DE1080668B

DE1080668B - Changeable resistance

Info

Publication number: DE1080668B
Application number: DEI12372A
Authority: DE
Inventors: Harry Alfred Wisdom
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-10-27
Filing date: 1956-10-26
Publication date: 1960-04-28

Description

Veränderbarer Widerstand Es sind Schiebewiderstände und Potentiometer aus gewickeltem Widerstandsdraht bekannt, die sich durch gute Linearität und niedrigen Temperaturkoeffizienten auszeichnen. Diese Widerstände haben aber den Nachteil, daß der Abgriff stufenweise erfolgt und die Lebensdauer wegen des durch die Unebenheiten des Kontaktweges bedingten hohen Kontaktdruckes stark herabgesetzt wird. Andererseits sind- Schiebewiderstände und Potentiometer aus Kunststoffblöcken bekannt, die sich durch stufenlosen Abgriff; niedrigen Kontaktdruck und lange Lebensdauer auszeichnen, die aber wegen ihrer schlechten Linearität und ihres hohen Temperaturkoeffizienten für viele Anwendungen nicht geeignet sind.Variable resistance There are slide resistors and potentiometers known from wound resistance wire, which is characterized by good linearity and low Distinguish temperature coefficients. However, these resistors have the disadvantage that the tap takes place gradually and the service life because of the bumps the high contact pressure caused by the contact path is greatly reduced. on the other hand slide resistors and potentiometers made of plastic blocks are known, which are through stepless tapping; characterized by low contact pressure and long service life, but because of their poor linearity and their high temperature coefficient are not suitable for many applications.

Weiterhin bekannt sind auch schon Drahtschiebewiderstände, deren einzelne Windungen im Bereiche der Schleiferbahn des Schleiferkontaktes in gegeneinander isolierte Metallkörper eingebettet waren, um einerseits eine Abnutzung des Widerstandsdrahtes zu vermeiden, andererseits um einen guten Kontakt zwischen Widerstand und Schleiferkontakt zu gewährleisten. Ein stufenloser Abgriff ist jedoch damit nicht zu erreichen.Also known are wire sliding resistors, their individual Windings in the area of the wiper path of the wiper contact against each other insulated metal bodies were embedded in order to prevent wear and tear on the resistance wire to avoid, on the other hand, to ensure good contact between the resistor and the wiper contact to ensure. Stepless tapping cannot be achieved with this, however.

Ferner ist ein Schiebewiderstand bekannt, dessen Widerstandsschicht mit einem schlecht leitenden Lack überzogen ist. Der Widerstand dieses Lackes ist so bemessen, daß er in Richtung Schleifer-Drahtwindung vernachlässigbar klein, in Richtung der Schleiferbahn aber so groß ist, daß der Gesamtwiderstand des Schiebewiderstandes nicht merklich verändert wird. Dieser Schichtwiderstand besitzt als Abnahmekontakt einen Quecksilbertropfen, und die Lackschicht soll eine Amalgambildung des Tropfens verhindern.Furthermore, a sliding resistor is known, its resistance layer is coated with a poorly conductive paint. The resistance of this varnish is dimensioned so that it is negligibly small in the direction of the wiper wire winding, in The direction of the wiper path is so great that the total resistance of the sliding resistance is not noticeably changed. This sheet resistor has a pick-up contact a drop of mercury, and the layer of lacquer is supposed to form an amalgam of the drop impede.

Demgegenüber betrifft die Erfindung einen veränderbaren Drahtwiderstand mit einer die Widerstandsdrähte mindestens im Bereich der Schleiferbahn des Schleiferkontaktes teilweise umschließenden bzw. ganz abdeckenden leitfähigen Schicht, die vom Schleiferkontakt befahren wird. Der Widerstand ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sich die leitfähige Schicht über alle Drahtwindungen oder Abgriffskontakte längs der Schleiferbahn erstreckt bzw. diese Windungen wenigstens teilweise einbettet und daß das Verhältnis des Widerstandes der leitenden Schicht und des Drahtwiderstandes derart bemessen ist, daß sich der Gesamtwiderstand beim Übergang von einem Abgriffspunkt zum anderen annähernd kontinuierlich ändert.In contrast, the invention relates to a variable wire resistor with one the resistance wires at least in the area of the wiper path of the wiper contact partially enclosing or completely covering conductive layer from the wiper contact is driven on. The resistor is characterized according to the invention in that the conductive layer extends lengthways over all wire windings or tap contacts the wiper track extends or at least partially embeds these turns and that the ratio of the resistance of the conductive layer and the wire resistance is dimensioned such that the total resistance at the transition from a tap point on the other hand, changes almost continuously.

