DE10058581C1 - Elektromechanisch regelbares elektrisches Widerstandselement - Google Patents
Elektromechanisch regelbares elektrisches WiderstandselementInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektromechanisch regelbares elektrisches Widerstandselement. Dabei ist auf einem Substrat eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material mit konstantem spezifischen elektrischen Widerstand mit vorgebbarer Breite und Dicke angeordnet. Zusätzlich ist mindestens ein elektrischer Kontaktanschluß vorhanden und ein elektrisches Kontaktelement kann entlang der Oberfläche dieser Schicht mechanisch bewegt werden. Mit der Erfindung soll ein entsprechendes Widerstandselement zur Verfügung gestellt werden, das kostengünstig, mit reproduzierbaren elektrischen Eigenschaften hergestellt werden kann und eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweist, wobei dies auch ohne zusätzliche Schmierung erreicht werden soll. Erfindungsgemäß wird hierzu auf der elektrisch leitenden Schicht auf dem Substrat eine ausschließlich aus diamantähnlichem Kohlenstoff gebildete verschleißbeständige Schicht konstanter Dicke und höherem spezifischen elektrischen Widerstand als dem der Schicht ausgebildet. Die diamantähnliche Kohlenstoffschicht steht dann in berührendem Kontakt mit dem mechanisch beweglichen Kontaktelement.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektromechanisch regel
bares elektrisches Widerstandselement. Mit einem sol
chen Element kann gezielt ein bestimmter Widerstand
und demzufolge in Stromkreisen mit konstanter elek
trischer Spannung der fließende Strom oder eine elek
trische Teilspannung gezielt eingestellt werden. Der
eingestellte Strom und/oder die Teilspannung können
als Stellgröße für eine elektrische Regelung bzw.
Steuerung, z. B. eines Servoantriebes genutzt werden.
Bei bekannten entsprechenden Lösungen ist auf ein aus
einem dielektrischen Material bestehenden Substrat
ein Metall, Graphit oder ein entsprechend elektrisch
leitendes Kompositmaterial aufgebracht worden, wobei
hierfür beispielsweise Siebdruckverfahren mit nach
folgender Temperaturbehandlung eingesetzt worden
sind. Entlang einer solchen elektrisch leitenden
Schicht wird ein metallisches Kontaktelelement hin-
und herbewegt. Das Kontaktelement wird mit einer be
stimmten Federkraft gegen die Oberfläche dieser elek
trisch leitenden Beschichtung gedrückt. Bei diesen
Lösungen tritt durch die Hin- und Herbewegung solcher
Kontaktelemente auch ein verschleißbedingter Abrieb
des elektrisch leitenden Materials auf, der demzufol
ge auch während der Betriebsdauer zur Veränderung des
jeweiligen spezifischen Widerstandes führt.
In WO 00/44032 A1 wurde daher vorgeschlagen, die
elektrisch leitende Schicht durch eine einzige
Schicht, die neben diamantähnlichem Kohlenstoff zu
mindest Silicium und ein Metall enthält, zu ersetzen,
so dass der Verschleiß der elektrisch leitenden
Schicht auch ohne zusätzliche Schmiermittel entspre
chend reduziert werden kann.
Eine solche Schicht soll nach der in WO 00/44032 A1
beschriebenen Lehre im Vakuum z. B. unter Zugabe eines
Organosiloxanes ausgebildet werden, wobei insbesonde
re der Metallgehalt in der Schicht zur Reduzierung
des elektrischen Widerstandes führt und die Schicht
allein als elektrischer Leiter zwischen dem mecha
nisch bewegbaren metallischen Kontaktelement und min
destens einem elektrischen Kontaktanschluss dient.
Die Abscheidung einer solchen Schicht ist aber mit
herkömmlichen Verfahren, wenn überhaupt, nur sehr
schwer möglich, wenn eine große Anzahl solcher
Schichten mit reproduzierbaren elektrischen Eigen
schaften erhalten werden sollen.
