EP0085980A1 - Elektrischer Widerstand, der niederohmig ist und insbesondere zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers gegen elektrische Überlastung dient - Google Patents

Elektrischer Widerstand, der niederohmig ist und insbesondere zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers gegen elektrische Überlastung dient Download PDF

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EP0085980A1
EP0085980A1 EP83101156A EP83101156A EP0085980A1 EP 0085980 A1 EP0085980 A1 EP 0085980A1 EP 83101156 A EP83101156 A EP 83101156A EP 83101156 A EP83101156 A EP 83101156A EP 0085980 A1 EP0085980 A1 EP 0085980A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
depressions
ptc body
ptc
face
electrical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83101156A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Günter Dipl.-Ing. Ott
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Siemens Bauelemente OHG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Bauelemente OHG
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens Bauelemente OHG, Siemens AG filed Critical Siemens Bauelemente OHG
Publication of EP0085980A1 publication Critical patent/EP0085980A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/1406—Terminals or electrodes formed on resistive elements having positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/022—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
    • H01C7/023—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
    • H01C7/025—Perovskites, e.g. titanates

Definitions

  • the invention relates to an electrical resistance that is low-resistance (less than 50 mOhm), in particular to protect an electrical consumer against electrical overload and consists of a PTC body formed of ceramic material, which is penetrated by depressions that run parallel to each other and the inner surfaces of which are provided with metal coatings in opposite poles, so that the current flow through the partition walls is perpendicular to the longitudinal axes of the depressions and the opposite polar coatings on the end faces of the PTC body are connected to one another for the purpose of supplying current.
  • a PTC body formed of ceramic material, which is penetrated by depressions that run parallel to each other and the inner surfaces of which are provided with metal coatings in opposite poles, so that the current flow through the partition walls is perpendicular to the longitudinal axes of the depressions and the opposite polar coatings on the end faces of the PTC body are connected to one another for the purpose of supplying current.
  • the invention further relates to a method for producing such an electrical resistor.
  • DE-AS 24 10 999 describes a ceramic thermistor as a heating element in honeycomb form.
  • the inner surfaces of the individual honeycomb channels are not metallized, but only opposite end faces of the honeycomb body, so that with this ceramic thermistor, the current passes from the end face to the end face through the entire body.
  • Particularly low-resistance electrical resistors with such PTC bodies PTC is the abbreviation for electrical resistors with positive temperature coefficient and is used in the specialist literature primarily for ceramic PTC thermistors based on perovskite structure, which is made of ceramic by doping semiconducting material) can not be achieved in this way because in such a case the thickness of the body, measured from the end face to the end face, very much should be small.
  • the known PTC thermistors with a honeycomb structure are used, for example, as heating elements for flow heating for flowing media.
  • DE-OS 30 16 725 describes, inter alia, a process for the production of PTC bodies which are constructed as stated in the introduction.
  • the inner surfaces of the individual depressions designed as channels are metallized in such a way that the current is passed through the thin walls between the individual channels.
  • low-resistance PTC thermistors can be produced if a material selected accordingly with regard to Curie temperature and specific resistance is used, but the metallization of these PTC bodies presents some procedural difficulties.
  • depressions and cross-connections which are arranged at different heights must be provided in order to ensure that ultimately the individual depressions are contacted alternately in the finished electrical resistance.
  • Ceramic PTC thermistor materials are already available for the production of low-resistance electrical resistors with PTC bodies Resistance up to 5 ohms. cm.
  • particularly low-resistance electrical resistances resistance values less than 50 mOhm
  • particularly large cross-sectional areas are required.
  • attempts have already been made to produce such electrical resistances with PTC bodies which are particularly thin but have a very large area. In the case of plate-shaped or disc-shaped designs, this leads to very large-area components which, moreover, are practically not mechanically loadable.
  • the present invention has for its object to provide an electrical resistance of the initially stated kind, which is particularly low impedance, has a very high mechanical stability and is both in terms of manufacture of the PTC body as well as' in terms of a particularly simple metallization;
  • the invention is also based on the object of specifying a method for producing such an electrical resistor with a PTC body.
