DD261457A1

DD261457A1 - METHOD FOR PRODUCING RESISTANCE ELEMENTS FOR POTENTIOMETERS

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. 1Method for producing resistance elements for potentiometers, preferably for precision potentiometers in ring and helix design based on wire-on-wire technology. The aim and object of the invention is to improve the quality of the resistive elements, without the use of additional excipients such as paints or adhesives, without mechanical damage to the guards wire and without contamination of the resistance wire to develop a cost-effective method for the production of resistive elements for potentiometers. The inventive method consists essentially in the fact that simultaneously with the known winding process, a hot air stream heats the winding point, so that the lacquer layer of the weaver wire is thermally softened and embeds the resistance wire in the Lackoberflaeche. The temperature of the air flow is dependent on the cross section of the resistance wire and the type of Lackueberzuges for the Traegerdraht. A desired-actual comparison of the resistance value is taken over by a corresponding circuit arrangement, arranged following the winding device, the automatic adjustability of the feed rate of the carrier wire and / or the temperature of the air flow. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Widerstandselementen für Potentiometer, vorzugsweise für Präzisionspotentiometer in Ring- und Wendelausführung.The invention relates to a method for producing resistance elements for potentiometers, preferably for precision potentiometers in ring and helical design.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .Characteristic of the known technical solutions.

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 ungeeignetFor precision potentiometers with particularly high quality requirements, resistance elements based on wire-on-wire technology are generally used. That is, for the production of the resistive element, a metallic carrier body - usually metal wire - provided with an insulating varnish layer and wrapped with a bare, metallic resistance wire smaller cross-section under a fixed pitch. To comply with the required electrical, mechanical and thermal properties of the potentiometer, the resistance winding must be secured in position. For the production of resistive elements different methods are known, such. As the impregnation of the resistive elements with insulating varnish, the application of an additional paint or adhesive layer on the support wire, treating the resistive element with a solvent which softens the paint layer of the support wire and so the resistance wire is embedded or the melting of the resistance wire winding by means of Einschmelzrollen and under Pressure in a thermoplastic carrier wire. A disadvantage of this method is that either the risk of damaging the wound resistance wire exists or paint, adhesive, etc. reaches the resistance wire. In any case, this increases the reject rate. In addition, these methods require a high technological effort and are partially unsuitable for Wendelpotentiometer

Informationsquelle: DD-WP 40450; Dt. Pk: 21 c, 54/03 DD-WP 78020; Dt. Pk: 21 c, 54/03 Information Source: DD-WP 40450; Dt. Pk: 21 c, 54/03 DD-WP 78020; Dt. Pk: 21c, 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.Another known method for producing resistor windings for wire wound resistors is described, for example. Patent. Accordingly, a groove for receiving the resistance wire is incorporated by means of wedge-shaped rollers in the lacquer layer of the support wire, which is adapted in shape and size to the cross section of the resistance wire. The incorporation of the groove happens immediately before the winding of the resistance wire.

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 auswirktThe disadvantages of this method are mainly in the heavy use of the paint as a result of cold deformation. Cracks develop in the paint, which have a negative effect on the electrical breakdown resistance during the further assembly of the potentiometers. There is also the danger that runout, play in the bearing of the rollers and wear of the rollers, the continuity of the resistance wire winding is disturbed, which also has a negative effect on the electrical properties of the potentiometer

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

Object of the invention

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.The object of the invention is the development of a technologically simple and inexpensive method for the production of resistor elements for potentiometers, which ensures the improvement of the quality of the resistance elements with respect to its electrical and mechanical properties and contributes to reducing the reject rate.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a process for the preparation of resistive elements for potentiometers, which without additional aids such as paint, solvents, etc., without mechanical damage to the carrier wire and without contamination or damage to the resistance wire over a large carrier wire lengths with respect to the pitch angle and the paint penetration depth of the resistance wire reaches constant setting when winding the support wire.

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.According to the invention, the object is achieved in that at the same time with the known winding process, a direct heating of the winding point, such that a directly arranged on the winding device heater by means of its hot air stream, which is passed into a tube which surrounds the support wire, the surface of the Lacquer layer of the carrier wire thermally softened. The resistance wire wraps itself evenly in the paint surface. It is essential that the temperature of the air flow is dependent on the cross section of the resistance wire and on the type of paint coating used the carrier wire. The tensile force of the resistance wire during the winding process is controlled by means of a, arranged on the supply reel for the resistance wire, adjustable braking device and is max. 50% of the tensile strength of the resistance wire. Following the winding process, the finished wound resistance elements pass through a measuring path with which the regulation of the feed rate and / or the temperature of the air flow is automatically carried out via a nominal / actual comparison of the resistance value. In the further embodiment of the method according to the invention for the production of resistor elements for potentiometers, the heating of the surface of the lacquer layer of the support wire can be effected by thermal radiation. The method is also applicable when using carrier wire made of thermoplastic material.

embodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand eines Beispiels zur Herstellung von Widerstandselementen für Wendelpotentiometer näher erläutert werdenThe method according to the invention will be explained in more detail with reference to an example for the production of resistance elements for helical potentiometers

Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in The accompanying drawings show in

Fig. 1: die schematische Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, hauptsächlich die Wickelvorrichtung Fig. 2: den Schnitt durch ein erfindungsgemäß hergestelltes Widerstandselement.Fig. 1: the schematic arrangement for carrying out the method, mainly the winding device Fig. 2: the section through a resistance element produced according to the invention.