Wird eine große Streuung der elektrischen Eigenschaf
ten der entsprechend hergestellten Schichten zugelas
sen, ist es aber zwingend erforderlich, jede einzelne
Schicht entweder entsprechend zu eichen bzw. aufwen
digen Kalibrierungen bzw. Kompensationen, beispiels
weise mit elektronischen Mitteln durchzuführen, was
den Herstellungsaufwand kompletter Einheiten entspre
chend erhöht und die Kosten negativ beeinflusst.
Des weiteren ist aus DE 39 11 101 A1 ein Potentiometer
bekannt, bei dem Widerstands- bzw. Kollektorbah
nen mit einer plasma-technologisch hergestellten
Hartschicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff be
schichtet ist. Auf dieser harten Schicht kann ein
leitender Schleifer hin und herbewegt werden.
Aus DE 691 25 281 T2 ist ein elektrisch leitfähiger
Polymerfilm, der eine leitfähige Widerstandsschicht
bildet bekannt, wobei diese leitfähige Widerstands
schicht von einem sogenannten Kontaktwischer berührt
wird. Der Film ist aus einem gehärteten Polymerharz
gebildet, in dem innig eine zusätzliche Substanz und
Partikel zur Herstellung der elektrischen Leitfähig
keit des Harzes im ungehärteten Zustand vermischt
worden sind, und der Verschleiß bei der Bewegung des
Kontaktwischers über diesen elektrisch leitfähigen
Polymerfilm reduziert werden soll.
In DE 42 43 410 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Dünnfilmmesswiderstandes beschrieben, bei dem
auf einem Substrat aus Glas ein Metallfilm nach vor
heriger Aufprägung einer Haftvermittlerschicht aus
Al2O3 aufgedampft worden ist, durch Sputterätzen
strukturiert und getrimmt und anschließend mit einer
Schutzschicht aus SiOx versehen wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektromecha
nisch regelbares elektrisches Widerstandselement zur
Verfügung zu stellen, das kostengünstig, inbesondere
mit reproduzierbaren elektrischen Eigenschaften herstellbar
ist, eine hohe Verschleißbeständigkeit auf
weist und auch ohne zusätzliche Schmierung eine hohe
Lebensdauer erreicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Wider
standselement, das die Merkmale des Anspruchs 1 auf
weist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und
Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den
untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmalen er
reicht werden.
Das erfindungsgemäße elektromechanisch regelbare
elektrische Widerstandselement verfügt über eine an
sich bekannte elektrisch leitende Schicht, die auf
einem dielektrischen Substrat angeordnet bzw. darauf
ausgebildet ist. Die elektrisch leitende Schicht be
steht aus einem homogenen Material und ist in Linien
form geradlinig oder einem Radius folgend gekrümmt,
geformt.
Entsprechend der gewünschten elektrischen Eigenschaf
ten ist die Schicht mit einer jeweils vorgegebenen
Breite und Dicke über die gesamte Länge der Schicht
ausgebildet, um einen konstanten spezifischen Wider
stand zu sichern, unabhängig davon, an welcher Stelle
mit einem elektrischen Kontaktelement, das entlang
der Schichtlänge mechanisch bewegbar ist, ein Span
nungsabgriff erfolgt. Die Dicke der elektrisch leit
fähigen Schicht sollte über die gesamte Länge kon
stant sein. Im Normalfall trifft dies auch auf die
Breite der elektrisch leitenden Schicht zu. Die Brei
te kann aber auch über die Länge der Schicht kontinu
ierlich oder in Sprüngen verändert sein.
An einer solchen elektrisch leitenden Schicht ist
scher Kontaktanschluss vorhanden, der bevorzugt an
einem stirnseitigen Ende der elektrisch leitenden
Schicht angeordnet ist. Es besteht die Möglichkeit,
einen zweiten Kontaktanschluss vorzusehen, der demzu
folge vorteilhaft am entgegengesetzten stirnseitigen
Ende der elektrisch leitenden Schicht ausgebildet
sein sollte.