In Ausbildung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die leitende Schicht aus einem Kunststoff herzustellen.In an embodiment of the invention it is also proposed that the conductive Produce layer from a plastic.

Als besonders vorteilhaft wird ein Widerstandselement vorgeschlagen, das aus einem schraubenförmig oder schleifenförmig angeordneten Widerstandsdraht besteht.A resistance element is proposed as particularly advantageous, that consists of a helical or looped resistance wire consists.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellt dar Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Schiebewiderstandes gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Widerstandskörper aus Fig. 1, Fig. 3 a bis 3 d vergrößerte Ausschnitte des Längsschnittes aus Fig. 2.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail. It shows: Fig. 1 is a perspective view of a sliding resistor according to the invention, FIG. 2 shows a longitudinal section through the resistor body from FIG. 1, FIGS. 3 a to 3 d enlarged details of the longitudinal section from FIG. 2.

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung aus einem nichtleitenden Zylinder 10, dessen Enden auf einem Isolierrahmen 11 befestigt sind. Um den Zylinder 10 gewickelt und in Längsrichtung darauf verlaufend befindet sich ein herkömmlicher drahtgewickelter Widerstand 18, der an jedem Ende mit Klemmen 14 verbunden und mit einer dünnen Schicht aus leitendem Kunststoff 16 hohen Widerstandes überzogen ist.1, 2 and 3, there is a preferred embodiment of the Invention of a non-conductive cylinder 10, the ends of which on an insulating frame 11 are attached. Wrapped around the cylinder 10 and running longitudinally thereon there is a conventional wire-wound resistor 18 attached at each end connected to terminals 14 and with a thin layer of conductive plastic 16 high resistance is coated.

Ein Schleiferkontakt 13 ist an einer leitenden Schiene 12 befestigt, die an dem Isolierrahmen 11 befestigt und elektrisch mit der Klemme 20 und dem Schleiferkontakt 13 verbunden ist. Der Schleiferkontakt 13 ist zwischen den beiden Enden des Kunststoffüberzuges 16 verschiebbar und gleitet auf dessen Oberfläche, wodurch er mit dem drahtgewickelten Element 18 in elektrisch leitende Verbindung tritt.A sliding contact 13 is attached to a conductive rail 12, which is attached to the insulating frame 11 and electrically connected to the terminal 20 and the wiper contact 13 is connected. The sliding contact 13 is between the two ends of the plastic coating 16 slidable and slides on its surface, making it with the wire-wound Element 18 enters into an electrically conductive connection.

Im Betriebszustand wird der Schleiferkontakt 13 in Längsrichtung auf der Oberfläche des Kunststoffes 16 bewegt und stellt, wie in Fig.3 gezeigt, dabei eine elektrische Verbindung mit aufeinanderfolgenden Windungen 15 des drahtgewickelten Elementes 18 durch den Kunststoff hindurch an den Punkten A, B, C und D her. Dabei fließt Strom durch sich verändernde Teile der Kunststoffschicht 16, so daß der Widerstand des elektrischen Kreises zwischen den einzelnen Drahtwindungen 15 und dem Schleiferkontakt 13 verändert wird.In the operating state of the wiper contact is moved in the longitudinal direction on the surface of the plastic material 16 13, and provides, as shown in Figure 3, thereby an electrical connection with successive turns 15 of the wire-wound element 18 through the plastic at the points A, B, C, and D her. In this case, current flows through changing parts of the plastic layer 16, so that the resistance of the electrical circuit between the individual wire windings 15 and the wiper contact 13 is changed.