  • the electrical resistance of the type specified at the outset is characterized in that two opposite outer surfaces of the PTC body, which are parallel to the longitudinal axes of the depressions, are provided with metal layers serving for current supply, from which starting metal strips on the two to the outer surfaces vertical end faces of the PTC body run in such a way that metal strips connected to the opposite metal layers on the outer surfaces mesh like a comb and the metal coverings of the intermediate walls are electrically connected to one another in each case a series of depressions.
  • an electrical component of the type specified at the outset for achieving the object is characterized in accordance with the invention in that the depressions in the PTC body are only open on one side, that the depressions open on the first end face do not extend as far as the second end face and those on the second end face do not reach open depressions up to the first end face, and that open depressions are arranged in a checkerboard-like manner at different end faces.
  • the electrical resistance made of ceramic perovskite material made by doping and based on BaTiO 3 or (Ba x Pb 1-x ) TiO 3 with x> 0 to 0.5 is equal to a Curie temperature or greater than 120 C and a specific resistance value at 25 ° C of 5 to 30 ohms. cm.
  • the method for producing an electrical resistor according to the invention is characterized in that the PTC body is produced from the raw ceramic material in the pressing process and then subjected to the ceramic sintering process, that after cooling, the entire of the end faces, the outer surfaces, the other two outer surfaces and the inner surfaces of the depressions existing surface of the PTC body is metallized in one process and that then the other outer surfaces and on the two end faces, the intermediate surfaces between the metal strips are demetallized to form insulating surfaces.
  • the advantages of the invention are that because of the practically freely selectable size of the PTC body, particularly low-resistance electrical resistances are obtained, which can preferably be used to protect an electrical consumer against overload.
  • the otherwise low-resistance electrical resistance becomes particularly high-resistance in accordance with the typical PTC characteristic (sudden increase in the resistance value by three or more orders of magnitude in the range of the Curie temperature) and thus acts as protection for the electrical consumer.
  • the depressions represent through channels from the end face to the end face according to the first alternative of the invention, it is of course also possible to use the PTC body as a heating element for heating media flowing through it.
  • the clear width of the depressions depends on the metallization process. If the metallization is produced, for example, in the flame spraying process, as is known in another context, it is necessary derlich that the clear width is larger and is about 2 to 5 mm. In metallization processes in which the PTC body is metallized chemically, clear widths of the depressions of 1 mm and, if appropriate, even below this are possible.
  • the manufacture of an electrical resistor according to the invention is particularly simple and is carried out by a pressing process in which a monolithic body with recesses is produced, fine-particle ceramic raw material being used for this pressing process.
  • the pressed PTC body is then ceramic sintered in a manner known per se using customary temperatures (1150 to 1350 ° C.). After sintering, the entire surface is provided with a metal layer, after which the outer surfaces of the PTC body, which are parallel to the depressions, form the individual, mutually separate, opposite-pole electrodes be freed from the metal layers.
  • Metallization processes are, for example, chemical nickel plating or flame spraying, both of which are well known.
  • the depressions are designed as continuous channels, there is increased heat transfer due to convection on the inner walls of the hole, as a result of which the breakdown current is increased compared to an embodiment with non-continuous depressions with the same electrical resistance value.
  • Fig. 1, 1 shows the PTC body, which is penetrated by recesses 2 and 3 arranged in rows, which extend from the end face 7 to the end face 8 and are thus channel-shaped.
  • the depressions 2 and 3 are provided with metallizations 4 and 5 on their entire inner surface.
  • Metallizations 11 and 12 are applied to the outer surfaces 9 and 10, from which metal strips 13 and 14 extend to the two end faces 7 and 8 of the PTC body 1 which are perpendicular to the outer surfaces 9 and 10.