Das mechanisch bewegbare elektrische Kontaktelement
wird mit einer vorgegebenen Anpresskraft orthogonal
auf die Oberfläche gepresst und kann, je nachdem
translatorisch oder einer Kreisbahn folgend, bewegt
werden. Ein solches Kontaktelement kann beispielswei
se aus einem elastisch federnden Metall, das in Rich
tung auf die Oberfläche der elektrisch leitenden
Schicht abgekröpft ist, gebildet sein.
Erfindungsgemäß wird auf der Oberfläche der elek
trisch leitenden Schicht, diese Schicht und das me
chanisch bewegbare Kontaktelement voneinander tren
nend, eine verschleißbeständige Schicht ausgebildet,
die ausschließlich aus diamantähnlichem Kohlenstoff
gebildet ist und auch keinen zusätzlichen Wasserstoff
enthält. Diese verschleißbeständige Schicht steht im
berührenden Kontakt mit dem mechanisch bewegbaren
Kontaktelement und aufgrund seiner mechanischen Ei
genschaften, insbesondere des Reibverhaltens und der
erreichbaren Härten tritt kein Verschleiß der ver
schleißbeständigen Schicht auf, obwohl auf Schmier
mittel verzichtet werden kann.
Es ist erforderlich, die verschleißbeständige Schicht
mit konstanter Dicke auszubilden, so dass sie in je
der Position des Kontaktelementes einen konstanten
elektrischen Übergangswiderstand zwischen Kontaktele
ment und elektrisch leitender Schicht aufweist, der
als konstanter Wert zu dem elektrischen Widerstand,
der durch die effektive Leiterlänge der elektrisch
leitenden Schicht zwischen einem Kontaktanschluss und
der jeweiligen Position des mechanisch bewegbaren
Kontaktelementes bestimmt wird, addiert wird.
In Verbindung mit entsprechend geeigneten Herstel
lungsverfahren, auf die nachfolgend noch näher ein
zugehen sein wird, kann ein erfindungsgemäßes Wider
standselement in großer Stückzahl hergestellt werden,
dessen elektrische Eigenschaften, auch bei sehr hohen
Stückzahlen reproduzierbar in engen Toleranzbereichen
eingehalten werden können.
Neben den bereits erwähnten Dimensionierungsparame
tern für die elektrisch leitende Schicht, bezüglich
deren Breite und Dicke, kann auch durch Auswahl eines
entsprechenden Materials für diese elektrisch leiten
den Schichten Einfluss auf den regelbaren Wider
standsbereich des Widerstandselementes genommen wer
den.
So können die unterschiedlichsten Metalle oder
Metall-Legierungen ausgewählt werden, um nieder- bis
hochohmige Widerstandselemente zur Verfügung zu stel
len.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine elektrisch
leitende Schicht aus graphitischem Kohlenstoff ein
zusetzen.
Bei bestimmten Materialkombinationen von Substrat und
elektrisch leitender Schicht kann es günstig sein,
zwischen diesen eine so genannte Haftvermittler
schicht auszubilden, wobei auch in diesem Fall, die
elektrische Leitfähigkeit einer solchen Haftvermitt
lerschicht erheblich kleiner als die der elektrisch
leitenden Schicht sein sollte. Die Haftvermittler
schicht sollte also isolierende Eigenschaften aufwei
sen. Beispiele für geeignete Materialien einer sol
chen Haftvermittlerschicht sind Al2O3 oder ebenfalls
diamantähnlicher Kohlenstoff.
Als Substratmaterialien können kostengünstige polyme
re Kunststoffe eingesetzt werden. Dabei kann es sich
um die verschiedensten an sich bekannten Kunststoffe,
wie beispielsweise PMMA, Polycarbonat, Polyimide,
Acryle u. a. handeln, die auch Füllstoffe, insbeson
dere Faserverstärkungen enthalten können.
