DE1121211B

DE1121211B - Verfahren und Anordnung zum Pruefen von Kohleschichtwiderstaenden auf Unregelmaessigkeiten der Schicht

Info

Publication number: DE1121211B
Application number: DEW27242A
Authority: DE
Inventors: Donald Edward Johnson; James Loyd Owens
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1959-02-27
Filing date: 1960-02-13
Publication date: 1962-01-04
Also published as: US3105288A; NL245512A; ES254886A1; FR1248836A; BE585155A; GB922654A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Kohleschichtwiderständen auf Unregelmäßigkeiten der Schicht, die auf einem Nichtleiter, vorzugsweise auf einem keramischen Körper aufgebracht ist und durch teilweise Abtragung derselben auf einen bestimmten Widerstandswert gebracht wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung, die für die Durchführung des Verfahrens geeignet ist.

Bei der Herstellung von elektrischen Kohleschichtwiderständen ist es üblich, einen zylindrischen Isolierkörper zu verwenden, auf dem eine Schicht aus Kohle aufgebracht wird. In die Kohleschicht wird von einem Ende des Isolierkörpers zum anderen fortschreitend eine wendeiförmige Rille geschnitten. Während der Bildung der Rille wird der Widerstandswert des Widerstandes gemessen. Die Abtragung von Kohle wird beendet, sobald der gewünschte Widerstandswert erreicht ist. Bei dieser Verfahrensweise ist jedoch keine laufende Messung des Widerstandswertes vorgesehen, und demgemäß können Unregelmäßigkeiten der Schicht während der Bildung der Rille nicht beobachtet und ermittelt werden. Infolgedessen können nach bekannten Verfahren hergestellte Widerstände ungleichmäßig beschichtete Isolierkörper haben, wobei diese Fehler während der Bildung der Rillen nicht festgestellt werden. Widerstände mit derartigen Fehlern ergeben »heiße Stellen«, welche gegebenenfalls ein »Ausbrennen« der Widerstandsschicht verursachen können.

Die Erfindung will die Feststellung derartiger Fehler und die Ausscheidung von Widerständen, die mit solchen Fehlern behaftet sind, ermöglichen.

Das hierzu empfohlene Verfahren geht von mit Kohle beschichteten Widerständen aus, deren Schicht durch teilweise Abtragung auf einen bestimmten Widerstandswert gebracht werden soll. Die Besonderheit dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß während des Abtragungsvorgangs Änderungen des Widerstandswertes je Längeneinheit, abhängig von der Geschwindigkeit der Abtragung, erfaßt und diejenigen Widerstände ausgeschieden werden, deren Widerstandswert sich nicht gleichmäßig mit der Abtragungsgeschwindigkeit ändert.

Für die Durchführung des angegebenen Verfahrens empfiehlt die Erfindung eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Widerstand an ein elektrisches Differenziernetzwerk angeschlossen ist, das die Geschwindigkeit mißt, mit der der Widerstandswert während der teilweisen Abtragung der Kohleschicht zunimmt, und daß an den Ausgang des Differenziernetzwerks eine Einrichtung angeschlossen ist, die den Widerstand beim Auftreten ungleich-Verfahren und Anordnung zum Prüfen

von Kohleschichtwiderständen
auf Unregelmäßigkeiten der Schicht

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Februar 1959 (Nr. 796 143)

Donald Edward Johnson und James Loyd Owens, Winston-Salem, N. C. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

mäßiger Änderungen des Widerstandswertes aussortiert.

Das Verständnis der Erfindung soll durch die Erläuterung einer speziellen Ausführung und der Zeichnung erleichtert werden; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer bevorzugten Ausführung der Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Kohleschichtwiderstand, der zur Erreichung eines bestimmten Widerstandswertes mit einer Rille versehen ist.

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Widerstandswertes in Abhängigkeit von der Länge eines Widerstands mit einer wendeiförmigen Rille.