  • These metal strips 13 and 14 are connected to the metal layers 11 and 12 on the outer surfaces 9 and 10 in such a way that they intermesh like a comb and are connected to one another in an electrically conductive manner with the metal coverings 4 and 5 of the intermediate walls in each case a series of depressions 2 and 3, respectively. In this way, when a voltage is applied to the metal layers 11 and 12, there is a current passage through the intermediate walls 6 perpendicular to the longitudinal axes of the channel-like depressions 2 and 3.
  • Such a PTC body 1 is advantageously produced in such a way that the body and the channel-shaped depressions 2 and 3 are produced by a pressing process.
  • the body consisting of ceramic raw material after this pressing process is then subjected to the sintering process and then metallized on all surface parts, ie on the end faces 7 and 8, the outer surfaces 9 and 10, the other two outer surfaces 15 and 16 and the inner surfaces of all the depressions 2 and 3.
  • the outer surfaces 15 and 16 are then freed from the metallization in order to produce insulating surfaces between the metal layers 11 and 12.
  • This demetallization of the outer surfaces 15 and 16 can be carried out by grinding, but it is also possible to cover these surfaces before the metallization so that no metal layer is formed there.
  • the meandering interface 17 between the metal strips 13 and 14 is also produced by grinding. It is particularly advantageous for the demetallization of this intermediate surface 17 during the pressing process of the PTC body to produce raised, ie protruding parts between the respective rows of the depressions 2 and 3, which then, after the metallization of the entire body, at least partially by grinding are removed so that the insulating interface 17 is formed.
  • FIG. 2 shows a perspective view of another embodiment of the PTC body 1, in which the depressions 18 on the end face 20 are open, but are not completely open up to the end face 21.
  • the depressions 19 on the end face 21 are open and do not extend completely to the end face 20.
  • the depressions 19 and 20 are arranged in the PTC body 1 in such a way that, in a manner of a chessboard, they alternately open on one end face and closed on the other are open on the other end and closed on the first.
  • This body can also and advantageously be produced in a single pressing process and is completely metallized after sintering.
  • insulating surfaces 24 and 25 are produced which, together with the corresponding free parts on the opposite outer surfaces, result in an insulating gap between the metal layers 22 and 23.

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Abstract

Der niederohmige (<= 50 mOhm) elektrische Widerstand besteht aus einem keramischen PTC-Körper (1), der von parallelen Vertiefungen (2, 3) durchsetzt ist, deren innere Oberflächen gegenpolig mit Metallbelegungen (4, 5) abwechselnd versehen sind, die mittels Metallstreifen (13, 14) auf gegenüberliegenden Stirnflächen (7, 8) zur Stromzuführung elektrisch leitend verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstand, der niederohmig ist (kleiner bis 50 mOhm), insbesondere zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers gegen elektrische Überlastung dient und aus einem aus keramischem Material gebildeten PTC-Körper besteht, der von Vertiefungen durchsetzt ist, die parallel zueinander verlaufen und deren innere Oberflächen gegenpolig mit Metallbelegungen versehen sind, so daß der Stromfluß durch die Zwischenwände senkrecht zu den Längsachsen der Vertiefungen verläuft und die gegenpoligen Belegungen auf den Stirnflächen des PTC-Körpers zum Zwecke der Stromzuführungen miteinander verbunden sind.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Widerstandes.
  • In der DE-AS 24 10 999 ist ein keramischer Kaltleiter als Heizelement in Wabenform beschrieben. Die inneren Oberflächen der einzelnen Wabenkanäle sind nicht metallisiert, sondern nur gegenüberliegende Stirnflächen des Wabenkörpers, so daß bei diesem keramischen Kaltleiter der Stromdurchgang von Stirnfläche zur Stirnfläche durch den gesamten Körper erfolgt. Besonders niederohmige elektrische Widerstände mit derartigen PTC-Körpern (PTC ist die Abkürzung für elektrische Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten und wird in der Fachliteratur vornehmlich für keramische Kaltleiter auf der Basis von Perowskitstruktur besitzendem, durch Dotierung halbleitend gemachtem keramischen Material benutzt) lassen sich auf diese Weise nicht erreichen da für einen solchen Fall die Dicke der Körper, gemessen von Stirnfläche zur Stirnfläche, sehr gering sein müßte. Die bekannten Kaltleiter mit einem Körper mit Wabenstruktur werden beispielsweise als Heizelemente zur Durchflußerhitzung für strömende Medien benutzt.