Ein solches Substrat kann auch in Folienform entspre
chend mit elektrisch leitenden und verschleißbestän
digen Schichten versehen und eingesetzt werden.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, ein Substrat mit
einer Oberfläche auszuwählen, die eine möglichst ge
ringe Oberflächenrauhigkeit aufweist, da sowohl die
Dicke der elektrisch leitenden und die Dicke der ver
schleißbeständigen Schicht sehr dünn gehalten werden
können und sowohl elektrisch, wie auch mechanisch
bedingt, gleichmäßige Schichtdicken eingehalten wer
den sollen. So ist es selbstverständlich erforder
lich, die Oberfläche der verschleißbeständigen
Schicht, die im berührenden Kontakt mit dem mecha
nisch bewegbaren Kontaktelement steht, mit geringer
Rauhigkeit auszubilden, um günstige Reibverhältnisse
zu sichern.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die elektrisch
leitende Schicht auf einer Oberfläche eines Substra
tes auszubilden, bzw. eine solche Schicht dort anzu
ordnen und zu fixieren.
So kann beispielsweise eine Metallschicht in eine auf
der Substratoberfläche ausgebildete Kontur möglichst
bündig eingebettet werden, so dass zumindest der Be
reich einer Schicht, der bei der Bewegung des Kon
taktelementes überstrichen wird, frei liegt.
In diesem Fall kann für eine solche elektrisch lei
tende Schicht eine entsprechend ausgebildete und di
mensionierte Folie eingesetzt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine solche
elektrisch leitende Schicht mit an sich bekannten
Verfahren in Dünnschichttechnik auf der Oberfläche
eines Substrates im Vakuum abzuscheiden, wobei die
Schichten durch fotolithographische Verfahren oder
die Verwendung von Masken in entsprechender Größe und
Form abgeschieden werden können.
Für die verschleißbeständige Schicht, die ausschließ
lich aus diamantähnlichem Kohlenstoff gebildet wird,
kommen nur diese Beschichtungsverfahren in Frage.
Besonders günstig können solche Schichten mit dem
unter der Bezeichnung Laser-Arc bekannten Verfahren
hergestellt werden. Dieses Verfahren ist z. B. in DE 39 01 401 C2
und DE 198 50 218 A1 beschrieben, wobei
auf deren Offenbarungsgehalt für diese Anmeldung zu
rückgegriffen werden soll.
Mit dem Laser-Arc-Verfahren kann aber auch die elek
trisch leitende Schicht bzw. die bereits erwähnte,
gegebenenfalls erforderliche Haftvermittlerschicht
hergestellt werden.
Um die gewünschten mechanischen Eigenschaften des
erfindungsgemäßen Widerstandselementes zu sichern,
ist es zumindest erforderlich, die verschleißbestän
dige Schicht auf der Oberfläche der elektrisch lei
tenden Schicht mit einer solchen Breite und Länge
auszubilden, mit der gesichert ist, dass das mecha
nisch bewegbare Kontaktelement immer lediglich Berei
che überstreicht und berührt, die aus diamantähnli
chem Kohlenstoff bestehen.
Günstiger ist es jedoch, die gesamte Oberfläche der
elektrisch leitenden Schicht mit der verschleißbe
ständigen Schicht zu überziehen und ganz besonders
vorteilhaft, eine überlappende Überdeckung auch der
äußeren Kanten einer elektrisch leitenden Schicht zu
erreichen, so dass sie auch als zusätzliche Schutz
schicht, insbesondere gegen Korrosion fungieren kann.
Vorteilhaft ist es, unter Berücksichtigung der mecha
nischen und elektrischen Eigenschaften ein mechanisch
bewegbares Kontaktelement einzusetzen, das zumindest
über ein Teil aus graphitischem Kohlenstoff verfügt
und dieses Teil im berührenden Kontakt mit der ver
schleißbeständigen Schicht steht, so dass die Reib
verhältnisse dadurch verbessert sind.
