DD261457A1

DD261457A1 - Verfahren zur herstellung von widerstandselementen fuer potentiometer

Info

Publication number: DD261457A1
Application number: DD30301387A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Schmalz
Original assignee: Plastelektronik Und Spezialwid
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-10-26

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen fuer Potentiometer vorzugsweise fuer Praezisionspotentiometer in Ring- und Wendelausfuehrung auf der Basis Draht-auf-Draht-Technologie. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, bei Verbesserung der Qualitaet der Widerstandselemente, ohne Verwendung von zusaetzlichen Hilfsstoffen wie Lacke oder Klebstoffe, ohne mechanische Beschaedigung des Traegerdrahtes und ohne Verschmutzung des Widerstandsdrahtes ein kostenguenstiges Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen fuer Potentiometer zu entwickeln. Das erfindungsgemaesse Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass gleichzeitig mit dem bekannten Wickelvorgang ein heisser Luftstrom die Wickelstelle erwaermt, so dass die Lackschicht des Traegerdrahtes thermisch erweicht wird und sich der Widerstandsdraht in die Lackoberflaeche einbettet. Dabei ist die Temperatur des Luftstromes abhaengig vom Querschnitt des Widerstandsdrahtes und von der Art des Lackueberzuges fuer den Traegerdraht. Ein Soll-Ist-Vergleich des Widerstandswertes uebernimmt durch eine entsprechende Schaltungsanordnung, angeordnet im Anschluss an die Wickelvorrichtung, die automatische Regulierbarkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Traegerdrahtes und/oder der Temperatur des Luftstromes. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer, vorzugsweise für Präzisionspotentiometer in Ring- und Wendelausführung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .

Für Präzisionspotentiometer mit besonders hohen Qualitätsanforderungen kommen in der Regel Widerstandselemente auf der Basis Draht-auf-Drahttechnologie zum Einsatz. Das heißt, zur Herstellung des Widerstandselementes wird ein metallischer Trägerkörper — meist Metalldraht — mit einer Isolierlackschicht versehen und mit einem blanken, metallischen Widerstandsdraht kleineren Querschnitts unter festgelegter Steigung umwickelt. Zur Einhaltung der geforderten elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften des Potentiometers muß die Widerstandswicklung in ihrer Lage gesichert sein.' Zur Herstellung von Widerstandselementen sind unterschiedliche Verfahren bekannt, wie z. B. das Tränken der Widerstandselemente mit Isolierlack, das Aufbringen einer zusätzlichen Lack- oder Klebeschicht auf den Trägerdraht, das Behandeln des Widerstandselementes mit einem Lösemittel, welches die Lackschicht des Trägerdrahtes erweicht und so der Widerstandsdraht eingebettet wird oder das Einschmelzen der Widerstandsdrahtwicklung mittels Einschmelzrollen und unter Druck in einen thermoplastischen Trägerdraht. Nachteilig an diesen Verfahren ist, daß entweder die Gefahr der Beschädigung des aufgewickelten Widerstandsdrahtes besteht oder aber Lack, Klebstoff usw. auf den Widerstandsdraht gelangt. In jedem Fall erhöht sich dadurch die Ausschußquote. Außerdem erfordern diese Verfahren einen hohen technologischen Aufwand und sind teilweise für Wendelpotentiometer ungeeignet

Informationsquelle: DD-WP 40450; Dt. Pk: 21 c, 54/03 DD-WP 78020; Dt. Pk: 21 c, 54/03

Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von Widerstandswicklungen für Drahtwiderstände beschreibt u.g. Patent. Hiemach wird mittels keilförmiger Rollen in die Lackschicht des Trägerdrahtes eine Rille zur Aufnahme des Widerstandsdrahtes eingearbeitet, die in ihrer Form und Größe dem Querschnitt des Widerstandsdrahtes angepaßt ist. Das Einarbeiten der Rille geschieht unmittelbar vor dem Wickeln des Widerstandsdrahtes.

Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen vor allem in der starken Beanspruchung des Lackes infolge der Kaltverformung. Es entstehen Risse im Lack, die sich bei der weiteren Montage der Potentiometer negativ auf die elektrische Durchschlagfestigkeit auswirken. Es besteht außerdem die Gefahr, daß durch Rundlaufabweichungen, Spiel im Lager der Rollen und durch Verschleiß der Rollen die Kontinuität der Widerstandsdrahtwicklung gestört wird, was sich ebenfalls negativ auf die elektrischen Eigenschaften des Potentiometers auswirkt

Informationsquelle: DD-WP 116529; Int. Cl.: H01c 17/00

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines technologisch einfachen und kostengünstigen Verfahrens zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer, welches die Verbesserung der Qualität der Widerstandselemente bezüglich seiner elektrischen und mechanischen Eigenschaften gewährleistet und zur Senkung der Ausschußquote beiträgt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer zu schaffen, welches ohne zusätzliche Hilfsstoffe wie Lack, Lösemittel usw., ohne mechanische Beschädigung des Trägerdrahtes und ohne Verschmutzung bzw. Beschädigung des Widerstandsdrahtes ein über große Trägerdrahtlängen bezüglich des Steigungswinkels und der Lackeindringtiefe des Widerstandsdrahtes konstantes Festlegen beim Bewickeln des Trägerdrahtes erreicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit dem bekannten Wickelvorgang eine direkte Erwärmung der Wickelstelle erfolgt, derart, daß eine unmittelbar an der Wickelvorrichtung angeordnete Heizvorrichtung mittels ihres heißen Luftstromes, der in ein Rohr geleitet wird, das den Trägerdraht umschließt, die Oberfläche der Lackschicht des Trägerdrahtes thermisch erweicht. Der Widerstandsdraht wickelt sich gleichmäßig in die Lackoberfläche ein. Wesentlich dabei ist, daß die Temperatur des Luftstromes abhängig ist vom Querschnitt des Widerstandsdrahtes und von der Art des verwendeten Lacküberzuges des Trägerdrahtes. Die Zugkraft des Widerstandsdrahtes beim Wickelvorgang wird mittels einer, an der Vorratsspule für den Widerstandsdraht angeordneter, einstellbarer Bremsvorrichtung geregelt und beträgt max. 50% der Zugfestigkeit des Widerstandsdrahtes. Die fertig gewickelten Widerstandselemente durchlaufen im Anschluß an den Wickelvorgang eine Meßstrecke, mit welcher über einen Soll-Ist-Vergleich des Widerstandswertes automatisch die Regulierung der Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Temperatur des Luftstromes erfolgt. In der weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer kann die Erwärmung der Oberfläche der Lackschicht desTrägerdrahtes durch Wärmestrahlung erfolgen. Das Verfahren ist auch anwendbar bei Einsatz von Trägerdraht aus thermoplastischem Material.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand eines Beispiels zur Herstellung von Widerstandselementen für Wendelpotentiometer näher erläutert werden

Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1: die schematische Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, hauptsächlich die Wickelvorrichtung Fig. 2: den Schnitt durch ein erfindungsgemäß hergestelltes Widerstandselement.

Im wesentlichen läuft das erfindungsgemäße Verfahren nach Fig. 1 wie folgt ab: Von der Vorratsspule für den Trägerdraht 10 gelangt der Trägerdraht 10 durch ein Führungsrohr und durch die Achse 2 der Wickelvorrichtung mit einer einstellbaren Vorschubgeschwindigkeit zur Wickelstelle, weiter als Widerstandselement 9 durch ein Führungsrohr 7 zur Meßstrecke 8 und wird anschließend der weiteren Verarbeitung zugeführt. Der Widerstandsdraht 12 gelangt von einer Vorratsspule 3 über zwei Führungsrollen 4 direkt zur Wickelstelle und wird durch die Drehbewegung des Wickelkopfes 1 um den Trägerdraht 10 gewickelt. An der Vorratsspule 3 für Widerstandsdraht 12 ist eine Bremsvorrichtung 5 in Form von Bremsbacken angeordnet, die je nach Art und Querschnitt des Widerstandsdrahtes 12 einstellbar ist. Sie sorgt für die entsprechende Vorspannung des Widerstandsdrahtes 12 beim Wickelvorgang, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur noch max. 50% der zulässigen Zugbeanspruchung des Widerstandsdrahtes 12 beträgt. Dadurch werden elektrische Fehler vermieden, die durch zu hohe Zugbeanspruchung des Widerstandsdrates 12 auftreten können.