  • In der DE-OS 30 16 725 ist unter anderem ein Verfahren zur Herstellung von PTC-Körpern beschrieben, die wie einleitend angegeben aufgebaut sind. Die inneren Oberflächen der einzelnen als Kanäle ausgeführten Vertiefungen sind derart metallisiert, daß der Stromdurchgang durch die dünnen Wände zwischen den einzelnen Kanälen erfolgt. Auf diese Weise können zwar niederohmige Kaltleiter hergestellt werden, wenn hierfür auch ein hinsichtlich Curietemperatur und spezifischen Widerstand entsprechend ausgewähltes Material benutzt wird, jedoch bereitet die Metallisierung dieser PTC-Körper einige verfahrenstechnische Schwierigkeiten. So müssen in den Stirnflächen,in denen die kanalförmigen Vertiefungen enden, in ihrer Höhe unterschiedlich angeordnete Vertiefungen und Querverbindungen vorgesehen sein, damit sichergestellt ist, daß letztlich im fertigen elektrischen Widerstand die einzelnen Vertiefungen alternierend kontaktiert sind.
  • Für die Herstellung niederohmiger elektrischer Widerstände mit PTC-Körpern gibt es bereits keramische Kaltleitermaterialien, die einen spezifischen elektrischen Widerstand bis 5 Ohm. cm aufweisen. Um daraus besonders niederohmige elektrische Widerstände (Widerstandswerte kleiner als 50 mOhm) herzustellen, sind besonders große Querschnittsflächen erforderlich. Man hat deshalb schon versucht, solche elektrische Widerstände mit PTC-Körpern herzustellen, die besonders dünn, dafür aber von sehr großer Fläche sind. Bei platten- oder scheibenförmigen Bauformen führt dies zu sehr großflächigen Bauelementen, die darüberhinaus mechanisch praktisch nicht belastbar sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Widerstand der eingangs angegebenen Art anzugeben, der besonders niederohmig ist, eine möglichst hohe mechanische Stabilität aufweist und sowohl hinsichtlich der Herstellung des PTC-Körpers als auch' hinsichtlich der Metallisierung besonders einfach ist; der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Widerstandes mit PTC-Körper anzugeben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist der elektrische Widerstand der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende und zu den Längsachsen der Vertiefungen parallele Außenflächen des PTC-Körpers mit zur Stromzuführung dienenden Metallschichten versehen sind, von denen ausgehend Metallstreifen auf die beiden zu den Außenflächen senkrecht stehenden Stirnflächen des PTC-Körpers verlaufen derart, daß mit den gegenüberliegenden Metallschichten auf den Außenflächen verbundene Metallstreifen kammartig ineinandergreifen und die Metallbelegungen der Zwischenwände jeweils einer Reihe von Vertiefungen miteinander elektrisch verbunden sind.