In den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen bedeuten gleiche Bezugszahlen gleiche oder entsprechende Teile. In Fig. 1 und 3 ist ein Widerstandsrohling 11 dargestellt, der ein zylindrisches Grundteil aus Isoliermaterial, wie Keramik od. dgl., aufweist, auf dem ein Widerstandsmaterial aufgebracht ist, das die für den fertigen Widerstand gewünschten Widerstandseigenschaften besitzt. Diese Widerstandsschicht kann aus Kohle bestehen, die mit Hilfe eines der üblichen Verfahren auf das isolierende Grundteil aufgebracht wurde, z. B. durch Erhitzen des isolierenden Grundteils, in einer kontrollierten Methan- und Sauerstoffatmosphäre.

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Der Widerstandsrohling 11 wird an beiden Enden durch ein Futter 12 (Fig. 1) gehalten. Die Futter 12 sind an einem Ende von unabhängigen Antriebswellen 13 befestigt, deren anderes Ende mit je einem ersten Kardangelenk 14 verbunden ist. Die Kardangelenke 14 stehen mit den teleskopischen Wellen 15 in festem Eingriff, die axial verschiebbar und ihrerseits mit je einem zweiten Kardangelenk 16 verbunden sind. Mit den Gelenken 16 sind die zweiten unabhängigen Antriebswellen 17 verbunden, die von den Antriebsmitteln 18 angetrieben werden. Die Antriebsmittel 18 enthalten in axialer Richtung verschiebbare Organe, welche eine Bewegung der Arme 19 entlang einer mit Nuten versehenen Keilführungsstange 21 nach links oder rechts bewirken, um eine seitliche Bewegung des Widerstandsrohlings 11 in bezug auf die feste Lage eines Schleifrades 22 zu erreichen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, wird jede der Antriebswellen 13 durch den zugehörigen Arm 19 so »o gehalten, daß sie sich drehen und axial bewegen kann, wobei die Arme 19 mit Hilfe der Keilführungsstange 21 verschwenkbar sind und die Stange durch zwei am Rahmen 24 befestigte Lager 23 drehbar gehalten ist. Die Arme 19 sind so ausbalanciert, daß der Wider- as Standsrohling 11 sich mit einem vorbestimmten Druck an das Schleifrad 22 anlegt.

Die Antriebswellen 13 werden unter Vermittlung der Arme 19 von den Antriebsmitteln 18 axial bewegt, so daß diese Bewegung auf den Widerstandsrohling 11 übertragen wird, der sich demgemäß quer zum Schleifrad 22 bewegt. Es ist außerdem eine axiale Verschiebbarkeit der Futter 12 zum Erfassen und Loslassen des Rohlings 11 vorgesehen, und zwar durch Anschluß der Arme 19 an eine Einrichtung 25, deren Arm 26 über die Hebel 27 und 28 an den Armen 19 angreift und bei 29 verschwenkbar gelagert ist.

Die Schwenkbewegung der Arme 19 um die Achse 21 (Fig. 2) wird durch eine Zylinderspule 32 gesteuert, die am Rahmen 24 befestigt ist und deren Anker 33 mit einem Hebelarm 34 gelenkig verbunden ist. Der Hebelarm 34 ist mit der Keilführungsstange 21 verbunden und bewirkt eine Verdrehung derselben, wenn sich der Anker 33 nach oben bewegt. Diese Drehbewegung der Keilführungsstange 21 wird auf die Arme 19 übertragen, so daß diese sich z. B. in der Richtung des in Fig. 2 dargestellten Pfeils drehen und sich vom Schleifrad 22 fortbewegen.

