two partial beams before impinging on the resistive layer is focused via, in particular, spherical or cylindrical lenses.

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 bedeutet, 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 Tcilslrahlen und zur Ablenkung und Fokussierung der beiden Teilstrahlen auf der Oberfläche des Widerslandes an axial gegeneinander versetzten Stellen und aus mechanischen Mitteln zum Drehen des Widerslandes um seine Längsachse, ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang des vom Laser emittierten Lichtstrahls ein halbdurchlässiger Spiegel eingefügt ist. der zum Lichtstrahl geneig, ist. daß der den Spiegel durchdringende Teilstrahl auf einen er sten beweglichen Spiegel trifft, der den Teihtrahl 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 opposing land at axially offset from one another Set and from mechanical means to rotate the contradiction 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 ray of light. that the partial beam penetrating the mirror hits a he Most moving mirror hits, which directs the partial beam onto the surface of the resistor that of the 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 konzentriert.Preferably, 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.The invention will be explained in more detail in the form of two exemplary embodiments with reference to the drawing.

in F i g. 1 ist das Prinzip der Aufspaltung eines optischen Energiestrahies m zwei Teilstrahlen und deren Fokussierung auf dm rotierende Leitschicht in vereinfachter Weise als Beispiel einer bevorzugten Durchfuh rangsart des erftndungsgenräßen Verfahrens dargestellt während in F i g. 2 ein- die axiale Verschiebung der Auftreffstellen der beiden Teilstrahlen auf der Leitschicht bewirkendes Detail dieses Strahlengang* — gesehen in Richtung des Pfeiles A m F i g. I — dargestelltin Fig. 1 is the principle of splitting an optical Energiestrahies m two partial beams and their focus on dm rotating conductive layer in a simplified manner as an example of a preferred Durchfuh rangsart erftndungsgenräßen the method shown in F i g while. 2 a detail of this beam path * which effects the axial displacement of the points of incidence of the two partial beams on the guide layer - viewed in the direction of the arrow A m F i g. I - shown

Der aus einer in den Fig. nicht gezeigten Lichtquelle, vorzugsweise einen Laserstrahier oder einen infrarotstrahler, emittierte Energiestrafal 1 wad voa einem halbdercMässigen Spiegel 2 {oder einem entsprechend wirkenden optischen Prisma) in zwei Teilstrahlen 3 und 4 mit etwa gleicher Intensität gespalten. Die beiden Teilslrahlen 3 und 4 werden dann von den ebenen Spiegeln 5 und 6 um jeweils 90 Grad umgelenkt. Ein weine- The energy penalty 1 emitted from a light source not shown in the figure, preferably a laser beam or an infrared radiator, is split into two partial beams 3 and 4 with approximately the same intensity by a half-mirror 2 (or a correspondingly acting optical prism). The two partial rays 3 and 4 are then deflected by the plane mirrors 5 and 6 by 90 degrees each. A crying

s rer 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 Richtungens rer mirror 7 ensures a further redirection of the Partial beam 3, so that the two partial beams 3 and 4 together approximately delimit a rectangle, as shown in FIG F i g. 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 Zeichenebeneίο coming on the surface of the conductive layer 8 to be coiled. This becomes during the spiral process. for example in the direction of arrow B. held 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 insulating core R of the resistance element (cylindrical in the example). In the example, the mirrors 2 and 5 are fixed, the mirrors 6 and 7 are pivotably mounted, the pivot axis in the plane of the drawing

der F i g. 1 fällt. Bei einer Schwenkung um diese Achse wird der Auftrefffleck des betreffenden Energiestrahlesthe F i g. 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 33 or 4 shifted parallel to the axis of rotation C of the conductive layer 8 on this. To achieve a punctiform impact spot of the two partial beams 3

und 4 sind entsprechend fokussierende Mittel, im Beispielsfall sphärische Linsen 9 und 10, vorgesehen. Sie sorgen dafür, daß der Auftrefffleck auf der Leitschicht 8 punktförmig und die von den Energieteilstrahlen 3 und 4 »geschriebene« Furche auf der Leitschicht 8 Ii-4 and 4, corresponding focussing 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 groove "written" on the conductive layer 8 by the partial energy beams 3 and 4