Gemäß Fig. 3 a fließt dort, wo der Schleiferkontakt 13 direkt über einer Windung 15 liegt (Punkt A), der elektrische Strom senkrecht durch den Kunststoffüberzug 16 aus der oder in die Drahtwindung 15. Der elektrische Strom aus den oder in die benachbarten Windungen ist umgekehrt proportional zu dem Widerstand des von dem Schleiferkontakt zu den einzelnen Windungen führenden elektrischen Weges. Daher fließt der größte Teil des Stroms aus dem oder in den Schleiferkontakt aus der oder in die am nächsten liegende Windung, und kleine Mengen fließen aus den oder in die benachbarten Windungen. Der bei Punkt A von dem Kunststoff 16 gebotene Widerstand ist relativ klein und beeinflußt daher nicht wesentlich den Widerstand des drahtgewickelten Elementes 18. Wenn sich nun der Schleiferkontakt 13 in Längsrichtung über den höchsten Punkt der Windung 15 hinaus bewegt, fließt weiterhin elektrischer Strom aus der oder in die Windung 15 durch die Schicht 16, aber in einem Winkel wie bei Punkt B (s. Fig. 3 b), wodurch der von der Kunststoffschicht 16 gebotene Widerstand erhöht und zu dem Widerstand in der Windung 15 addiert wird.According to Fig. 3a flows where the wiper contact 13 directly over a turn 15 (point A), the electric current is perpendicular through the plastic coating 16 from or into the wire winding 15. The electrical current from or into the adjacent turns is inversely proportional to the resistance of the of the Slider contact to the electrical path leading to the individual windings. Therefore Most of the current flows from or into the wiper contact from the or into the nearest turn, and small amounts flow out or into the adjacent turns. The resistance offered by the plastic 16 at point A is relatively small and therefore does not significantly affect the resistance of the wire-wound Element 18. If now the sliding contact 13 in the longitudinal direction over the highest Moved point of the turn 15 addition, electrical current continues to flow from the or in the turn 15 through the layer 16, but at an angle as at point B (see Fig. 3 b), whereby the resistance offered by the plastic layer 16 increases and added to the resistance in turn 15.

An einer Stelle, wo sich der Schleiferkontakt 13 dem Mittelpunkt (Punkt C, Fig. 3 c) zwischen den Windungen 15 und 17 des drahtgewickelten Elementes 18 nähert, fließt ein Strom aus den oder in die beiden Windungen 15 und 17, da der Widerstand in dem Stromweg von dem Schleiferkontakt 13 durch den Kunststoff 16 zu der Wicklung 15 und dann durch diese Windung zur Windung 17 gleich dem Widerstand in dem Stromweg von dem Schleiferkontakt 13 durch den Kunststoff 16 zu der Windung 17 ist: Schließlich fließt, wenn der Schleiferkontakt 13 den Mittelpunkt zwischen den Windungen 15 und 17 passiert, ein Strom aus der oder in die näherkommende Windung 17, da der Weg zu dieser den geringsten Widerstand bietet, z. B. Punkt D (s. Fig. 3 d). Weil der Widerstand des Kunststoffs 16 zwischen den Windungen 15 beträchtlich größer als der jeder Windung 15, nämlich 10- bis 100mal so groß ist, kann kein Kurzschluß zwischen den Windungen 15 des drahtgewickelten Elementes 18 entstehen.At a point where the sliding contact 13 is the center point (point C, FIG. 3 c) between the turns 15 and 17 of the wire-wound element 18 approaches, a current flows from or into the two windings 15 and 17, since the Resistance in the current path from the wiper contact 13 through the plastic 16 to of winding 15 and then through this turn to turn 17 equal to the resistance in the current path from the wiper contact 13 through the plastic 16 to the turn 17 is: Finally flows when the wiper contact 13 is the midpoint between the turns 15 and 17 happens, a current from or into the approaching turn 17, since the way to this offers the least resistance, e.g. B. Point D (see Fig. 3 d). Because the resistance of the plastic 16 between the turns 15 is considerable greater than that of each turn 15, namely 10 to 100 times as large, cannot be a short circuit arise between the turns 15 of the wire-wound element 18.