  • Andererseits ist ein elektrisches Bauelement der eingangs angegebenen Art zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen in PTC-Körper nur einseitig offen sind, daß die an der ersten Stirnfläche offenen Vertiefungen nicht-bis zur zweiten Stirnfläche reichen und die an der zweiten Stirnfläche offenen Vertiefungen nicht bis zur ersten Stirnfläche erreichen, und daß jeweils an verschiedenen Stirnflächen offenen Vertiefungen schachbrettartig ineinandergreifend angeordnet sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der elektrische Widerstand gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus durch Dotierung halbleitend gemachten keramischen Perowskitmaterial auf der Basis von BaTiO3 oder (BaxPb1-x) TiO3 mit x > 0 bis 0,5 mit einer Curietemperatur gleich oder größer 120 C und einen spezifischen Widerstandswert bei 25 °C von 5 bis 30 Ohm . cm besteht.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes gemäß der Erfindung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Körper aus dem rohen keramischen Material.im Preßverfahren hergestellt und dann dem keramischen Sintervorgang unterworfen wird, daß nach dem Abkühlen die gesamte aus den Stirnflächen, den Außenflächen, den anderen beiden Außenflächen und den inneren Oberflächen der Vertiefungen bestehende Oberfläche des PTC-Körpers in einem Verfahrensgang metallisiert wird und daß dann zur Bildung von Isolierflächen die anderen Außenflächen und auf den beiden Stirnflächen die Zwischenflächen zwischen den Metallstreifen entmetallisiert werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Entmetallisierung der Zwischenflächen zwischen den Metallstreifen beim Preßvorgang des PTC-Körpers zwischen den jeweiligen Reihen der Vertiefungen erhabene Teile erzeugt werden, die nach der Metallisierung wenigstens teilweise durch Schleifen entfernt werden.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß wegen der praktisch frei wählbaren Größe der PTC-Körper besonders niederohmige elektrische Widerstände erhalten werden, die vorzugsweise zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers gegen Überlastung eingesetzt werden können. Bei Überlastung wird der sonst niederohmige elektrische Widerstand entsprechend der typischen PTC-Charakteristik (sprunghafter Anstieg des Widerstandswertes um drei und mehr Zehnerpotenzen im Bereich der Curietemperatur) besonders hochohmig und wirkt damit als Schutz für den elektrischen Verbraucher.
  • Sofern die Vertiefungen entsprechend der ersten Alternative der Erfindung von Stirnfläche zur Stirnfläche durchgehende Kanäle darstellen, ist es natürlich auch möglich, den PTC-Körper als Heizelement zur Erhitzung von durch ihn hindurchströmenden Medien zu verwenden.
  • Je mehr Vertiefungen im PTC-Körper vorhanden sind, desto niederohmiger wird der elektrische Widerstand.
  • Die lichte Weite der Vertiefungen ist vom Metallisierungsverfahren abhängig. Wird die Metallisierung beispielsweise im Flammspritzverfahren hergestellt, wie es in anderem Zusammenhang bekannt ist, so ist es erforderlich, daß die lichte Weite größer ist und etwa 2 bis 5 mm beträgt. Bei Metallisierungsverfahren, bei denen der PTC-Körper auf chemischem Wege metallisiert wird, sind lichte Weiten der Vertiefungen von 1 mm und gegebenenfalls noch darunter möglich.
  • Bei einer Wandstärke von 0,6 mm zwischen den einzelnen gegenpoligen Kanälen werden bei 1 cm3 Volumen des PTC-Körpers unter Verwendung eines Materials mit 5 Ohm. cm etwa 50 mOhm erreicht, so daß ein solcher elektrischer Widerstand für den Einsatz bis 20 V geeignet ist und eine Stromstärke von 6 bis 10 A verträgt.
  • Auch hier gilt, daß mit einer Erhöhung der Zahl der Vertiefungen ein umso niederohmigerer elektrischer Widerstand erreicht werden kann.
  • Unter Verwendung eines PTC-Materials mit 30 Ohm · cm spezifischen Widerstand und einer Wandstärke von 2 mm zwischen den Vertiefungen wird bei größerem Volumen des PTC-Körpers der Einsatz bei 220 bis 250 V und 3 bis 5 A möglich.
  • Die Herstellung eines elektrischen Widerstandes gemäß der Erfindung ist besonders einfach und erfolgt durch einen Preßvorgang, bei dem ein monolithischer Körper mit Vertiefungen erzeugt wird, wobei für diesen Preßvorgang feinteiliges keramisches Rohmaterial verwendet wird. Der gepreßte PTC-Körper wird danach in an sich bekannter Weise unter Verwendung üblicher Temperaturen (1150 bis 1350 °C) keramisch gesintert. Nach dem Sintern wird die gesamte Oberfläche mit einer Metallschicht versehen, wonach die zu den Vertiefungen parallel liegenden Außenflächen des PTC-Körpers zur Bildung der einzelnen voneinander getrennten gegenpoligen Elektroden von den Metallschichten befreit werden. Metallisierungsverfahren sind beispielsweise chemisches Vernickeln oder Flammspritzen, beides ist hinreichend bekannt.