Bekanntermaßen weisen diamantähnliche Kohlenstoff
schichten SP2-Bindungsanteile und SP3-Bindungsanteile
für die Graphit- bzw. Diamantphase auf. Bei diesen
diamantähnlichen Schichten verhält sich der elektrische
Widerstand genauso wie die Härte einer solchen
Schicht, die mit steigendem SP3-Bindungsanteil eben
falls ansteigen. Eine Schicht aus diamantähnlichem
Kohlenstoff mit hohem SP3-Bindungsanteil ist demzu
folge härter, verschleißbeständiger und hat auch ei
nen höheren elektrischen Widerstand.
Die verschleißbeständige Schicht ist, als so genannte
Gradientenschicht auszubilden, die aber erfindungs
gemäß ebenfalls ausschließlich aus diamantähnlichem
Kohlenstoff gebildet ist. Dabei werden die möglichst
kontinuierlichen Gradienten durch unterschiedliche
Sp2- und SP3-Bindungsanteile ausgebildet. Ein Aufbau
einer solchen Gradientenschicht soll so sein, dass
der SP3-Bindungsanteil in bezug zum SP2-Bindungsan
teil, ausgehend von der Seite der verschleißbeständi
gen Schicht, die mit der elektrisch leitenden Schicht
im berührenden Kontakt steht, ansteigt.
Die erfindungsgemäß zu verwendende verschleißbestän
dige Schicht sollte zumindest an ihrer Oberfläche,
die mit dem mechanisch bewegbaren Kontaktelement im
berührenden Kontakt steht, eine Härte von mindestens
20 GPa aufweisen und ganz besonders vorteilhaft eine
Oberflächenhärte ≧ 40 GPa aufweisen. Die Qualität der
verschleißbeständigen Schicht kann durch zerstörungs
freie Messung des Elastizitätsmoduls mit laserindu
ziertem akustischen Oberflächenwellen mit einem Ver
fahren, das unter der Bezeichnung LAwave bekannt ist,
geprüft werden.
Ein erfindungsgemäßes regelbares elektrisches Wider
standselement kann vorteilhaft als Lage- bzw. Positionssensor
eingesetzt werden, wobei das mechanisch
bewegbare Kontaktelement in eine Stellung oder Posi
tion bewegt wird, die einem bestimmten elektrischen
Widerstand entspricht und wie eingangs bereits er
wähnt, z. B. bei konstanten elektrischen Spannungen,
einen bestimmten elektrischen Strom in einem elektri
schen Stromkreis fließen zu lassen, der wiederum zur
Steuerung anderer Komponenten genutzt werden kann.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft beschrie
ben werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Beispiels
eines regelbaren Widerstandselementes und
Fig. 2 ein zweites Beispiel mit einer zusätzlichen
Haftvermittlerschicht.
In der Fig. 1 ist ein Beispiel eines erfindungsgemä
ßen regelbaren Widerstandselementes in schematischer
Form gezeigt.
Dabei ist auf einem Kunststoffsubstrat 1 eine elek
trisch leitende Schicht 4 ausgebildet, die an beiden
äußeren Stirnrändern elektrisch leitend mit jeweils
einem Kontaktanschluß 2 Verbunden ist. Die Kon
taktnschlüsse 2 können aus dem gleichen oder aus ei
nem anderen Metall, wie die elektrisch leitende
Schicht 4 gebildet sein. Zwischen der elektrisch
leitenden Schicht 4 und dem mechanisch bewegbaren
Kontaktelement 2' ist eine verschleißbeständige
Schicht 5, die ausschließlich aus diamantähnlichem
Kohlenstoff besteht, ausgebildet. Das, wie mit dem
Doppelpfeil angedeutet, mechanisch hin- und herbeweg
bare Kontaktelement 2' wird mit einer Anpresskraft,
wie dies mit dem Pfeil 6 verdeutlicht ist, gegen die
Oberfläche der verschleißbeständigen Schicht 5 ge
drückt.