Dadurch, daß man elektrischen Strom im wesentlichen aus einer oder in einzelne Windung 15 auf dem drahtgewickelten Element 18 und auch durch einen veränderlichen Teil des leitenden Kunststoffs 16 fließen läßt, wird der Abgriff weitgehend stufenlos. Bei den herkömmlichen variablen drahtgewickelten Widerständen kommt der Schleiferkontakt 13 mit jeder Windung 15 des drahtgewickelten Elementes 18 direkt in Berührung; so daß der Schleiferkontakt bei rascher Verschiebung infolge der Unebenheiten der Oberfläche seines Weges zum Prallen neigte. Beim Widerstand nach der Erfindung bildet die Oberfläche der Kunststoffschicht 16 einen glatten Schleiffederweg, wodurch das Abprallen der Feder bei hohen Verschiebegeschwindigkeiten vermieden wird, ohne daß die drahtgewickelten Widerständen eigenen Linearitätseigenschaften verlorengehen. Durch die Ausschaltung des direkten Kontaktes zwischen dem Schleiffederkontakt 13 und den Drahtwindungen 15 wird auch die Lebensdauer sowohl des Schleiferkontaktes 13 als auch des Widerstandes 18 verlängert, da die Kunststoffschicht 16 glatt ist und eine sehr lange Lebensdauer hat.By the fact that one electric current essentially from one or in a single turn 15 on the wire-wound element 18 and also through one flowing part of the conductive plastic 16 is the tap largely stepless. With the conventional variable wire-wound resistors comes the sliding contact 13 with each turn 15 of the wire-wound element 18 in direct contact; so that the wiper contact with rapid displacement as a result the bumps in the surface of its path tended to bounce. At the resistance According to the invention, the surface of the plastic layer 16 forms a smooth one Slip travel, which causes the spring to bounce off at high displacement speeds is avoided without the wire-wound resistors having their own linearity properties get lost. By switching off the direct contact between the slide spring contact 13 and the wire windings 15 will also increase the service life of both the wiper contact 13 as well as the resistor 18 is extended because the plastic layer 16 is smooth and has a very long lifespan.

Wie man sieht, braucht der Schleiferkontakt 13 zum Herstellen eines guten elektrischen Kontaktes mit der Kunststoffschicht 16 nicht unter so hohem Druck zu stehen, wie es erforderlich wäre, wenn er unmittelbar auf den Windungen 15 des Elementes 18 gleiten würde. Durch diese Herabsetzung des Drucks des Schleiferkontaktes wird die Lebensdauer sowohl der Feder 13 als auch des Elementes 18 verlängert. Da der Widerstandstemperaturkoeffizient von drahtgewickelten Widerständen niedrig und der von leitendem Kunststoff hoch ist, erhält man durch Verwendung nur einer dünnen Schicht aus leitendem Kunststoff 16 über dem drahtgewickelten Widerstand 18 einen niedrigen Widerstandstemperaturkoeffizienten. Durch die Kombination des herkömmlichen drahtgewickelten Widerstandes mit einem Überzug aus leitendem Kunststoff erlangt man also die Vorteile einer ausgezeichneten Lineartät und eines niedrigen Temperaturwiderstandskoeffizienten, wie sie drahtgewikkelten Widerständen eigen sind, ohne die Nachteile des Schleiferkontaktabprallens, des die Feinregulierung beschränkenden stufenweisen Abgriffs und des höheren Drucks des Schleiferkontaktes in Kauf nehmen zu müssen.As you can see, the wiper contact 13 needs to make one good electrical contact with the plastic layer 16 not under such high pressure to stand as it would be necessary if he were directly on the turns 15 of the Element 18 would slide. By reducing the pressure of the wiper contact the service life of both the spring 13 and the element 18 is extended. There the temperature coefficient of resistance of wire-wound resistors is low and that is high of conductive plastic is obtained by using only a thin one Layer of conductive plastic 16 over the wirewound resistor 18 a low temperature coefficient of resistance. By combining the conventional Obtained wire-wound resistor with a coating of conductive plastic the advantages of an excellent linearity and a low temperature resistance coefficient, as they are inherent in wire-wound resistors without the disadvantages of wiper contact ricochet, the gradual tapping restricting the fine regulation and the higher pressure of the sliding contact to have to accept.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Variable wire resistance with one of the resistance wires at least partially enclosing the wiper contact in the area of the wiper path or completely covering conductive layer on which the wiper contact moves, characterized in that the conductive layer extends over all wire windings or tap contacts along the wiper path or at least these turns partially embeds and the ratio of the resistance of the conductive layer and of the wire resistance is chosen so that the total resistance at the transition changes almost continuously from one tap point to the other.

2. Changeable Resistor according to Claim 1, characterized in that the conductive layer is a Plastic is.

3. Variable resistor according to claim 1, characterized in that the resistance body is a helically or loop-shaped arranged resistance wire. Considered publications: German Patent Nos. 134 785, 548 346, 681319; British Patent No. 240 675.