  • Wenn die Vertiefungen als durchgehende Kanäle ausgebildet sind, so erfolgt an den Lochinnenwänden eine erhöhte Wärmeübertragung infolge Konvektion, wodurch der Kippstrom gegenüber einer Ausführungsform mit nicht durchgehenden Vertiefungen bei gleichem elektrischen Widerstandswert erhöht wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig.-1 1 eine Ausführungsform mit als durchgehende Kanäle ausgeführten Vertiefungen,
    • Fig. 2 eine mit nicht durchgehenden Vertiefungen versehene Ausführungsform und
    • Fig. 3 ein Schnitt in der Ebene III-III in Figur 2.
  • In Fig. 1 ist mit 1 der PTC-Körper gezeigt, der von in Reihen angeordneten Vertiefungen 2 und 3 durchsetzt ist, die von der Stirnfläche 7 zur Stirnfläche 8 reichen und somit kanalförmig sind. Die Vertiefungen 2 und 3 sind mit Metallisierungen 4 und 5 auf ihrer gesamten inneren Oberfläche versehen. An den Außenflächen 9 und 10 sind Metallisierungen 11 und 12 aufgetragen, von denen ausgehend Metallstreifen 13 und 14 auf die beiden zu den Außenflächen 9 und 10 senkrecht stehenden Stirnflächen 7 und 8 des PTC-Körpers 1 verlaufen. Diese Metallstreifen 13 und 14 sind mit den Metallschichten 11 und 12 auf den Außenflächen 9 und 10 derart verbunden, daß sie kammartig ineinandergreifen und mit den Metallbelegungen 4 und 5 der Zwischenwände jeweils einer Reihe von Vertiefungen 2 bzw. 3 miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Auf diese Weise tritt bei Anlegen einer Spannung an die Metallschichten 11 und 12 ein Stromdurchgang durch die Zwischenwände 6 senkrecht zu den Längsachsen der kanalartigen Vertiefungen 2 und 3 auf.
  • Die Herstellung eines solchen PTC-Körpers 1 geschieht vorteilhaft in der Weise, daß durch einen Preßvorgang der Körper und die kanalförmigen Vertiefungen 2 und 3 erzeugt wird. Der nach diesem Preßvorgang aus keramischem Rohmaterial bestehende Körper wird dann dem Sintervorgang unterworfen und danach auf sämtlichen Oberflächenteilen metallisiert, d.h. auf den Stirnflächen 7 und 8, den Außenflächen 9 und 10, den anderen beiden Außenflächen 15 und 16 und den inneren Oberflächen sämtlicher Vertiefungen 2 und 3. Die Außenflächen 15 und 16 werden dann von der Metallisierung befreit, um Isolierflächen zwischen den Metallschichten 11 und 12 zu erzeugen. Dieses Entmetallisieren der Außenflächen 15 und 16 kann durch Abschleifen vorgenommen werden, es ist aber auch möglich, diese Flächen vor der Metallisierung abzudecken, damit dort keine Metallschicht entsteht. Die mäanderförmige Zwischenfläche 17 zwischen den Metallstreifen 13 und 14 wird ebenfalls durch Abschleifen erzeugt. Besonders vorteilhaft ist es, zur Entmetallisierung dieser Zwischenfläche 17 beim Preßvorgang des PTC-Körpers zwischen den jeweiligen Reihen der Vertiefungen 2 und 3 erhabene, d.h. hervorstehende Teile zu erzeugen, die dann nach der Metallisierung des gesamten Körpers wenigstens teilweise durch Schleifen entfernt werden, so daß die isolierende Zwischenfläche 17 entsteht.