nienhaft wird. Die Intensität der Energiestrahlen 3 undbecomes nienhaft. 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 ge-4 is set so that the material of the conductive layer 8 at the respective point of impact and only at this point if possible evaporated immediately. If necessary, care will be taken during the winding of the conductive layer 8

tragen, daß sich diese und der sie tragende Kern nicht übermäßig erhitzen und die Leitschicht an allen Stellen, die nicht unmittelbar von den Energiestrahlen 3 und 4 erreicht werden, erhalten bleibt.bear that these and the core that support them are not excessively heat and the conductive layer in all places that are not directly from the energy rays 3 and 4 can be achieved.

Wenn man die beiden Spiegel 6 und 7 genügend weitIf you move the two mirrors 6 and 7 far enough

von der zu wendelnden Leitschicht entfernt anordnet genügt ein kleiner Auslenkwinkel α, um die insgesamt erforderliche axiale Verschiebung D der beiden Teilstrahlen 3 und 4 über die gesamte Leitschicht zu gewährleisten. Die Fokussierung kann dann gegebenen-arranged at a distance from the guide layer to be turned, a small deflection angle α is sufficient to ensure the overall required axial displacement D of the two partial beams 3 and 4 over the entire guide layer. The focus can then be given

falls von einer jeweils einzigen sphärischen Linse 9 und 10 von entsprechend großer Brennweite geleistet v/erden. Die Funktion der Spiegel 6 und der Linse 10 einerseits und des Spiegels 7 und der Linse 2 andererseits läßt sich auch kombinieren, indem man die Spiegel 6 if provided by a single spherical lens 9 and 10 with a correspondingly large focal length. The function of the mirror 6 and the lens 10 on the one hand and of the mirror 7 and the lens 2 on the other hand can also be combined in that the mirrors 6

und 7 durch — insbesondere sphärische — Hohlspiegel ersetzt, deren Brennweite so groß bemessen ist. daß sie die Energieteiistrahkn 3 und 4 punktförmig auf der rotierenden Leitschicht 8 abbilden. Die Linsen 9 and sind dann überflüssig. Noch einfacher ist es, die Verset-SS zung der Auftreffstellen 19 and 20 der beiden Eneigieteilstrahlen 3 and 4 nach Maßgabe der vorzanehmenden axialen Verschiebung m vornherein festzulegen und die axiale Verschiebung D durch eise axiale Verschiebung der rotierenden Leitschicht 8 bei festgehaltenen Strahlengang für die Teilstrahlen 3 und 4 tofzu- nehmen. and 7 replaced by - in particular spherical - concave mirrors , the focal length of which is so large . that they map the energy components 3 and 4 in a point-like manner on the rotating conductive layer 8. The lenses 9 and are then superfluous. It is even easier to set the offset of the points of impact 19 and 20 of the two inclined partial beams 3 and 4 in accordance with the axial displacement m to be made and the axial displacement D by means of an axial displacement of the rotating guide layer 8 while the beam path for the partial beams 3 is fixed and take 4 tof-.

Die beiden TeästraMen 3 und 4 können durch entsprechende Spiegelsysteme derart umgelenkt werden, daß sie von der gleichen Seite herkomtnend. die l-ert-6s schicht erreichen. Bevorzogt wird man von dieser Möglichkeit Gebrauch machen, wem» als Energiestrah» ein Elektronenstrahl verwendet wird, der vor einer Eüefctronenstrahlqttefle mittels entsprechend geformterThe two TeästraMen 3 and 4 can be deflected by appropriate mirror systems in such a way that that they come from the same side. reach the l-ert-6s layer. It is preferable to make use of this possibility to whom "as an energy beam" Electron beam is used, which is in front of a Eüefctronenstrahlqttefle by means of appropriately shaped

Blenden in zwei Teilsirahlen 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 elektronenoptischer Mittel zu einem punktförmigen Auftrefffleck fokussiert werden.Apertures are split into two parts. Both partial beams are then by means of electrical and / or magnetic fields projected onto the rotating conductive layer and thereby before reaching the conductive layer be focused to a point-shaped point of impact by means of electron-optical means.