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.From the supply reel for the support wire 10 of the support wire 10 passes through a guide tube and through the axis 2 of the winding device with an adjustable feed rate to the winding point, further as a resistance element 9 through a guide tube. 7 to the measuring section 8 and is then fed to further processing. The resistance wire 12 passes from a supply reel 3 via two guide rollers 4 directly to the winding point and is wound by the rotational movement of the winding head 1 to the support wire 10. At the supply reel 3 for resistance wire 12, a brake device 5 is arranged in the form of brake shoes, which is adjustable depending on the type and cross section of the resistance wire 12. It provides for the corresponding bias of the resistance wire 12 during the winding process, the method according to the invention only max. 50% of the allowable tensile stress of the resistance wire 12 is. As a result, electrical errors are avoided, which can occur due to excessive tensile stress of the resistance rate 12.

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.Immediately in the area of the winding point, a heating device 6 is arranged, which here consists of a conventional hot air welding device, the hot air flow is passed into a tube which surrounds the support wire 10 and thus ensures uniform heating of its paint surface 11. The winding area is heated so that the surface of the thermoplastic lacquer layer 11 of the support wire 10 softens and the resistance wire 12 is embedded in the lacquer layer 11 during the winding process. The embedding takes place as shown in Figure 2, that is, only to the extent that between metal support wire 10 and resistance wire 12 still a sufficiently thick paint layer 11 remains, which ensures the insulation. As a result, neither damage to the resistance wire 12 or the support wire 10, nor to contamination on the resistance wire winding. The temperature of the air flow is dependent on the diameter of the resistance wire 12 used and on the nature of the lacquer layer 11 of the support wire 10. In a cross section of the resistance wire 12 of about 0.1 mm diameter and Isoperlon as a lacquer coating 11, the temperature of the air flow z. B. 200 ⁰ C. Another way to achieve softening of the paint surface 11 desTrägerdrahtes 10, is the generation of a heat radiation.

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.The finished wound resistance element 9 then passes through a measuring section 8, which consists essentially of two, spaced from each other arranged Abgreifern, which are connected to a resistance measuring device. There is a nominal-actual comparison of the resistance value. When deviations occur via corresponding feedback elements and a known circuit arrangement, not shown, the control of the feed device and / or the control of the heater 6 and thus an automatic correction of the feed rate of the support wire 10 and / or the temperature of the air flow. This eliminates shortcomings in the quality, in particular the electrical properties of the potentiometer. This way of making the resistor element 9 causes uniformity of the resistance wire winding over long wire lengths with respect to the linearity and the nominal resistance of the potentiometers.

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.The inventive method is further characterized by the fact that simplifies the winding technique compared to conventional methods that it requires no significant, costly changes in the process flow, that shorten the changeover times at different resistance values and that additional auxiliary materials such as paints, solvents, adhesives, etc. saved become. In addition, there is a saving in tooling costs and wearing parts, the process has a total value-increasing effect on the potentiometers produced thereafter.

Claims

1. A process for the preparation of resistor elements for potentiometers, in which a carrier wire, which is provided with an insulating thermoplastic lacquer layer, a metallic, bare resistance wire wound and the resistance wire is secured in position on the carrier wire, characterized in that simultaneously with the winding process a direct Heating of the winding position takes place, such that a directly arranged on the winding device heater (6) by means of its hot air flow, which is guided in a tube which surrounds the support wire (10), the surface of the lacquer layer (11) of the support wire (10) thermally softens and the resistance wire (12) uniformly wound in the surface of the paint layer (11), wherein the temperature of the air flow is dependent on the cross section of the resistance wire (12) and the Lackart; that the tensile force on the resistance wire (12) during the winding process by means of a on the supply reel (3) for the resistance wire (12) arranged, adjustable braking device (5) max. 50% of the tensile strength of the resistance wire (12); and that the feed rate of the carrier wire (10) and / or the temperature of the air flow is constantly regulated automatically by a measuring path (8) arranged immediately after the winding device.

2. A process for the preparation of resistor elements for potentiometers according to item 1, characterized in that the heating of the surface of the lacquer layer (11) of the support wire (10) by means of thermal radiation.

3. A process for the preparation of resistor elements for potentiometers according to item 1, characterized in that the method is applied when using carrier wire (10) made of thermoplastic material.