Auf jeder Antriebswelle 13 ist ein Schleifring 35 befestigt, um den Widerstandsrohling 11 mit einem elektrischen Tastkreis 36 zu verbinden. Dieser Tastkreis 36 enthält eine Wheatstonesche Brücke 37, einen Gleichstromverstärker 38, ein normalerweise geschlossenes Relais 39, eine Spannungsquelle 41 für die Zylinderspule 32, ein Differenziernetzwerk 42, einen Verstärker 43, eine Widerstandsausscheidungseinrichtung 44 und gewünschtenfalls eine Registriereinrichtung 45.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Der Widerstandsrohling 11, der zur Erreichung eines bestimmten Wertes wendelförmig gerillt und auf Schichtunregelmäßigkeiten geprüft werden soll, wird in die Futter 12 eingesetzt, wobei der Arm 26 der Einrichtung 25 im Uhrzeigersinn um die Achse 29 verdreht wird, so daß sich die Arme 19 und die Futter 12 waagerecht voneinander weg bewegen. Während sich die Futter 12 in dieser Lage befinden, wird der Widerstandsrohling 11 in eines der Futter 12 gebracht. Danach wird der Arm 26 der Einrichtung 25 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß sich die Arme 19 und die Futter 12 aufeinander zu bewegen und beide Futter 12 des Widerstandsrohlings 11 so halten, daß er sich drehen kann.

Der in die Futter 12 eingesetzte Widerstandsrohling 11 wird nunmehr an das Schleifrad 22 herangeführt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Wie bereits erwähnt, sind die Arme 19 so ausbalanciert, daß der Widerstandsrohling drehbar mit einem vorbestimmten Druck am Schleifrad 22 anliegt. Bevor das Schleifen der wendeiförmigen Rille beginnt, werden die Antriebswellen 17 so eingestellt, daß das linke Eiäüe des Widerstandsrohlings 11 am Schleifrad 22 anliegt. In diesem Zeitpunkt ist die linke teleskopische Welle 15 axial verlängert und die rechte verkürzt.

Der in die Futter 12 eingesetzte Widerstandsrohling 11 ist ein Zweig der Wheatstoneschen Brücke 37, und zwar unter Vermittlung der Schleifringe 35, der Antriebswellen 13 und der Futter 12. Die Arme 19 sind gegen die Wellen 13 geeignet isoliert, so daß sie den Widerstandsrohling 11 nicht kurzschließen.

Der Widerstandsrohling 11 verursacht eine Störung des Brückengleichgewichts und damit eine Spannung am Mittelzweig der Brücke, welche durch den Gleichstromverstärker 38 verstärkt wird. Dadurch kommt das normalerweise geschlossene Relais 39 zum Ansprechen und öffnet den Stromkreis der Zgtinderspule 32, so daß diese unwirksam bleibt. Solange die Zylinderspule 32 unwirksam ist, liegt der Widerstandsrohling 11 an dem Schleifrad 22 an, wie es Fig. 2 veranschaulicht.

In der Lage, wo die Antriebswellen 17 das linke Ende des Widerstandsrohlings 11 gegenüber dem Schleifrad 22 halten, wird mit dem Einschleifen der wendeiförmigen Rille begonnen. Dabei erteilen die Antriebsmittel 18 dem Widerstandsrohling 11 eine konstante Drehbewegung, und gleichzeitig wird durch nicht dargestellte Antriebsmittel das Schleifrad 22 mit einer konstanten Geschwindigkeit in Drehung versetzt. Es entsteht somit eine wendelfönnige Rille 46 mit gleichförmiger Ganghöhe in der auf dem Grundteil des Widerstandsrohlings 11 aufgebrachten Widerstandsschicht. Wenn die Rille 46 fortschreitend von dem einen Ende des Widerstandsrohlings 11 zum anderen eingeschnitten wird, wächst der elektrische Widerstandswert des Widerstandsrohlings 11, bis die Wheatstonesche Brücke 37 ins Gleichgewicht kommt und die Ausgangsspannung der Brücke auf Null zurückgeht. Wenn das eintritt, schließt das Relais 39 den Stromkreis der Zylinderspule 32, so daß sich der Anker 33 (Fig. 2) nach oben bewegt. Hierdurch werden der Hebelarm 34, die Arme 19, die Antriebswellen 13, die Futter 12 und der Widerstandsrohling 11 im Uhrzeigersinn vom Schleifrad 22 weg verschwenkt.