  • Fig. 2 zeigt perspektivisch eine andere Ausführungsform des PTC-Körpers 1, bei dem die Vertiefungen 18 an der Stirnfläche 20 offen sind, jedoch nicht vollständig durchgehend bis zur Stirnfläche 21 geöffnet sind. Andererseits sind die Vertiefungen 19 an der Stirnfläche 21 offen und reichen nicht vollständig bis zur Stirnfläche 20. Die Vertiefungen 19 und 20 sind im PTC-Körper 1. so angeordnet, daß sie gewissermaßen schachbrettartig alternierend einmal an der einen Stirnseite offen und an der anderen geschlossen sind und zum anderen an der anderen Stirnseite offen und an der ersten geschlossen sind.
  • Dieser Körper kann ebenfalls und vorteilhafterweise in einem einzigen Preßvorgang hergestellt werden und wird nach dem Sintern vollständig metallisiert. Durch Entfernen der Metallschicht auf den an die Stirnflächen 20 und 21 angrenzenden Außenflächen entstehen Isolierflächen 24 und 25, die zusammen mit den entsprechenden freien Teilen an den jeweils gegenüberliegenden Außenflächen eine Isolierstrecke zwischen den Metallschichten 22 und 23 ergeben.
  • Fig. 3, die einen Schnitt in der Ebene III-III in Fig. 2 zeigt, ist zu erkennen, daß die Kanäle 18 an der Stirnfläche 20 offen und in der Nähe der Stirnfläche 21 geschlossen sind, während die Kanäle 19 an der Stirnfläche 21 offen und in der Nähe der Stirnfläche 20 geschlossen sind. Von den Metallschichten 22 und 23 reichen Metallisierungen-26 in die Vertiefungen 18 und Metallisierungen 27 in die Vertiefungen 19 hinein. Diese Metallisierungen stellen gewissermaßen die gegenpoligen Belegungen dar, so daß der Stromdurchgang bei Anlegen einer Spannung durch die sehr dünnen Zwischenwände zwischen den Kanälen 18 und 19 in senkrechter Richtung zu den Längsachsen dieser Kanäle auftritt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1. PTC-Körper
    • 2. Vertiefungen im PTC-Körper 1
    • 3. Vertiefungen im PTC-Körper 1
    • 4. Metallbelegungen der Vertiefungen 2
    • 5. Metallbelegungen der Vertiefungen 3
    • 6. Wände zwischen gegenpoligen Vertiefungen 2, 3
    • 7. Stirnfläche des PTC-Körpers 1
    • 8. Stirnfläche des PTC-Körpers 1
    • 9. Außenfläche des PTC-Körpers 1
    • 10. Außenfläche des PTC-Körpers 1
    • 11. Metallschicht auf der Außenfläche 9
    • 12. Metallschicht auf der Außenfläche 10
    • 13. Metallstreifen, verbunden mit Metallschicht 11
    • 14. Metallstreifen, verbunden mit Metallschicht 12
    • 15. Außenflächen mit Isolierfläche
    • 16. Außenflächen mit Isolierfläche
    • 17. Zwischenfläche zwischen den Metallstreifen 13 und 14
    • 18. Vertiefungen der Stirnfläche 20
    • 19. Vertiefungen der Stirnfläche 21
    • 20. Stirnfläche
    • 21. Stirnfläche
    • 22. Metallschicht
    • 23. Metallschicht
    • 24. Isolierfläche zwischen den Metallschichten 22 und 23
    • 25. Isolierfläche zwischen den Metallschichten 22 und 23
    • 26. Metallisierung in den Vertiefungen 18
    • 27. Metallisierung in den Vertiefungen 19

Claims (6)

1. Elektrischer Widerstand, der niederohmig ( ≤ 50 mOhm) ist, insbesondere zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers gegen elektrische Überlastung dient und aus einem aus keramischem Material gebildeten PTC-Körper (1) besteht, der von Vertiefungen (2, 3) durchsetzt ist, die parallel zueinander verlaufen und deren innere Oberflächen gegenpolig mit Metallbelegungen (4, 5) versehen sind, so daß der Stromfluß durch die Zwischenwände (6) senkrecht zu den Längsachsen der Vertiefungen (2, 3) verläuft und die gegenpoligen Belegungen (4, 5) auf den Stirnflächen (7, 8) des PTC-Körpers (1) zum Zwecke der Stromzuführung miteinander verbunden sind, dadurch - gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende und zu den Längsachsen der Vertiefungen (2, 3) parallele Außen flächen (9, 10) des PTC-Körpers (1) mit zur Stromzuführung dienenden Metallschichten (11, 12) versehen sind, von denen ausgehend Metallstreifen (13, 14) auf die beiden zu den Außenflächen (9, 10) senkrecht stehenden Stirnflächen (7, 8) des PTC-Körpers (1) verlaufen derart, daß mit den gegenüberliegenden Metallschichten (11, 12) auf den Außenflächen (9, 10) verbundene Metallstreifen (13, 14) kammartig ineinandergreifen und die Metallbelegungen (4, 5) der Zwischenwände jeweils einer Reihe von Vertiefungen (2, 3) miteinander elektrisch verbunden sind.
2. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den PTC-Körper (1) durchsetzenden Vertiefungen (2, 3) an beiden Stirnflächen (7, 8) des PTC-Körpers (1) offen sind.
3. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der PTC-Körper (1) aus dem rohen keramischen Material im Preßverfahren hergestellt und dann dem keramischen Sintervorgang unterworfen wird, daß nach dem Abkühlen die gesamte aus den Stirnflächen (7, 8), den Außenflächen (9, 10), den anderen beiden Außenflächen .(15, 16) und den inneren Oberflächen der Vertiefungen (2, 3) bestehende Oberfläche des PTC-Körpers (1) in einem Verfahrensgang metallisiert wird und daß dann zur Bildung von Isolierflächen die anderen Außenflächen (15, 16) und auf den beiden Stirnflächen (7, 8) die Zwischenflächen (17) zwischen den Metallstreifen (13, 14) entmetallisiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Entmetallisierung der Zwischenflächen (17) zwischen den Metallstreifen (13, 14) beim Preßvorgang des PTC-Körpers (1) zwischen den jeweiligen Reihen der Vertiefungen (2, 3) erhabene Teile erzeugt werden, die nach der Metallisierung wenigstens teilweise durch Schleifen entfernt werden.
5. Elektrischer Widerstand, der niederohmig < 50 mOhm) ist, zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers gegen elektrische Überlastung dient und aus einem aus keramischem Material gebildeten PTC-Körper (1) besteht, der von Vertiefungen (2, 3) durchsetzt ist, die parallel zueinander verlaufen und deren innere Oberflächen gegenpolig mit Metallbelegungen (4, 5) versehen sind, so daß der Stromfluß durch die Zwischenwände (6) senkrecht zu den Längsachsen der Vertiefungen (2, 3) verläuft und die gegenpoligen Belegungen (4, 5) auf den Stirnflächen (7, 8) des PTC-Körpers (1) zum Zwecke der Stromzuführung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Vertiefungen (18, 19) im PTC-Körper (1) nur einseitig offen sind, daß die an der ersten Stirnfläche (20) offenen Vertiefungen (18) nicht bis zur zweiten Stirnfläche (21) reichen und die an der zweiten Stirnfläche (21) offenen Vertiefungen (19) nicht bis zur ersten Stirnfläche (20) reichen, und daß die jeweils an verschiedenen Stirnflächen (20, 21) offenen Vertiefungen (18, 19) schachbrettartig ineinandergreifend angeordnet sind.
6. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß er aus durch Dotierung halbleitend gemachten keramischen Perowskitmaterial auf der Basis von BaTiO3 oder (BaxPb1-x) TiO3 mit x > 0 bis 0,5 mit einer Curietemperatur gleich oder größer 120 C und einen spezifischen Widerstandswert bei 25°C von 5 bis 30 Ohm cm besteht.
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