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 beiden 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 of 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 perpendicular 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. If the two points of impact 19 and 20 are to be moved 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 Intensitätsschwächung 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 advantageous to arrange the rotating conductive layer within the evacuated space in which the means generating the 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 through 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, aber eine ManteBinie betrachtet, symmetrisch in ein Plateau umgewandelt, dessen Grenzform bei Wendelung bis zur Mitte hin eine Kuppe (entsprechend Voflschliff) ist In the case of symmetrical bilateral coiling from the ends, the zone of maximum heating of the resistance element, but considering a mantle line, is symmetrically converted into a plateau, the limit shape of which when coiled up to the middle is a dome (corresponding to a bevelled cut)

Bei kürzerer beiseidger Wendelung tritt eine leicht satteiförmige Temperatarverteilung auf. (Die Tiefe des Sattels ist davon abhängig, weiche Anteile der Wärmeabführung aui Konvektion, Wärmestrahlung und Wärmeableitung entfallen. Für die beschriebenen kappenlosen Bauformen ist der Anteil an Konvektion und War- «o mestrahlung 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. 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. With shorter twists and turns, a slightly saddle-shaped temperature distribution occurs. (The depth of the saddle depends on which parts of the heat dissipation due to convection, heat radiation and heat dissipation are omitted. For the capless designs described, the proportion of convection and heat radiation is low and the saddle is consequently flat.) Assuming a linear course the thermal conductivity as a function of the distance from the end of the resistor element, the effective thermal resistance would be the same regardless of the calibration length in the case of symmetrical coiling as with full ground joint. In fact, however, the cross-section of the middle third of the resistance element (consisting of ceramic) has poorer thermal conductivity than the cross-sections of the outer third of the resistance element, which are partially 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 des effektiven Wärmewiderslandes.Thus, a shift of the released heat symmetrically towards both ends means better conductivity this heat and thereby a reduction in the effective heat resistance.

Die Spiegel 2 und 5 sind um den Winkel <x gegen die Spiegel 6 und 7 gedreht. Der Winkel « 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 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 Laserleistung im Dauerbetrieb zu überwachen, können die Spiegel 6 und 7 teildurchlässig und dahinter ein Leistungsmesser angebracht sein.)(To monitor the laser power 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 Widerslandslängen 10 mm innerhalb des Bereiches der Schärfentiefe, für größere Widerstandslängen müssen Linsen mit größerer Brennweite (beispielsweise 50 mm) gewählt werden.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 opposing lengths of 10 mm; for longer resistance lengths, lenses with a larger focal length (e.g. 50 mm) must be selected.

Als Vorteile wurden festgestellt: Der Wärmewiderstand ist deutlich davon abhängig, welcher Anteil der freien Widerstandsschicht 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 im Mittel bei 140 K/Watt mit Streuwerten von 129—149 K/Watt. Bei 70%-Wendelung war bereits eine Verschlechterung feststellbar: Mittelwert 143 K/Watt, Größtwert 149 K/Watt Kleinstwert 137 K/Watt. Deutlich wird die Abhängigkeit bei einem nur bis zur halben Länge gewendelten Widerstand. Hier war der Mittelwert bereits auf 151 K/Watt angestiegen, mit Größtwert 156 K/Watt, Kleinstwert 145 K/Watt. Im Gegensatz dazu ergab das beidseitig symmetrische Wendeln von den Enden zur Mitte hin bei 2 χ 45%-Wendelung einen Mittelwert von 126 K/Watt mit Größtwert 133 K/Watt und Kleinstwert 119 K/Watt Bei 2x35 und 2x25%-Wendelung wurden nahezu gleiche Werte gemessen: Mittelweiie 120 bzw. 122 K/Watt Größtwerte 125 K/Watt, Kleinstwerte 116 bzw. 117 K/WatL The following were found to be advantages: The thermal resistance is clearly dependent on the proportion of the free resistance layer included in the coil (expressed as a percentage below) and how the coiled part is arranged on the resistor body : At 100% twist, the average thermal resistance is 140 K / watt with scatter values of 129-149 K / watt. A deterioration was already noticeable at 70% rotation: mean value 143 K / watt, maximum value 149 K / watt minimum value 137 K / 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 K / watt, with a maximum value of 156 K / watt and a minimum value of 145 K / watt. In contrast, the two-sided symmetrical coiling from the ends to the center at 2 χ 45% coils resulted in an average value of 126 K / watt with a maximum value of 133 K / watt and a minimum value of 119 K / watt. At 2x35 and 2x25% coils were almost the same Values measured: mean 120 or 122 K / watt, maximum value 125 K / watt, minimum value 116 or 117 K / watt