Dabei weisen, wie dies im allgemeinen Teil der Be
schreibung bereits zum Ausdruck gebracht worden ist,
sowohl die verschleißbeständige Schicht, wie auch die
elektrisch leitende Schicht 4 eine konstante Dicke
über die gesamte Länge des Widerstandselementes auf
und die elektrisch leitende Schicht 4 ist dabei au
ßerdem mit einer konstanten Breite ausgebildet.
Das in Fig. 2 gezeigte Beispiel unterscheidet sich
gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1 lediglich da
durch, dass zwischen dem Substrat 1 und der elek
trisch leitenden Schicht 4 eine zusätzliche Haftver
mittlerschicht 3, die ebenfalls aus diamantähnlichem
Kohlenstoff gebildet sein kann, vorhanden ist. Auch
diese Haftvermittlerschicht 3 kann mit konstanter
Dicke ausgebildet sein. Diese Anforderung muss aber
nicht zwingend über die gesamte Länge des Wider
standselementes erfüllt sein. Es ist ausreichend,
wenn die Haftvermittlerschicht 3, wie dies bei diesem
Beispiel der Fall ist, im Bereich der Kontaktan
schlüsse 2 eine konstante Dicke aufweist.
Eine verschleißbeständige Schicht 5, die aus diamant
ähnlichem Kohlenstoff besteht, der einen spezifischen
elektrischen Widerstand ρDLC = 5.103 Ωcm aufweist,
kann einen konstanten elektrischen Widerstand von
R = 2,5 Ω ergeben, wenn für die verschleißbeständige
Schicht eine Dicke von 200 nm gewählt und die elek
trische Kontaktfläche zwischen dem mechanisch bewegbaren
Kontaktelement 2' und der verschleißbeständigen
Schicht 5 von 4 mm2 vorhanden ist. Dabei ist bei kon
stanter Dicke der verschleißbeständigen Schicht 5 der
Übergangswiderstand in jeder Stellung des Kontaktele
mentes 2' gleich.
Ein erfindungsgemäßes regelbares Widerstandselement
kann beispielsweise auf einem Kunststoffsubstrat eine
elektrisch leitende Schicht 4 aus Titan (spez. elek
trischer Widerstand ρel = 42.10-8 Ωm) mit einer Länge
von 40 mm, einer Breite von 6 mm und einer Dicke von
30 nm aufweisen. Auf dieser elektrisch leitenden
Schicht 4 kann eine verschleißbeständige Schicht 5
aus diamantähnlichem Kohlenstoff mit einer konstanten
Dicke von 120 nm ausgebildet werden und es wird über
die gesamte Schichtlänge ein elektrischer Widerstand
von 5 kΩ realisiert. Variiert man nunmehr die Dicke
der elektrisch leitenden Schicht 4, bei ansonsten
gleicher Dimensionierung und erhöht sie um das dop
pelte auf 60 nm, verringert sich der elektrische Wi
derstand auf 2,5 kΩ und bei weiterer Verdoppelung der
Schichtdicke der elektrischen leitenden Schicht 4 aus
Titan auf 120 nm, wird wieder eine Halbierung des
elektrischen Gesamtwiderstandes auf 1,25 kΩ erreicht.
Mit anderen Schichtmaterialien für die elektrisch
leitenden Schichten können andere Widerstandsbereiche
im nieder- bzw. hochohmigen Bereich abgedeckt werden.
Selbstverständlich können auch mehrere erfindungsge
mäße Widerstandselemente nebeneinander parallel oder
in gleichen Abständen nebeneinander angeordnet wer
den, die voneinander isoliert, aber auch über Kon
taktanschlüsse 2 und/oder Kontaktelement 2' elek
trisch miteinander verbunden sind.