Unmittelbar im Bereich der Wickelstelle ist eine Heizvorrichtung 6 angeordnet, die hier aus einem üblichen Heißluftschweißgerät besteht, dessen heißer Luftstrom in ein Rohr geleitet wird, das den Trägerdraht 10 umschließt und damit eine gleichmäßige Erwärmung seiner Lackoberfläche 11 gewährleistet. Der Wickelbereich wird dabei so erwärmt, daß sich die Oberfläche der thermoplastischen Lackschicht 11 des Trägerdrahtes 10 erweicht und beim Wickelvorgang der Widerstandsdraht 12 in die Lackschicht 11 eingebettet wird. Das Einbetten erfolgt wie in Fig.2 dargestellt, d.h. nur soweit, daß zwischen metallischem Trägerdraht 10 und Widerstandsdraht 12 noch eine genügend dicke Lackschicht 11 bestehen bleibt, die die Isolation gewährleistet. Dadurch kommt es weder zur Beschädigung des Widerstandsdrahtes 12 oder des Trägerdrahtes 10, noch zu Verschmutzungen auf der Widerstandsdrahtwicklung. Die Temperatur des Luftstromes ist abhängig vom Durchmesser des verwendeten Widerstandsdrahtes 12 und von der Art der Lackschicht 11 desTrägerdrahtes 10. Bei einem Querschnitt des Widerstandsdrahtes 12 von ca. 0,1 mm Durchmesserund Isoperlon als Lacküberzug 11 beträgt die Temperatur des Luftstromes z. B. ca. 200⁰C. Eine weitere Möglichkeit, das Erweichen der Lackoberfläche 11 desTrägerdrahtes 10 zu erreichen, ist die Erzeugung einer Wärmestrahlung.

Das fertig gewickelte Widerstandselement 9 durchläuft anschließend eine Meßstrecke 8, die im wesentlichen aus zwei, in bestimmtem Abstand voneinander angeordneten Abgreifern besteht, die mit einem Widerstandsmeßgerät verbunden sind. Es findet ein Soll-Ist-Vergleich des Widerstandswertes statt. Bei auftretenden Abweichungen erfolgt über entsprechende Rückkopplungselemente und einer bekannten, nicht dargestellten Schaltungsanordnung die Ansteuerung der Vorschubeinrichtung und/oder die Ansteuerung der Heizvorrichtung 6 und somit eine automatische Korrektur der Vorschubgeschwindigkeit des Trägerdrahtes 10 und/oder der Temperatur des Luftstromes. Dadurch werden Mangel in der Qualität, insbesondere den elektrischen Eigenschaften der Potentiometer ausgeschaltet. Diese Art der Herstellung des Widerstahdselementes 9 bewirkt eine Gleichmäßigkeit der Widerstandsdrahtwicklung über große Drahtlängen bezüglich der Linearität und des Nennwiderstandes der Potentiometer.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiter dadurch aus, daß sich die Wickeltechnik gegenüber herkömmlichen Verfahren vereinfacht, daß es keiner wesentlichen, kostenaufwendigen Änderungen im Verfahrensablauf bedarf, daß sich die Umrüstzeiten bei unterschiedlichen Widerstandswerten verkürzen und daß zusätzliche Hilfsstoffe wie Lacke, Lösungsmittel, Klebstoffe usw. eingespart werden. Außerdem kommt es zur Einsparung an Werkzeugkosten und Verschleißteilen, das Verfahren wirkt sich insgesamt gebrauchswerterhöhend auf die danach hergestellten Potentiometer aus.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer, bei welchem auf einen Trägerdraht, der mit einer isolierenden thermoplastischen Lackschicht versehen ist, ein metallischer, blanker Widerstandsdraht gewickelt und der Widerstandsdraht auf dem Trägerdraht lagegesichert wird, gekennzeichnet dadurch, daß gleichzeitig mit dem Wickelvorgang eine direkte Erwärmung der Wickelstelle erfolgt, derart, daß eine unmittelbar an der Wickelvorrichtung angeordnete Heizvorrichtung (6) mittels ihres heißen Luftstromes, der in ein Rohrgeleitet wird, das den Trägerdraht (10) umschließt, die Oberfläche der Lackschicht (11) des Trägerdrahtes (10) thermisch erweicht und sich der Widerstandsdraht (12) gleichmäßig in die Oberfläche der Lackschicht (11) einwickelt, wobei die Temperatur des Luftstromes abhängig ist vom Querschnitt des Widerstandsdrahtes (12) und von der Lackart; daß die Zugkraft auf den Widerstandsdraht (12) beim Wickelvorgang mittels einer an der Vorratsspule (3) für den Widerstandsdraht (12) angeordneter, einstellbarer Bremsvorrichtung (5) max. 50% der Zugfestigkeit des Widerstandsdrahtes (12) beträgt; und daß durch eine unmittelbar nach der Wickelvorrichtung angeordnete Meßstrecke (8) die Vorschubgeschwindigkeit des Trägerdrahtes (10) und/oder die Temperatur des Luftstromes ständig automatisch reguliert wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Erwärmung der Oberfläche der Lackschicht (11) des Trägerdrahtes (10) mittels Wärmestrahlung erfolgt.

3. Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren angewendet wird bei Einsatz von Trägerdraht (10) aus thermoplastischem Material.