Im Vergleich zur konventionellen Wendelung wird bei gleicher Schnittgeschwindigkeit die Abgleichzeit auf die Hälfte reduziert, bei gleicher Abgleichzeit die Schnittgeschwindigkeit halbiert. Von Bedeutung sind diese Vorteile, wenn größere Widerstandskörper und/oder Abgleich mit sehr kleinen Steigungen große Schnittlängen erfordern, oder wenn Puls-Laser eingesetzt werden sollen.Compared to conventional coiling, the adjustment time is the same with the same cutting speed reduced by half, the cutting speed halved with the same adjustment time. Are of importance these advantages when larger resistance bodies and / or adjustment with very small gradients large Require cutting lengths, or if pulse lasers are to be used.

Bei Langzeitbelastung von mit dem beschriebenen Verfahren hergestellten Widerständen ist infolge des günstigeren Temperaturproffls eine Einengung von Drift und Drift-Streuung zn erwarten.With long-term loading of resistors manufactured with the method described is due to the With more favorable temperature profiles, a narrowing of drift and drift spread can be expected.

Hierzu 1 Blatt ZeichnongenFor this 1 sheet of drawings

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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 that evenly covers the core and then applied along a helical line with an electrical resistance of the resistance layer between the two or still to be attached connection electrodes is provided, the groove increasing the sheet resistance being produced from two sub-grooves formed simultaneously in two axially offset points of the resistance layer by underneath the processing points parallel to the axis of the resistance layer rotating around its axis together with the insulating core Creation of a helical groove can be shifted, characterized in that two laser beams (3, 4) focused on the resistive layer (8) are used for machining en that the two processing beams (3, 4) are obtained from a single radiation source, that the processing beam (1) emitted by the laser is divided into two partial beams (3, 4) of approximately the same intensity by means of a semi-transparent mirror (2) or a prism is split so that these two partial beams (3. 4) are deflected in such a way that they impinge on 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 partial beams (3, 4) (3 caused by a respective pivotable about a vertically directed axis of rotation (C) of the resistive layer (8) axis (Ai. Λ 2) the incident sub-beam 4) on the resistive layer (8), projecting mirrors (6, 7) and that each of these two partial beams (3, 4) is focused (FIGS. 1 and 2) before it hits the resistive layer (8) via, in particular, spherical or cylindrical lenses (9, K).

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 and / or magnetic fields and via electron optical lenses to a point-like Impact spot (19, 20) are focused on the resistive layer (8) (Fig. 3).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the coiled furrows 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 resistance layer (8) at their ends with the particularly cap-shaped or ring-shaped connection electrode covered and only then balanced with the grooves increasing the electrical resistance, that the two connection electrodes are connected to the resistance value between the two connection electrodes monitored measuring instrument and the change in resistance during the The formation of the furrows in the resistance layer (8) can be monitored.

5 device with a laser for performing 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 of the resistor at axially offset parts and mechanical Means for rotating the resistor around 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 and is inclined to the light beam (1) so that the partial beam penetrating the mirror (2) (4) hits a first movable mirror (7) which directs the partial beam (4) onto the surface of the resistor (R) ^{so that the partial ray 1} (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 beams (3, 4) on the surface of the resistance stand (7 ?; runs axially (Figs. 1 and 2).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that for focusing the partial beams (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 λ with respect to 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 resistance layer (8).

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

9. Apparatus according to claim 5, characterized in that the partial beams (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 / u processing resistor (R) is arranged.