Claims (14)
1. Elektromechanisch regelbares elektrisches Wider
standselement, bei dem auf einem Substrat eine
Schicht aus einem elektrisch leitenden Material
mit konstantem spezifischem elektrischen Wider
stand, in vorgebbarer Breite und Dicke angeord
net ist, die Schicht mindestens einen elektri
schen Kontaktanschluss aufweist und ein elektri
sches Kontaktelement entlang der Oberfläche me
chanisch bewegbar ist; und
auf der elektrisch leitenden Schicht (4) eine ausschließlich aus diamantähnlichem Kohlenstoff gebildete verschleißbeständige Schicht (5) mit konstanter Dicke und höherem spezifischem elek trischen Widerstand, als dem der Schicht (4) ausgebildet ist, wobei die mit dem mechanisch bewegbaren Kontaktelement (2') im berührenden Kontakt stehende verschleißbeständige Schicht (5) als Gradientenschicht ausgebildet ist, bei der ausgehend von der mit der elektrisch leiten den Schicht (4) in Kontakt stehenden Fläche der SP3-Bindungsanteil in bezug zum SP2-Bindungsan teil im diamantähnlichen Kohlenstoff größer wird.
auf der elektrisch leitenden Schicht (4) eine ausschließlich aus diamantähnlichem Kohlenstoff gebildete verschleißbeständige Schicht (5) mit konstanter Dicke und höherem spezifischem elek trischen Widerstand, als dem der Schicht (4) ausgebildet ist, wobei die mit dem mechanisch bewegbaren Kontaktelement (2') im berührenden Kontakt stehende verschleißbeständige Schicht (5) als Gradientenschicht ausgebildet ist, bei der ausgehend von der mit der elektrisch leiten den Schicht (4) in Kontakt stehenden Fläche der SP3-Bindungsanteil in bezug zum SP2-Bindungsan teil im diamantähnlichen Kohlenstoff größer wird.
2. Widerstandselement nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass die elektrisch leitende
Schicht (4) aus einem Metall oder einer Metall-
Legierung besteht.
3. Widerstandselement nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass die elektrisch leitende
Schicht (4) aus graphitischem Kohlenstoff be
steht.
4. Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der
elektrisch leitenden Schicht (4) und dem Sub
strat (1) eine Haftvermittlerschicht (3) ausge
bildet ist.
5. Widerstandselement nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (3)
aus Al2O3 oder diamantähnlichem Kohlenstoff be
steht.
6. Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat
(1) aus einem polymeren Kunststoffmaterial ge
bildet ist.
7. Widerstandselement nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Substrat (1) eine flexi
ble Folie ist.
8. Widerstandselement nach einem der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrisch leitende Schicht (4) eine flexi
ble Folie ist.
9. Widerstandselement nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus
diamantähnlichem Kohlenstoff gebildete ver
schleißbeständige Schicht (5) zumindest den Be
reich der elektrisch leitenden Schicht (2) über
deckt, der bei der Bewegung des elektrischen
Kontaktelementes (2') überstrichen wird.
10. Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ver
schleißbeständige Schicht (5) die elektrische
leitende Schicht (4) vollständig überdeckt und
deren äußere Kanten überlappt.
11. Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest
der die verschleißbeständige Schicht (5) berüh
rende Teil des Kontaktelementes (2') aus graphi
tischem Kohlenstoff gebildet ist.
12. Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest
an der Oberfläche der verschleißbeständigen
Schicht (5) eine Härte von mindestens 20 GPa er
reicht ist.
13. Widerstandselement nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Härte der verschleißbeständigen
Schicht (5) an der Oberfläche ≧ 40 GPa
ist.
14. Verwendung eines Widerstandselementes nach einem
der Ansprüche 1 bis 13 als Lage- bzw. Positions
sensor.
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