Während des Einschneidens der Rille 46 ändert sich das Verhältnis des Widerstandswertes zur Länge des Widerstandsrohlings 11. Wenn die auf dem Widerstandsrohling 11 aufgebrachte Schicht gleichmäßig ist und wenn andere Größen, wie die Steigung der wendeiförmigen Rille 46, die Temperatur des Widerstandsrohlings 11 und die Geschwindigkeit des Einschneidens der Rille 46, konstant sind, wird diese Änderung des Widerstandswerts pro Längeneinheit konstant, d. h. linear sein. Wenn aber die aufgebrachte Schicht des Widerstandsrohlings 11 bei

sonst gleichbleibenden Bedingungen nicht gleichmäßig ist, wird die Änderung des Widerstandswerts pro Längeneinheit nicht konstant, d. h. nicht linear sein. Eine derartige nicht konstante Änderung wird durch das Differenziernetzwerk 42 festgestellt, das über die Wheatstonesche Brücke 37 mit dem Widerstandsrohling 11 verbunden ist. Wenn das Differenziernetzwerk 42 eine nicht konstante Änderung feststellt, wird ein Signal erzeugt und zum Verstärker 43 geführt, der seinerseits ein Signal zur Widerstands-Ausscheidungseinrichtung 44 gibt, das bewirkt, daß der fehlerhafte Widerstandsrohling aussortiert wird. Auf Wunsch kann an den Ausgang des Verstärkers 43 eine Registriereinrichtung 45 angeschlossen werden, um eine Registrierung der Widerstände mit nicht gleichmäßig aufgebrachten Schichten vorzunehmen. Die Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung in rechtwinkligen Koordinaten des Widerstandswerts in Abhängigkeit von der Länge des Widerstandsrohlings 11. Wenn der Widerstandsrohling 11 von einem Ende zum anderen gerillt wird und die aufgebrachte Schicht gleichmäßig ist, ist die Widerstandsänderung je Längeneinheit des Widerstandsrohlings 11 konstant und entspricht der ausgezogenen geraden Linie 47. Wenn aber die aufgebrachte Schicht nicht gleichmäßig ist, ist die Widerstandsänderung je Längeneinheit nicht konstant; eine solche Änderung ist durch die gestrichelte Kurve 48 dargestellt. Die Zahlen 49 kennzeichnen die dünnen Stellen in der aufgebrachten Schicht, während die Zahl 51 das Auftreten einer dicken Stelle in der Schicht angibt. Das Differenziernetzwerk 42 stellt also eine Änderung der Neigung der Widerstandskurve in Abhängigkeit von der Länge des Widerstandsrohlings 11 fest.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Prüfen von Kohleschichtwiderständen auf Unregelmäßigkeiten der Schicht, die auf einem Nichtleiter, vorzugsweise einem keramischen Körper aufgebracht ist und durch teilweise Abtragung derselben auf einen bestimmten Widerstandswert gebracht wird, dadurch ge kennzeichnet, daß während des Abtragungsvorgangs Änderungen des Widerstandswertes je Längeneinheit, abhängig von der Geschwindigkeit der Abtragung, erfaßt und diejenigen Widerstände ausgeschieden werden, deren Widerstandswert sich nicht gleichmäßig mit der Abtragungsgeschwindigkeit ändert.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand an ein elektrisches Differenziernetzwerk angeschlossen ist, das die Geschwindigkeit mißt, mit der der Widerstandswert während der teilweisen Abtragung der Kohleschicht zunimmt, und daß an den Ausgang des Differenziernetzwerks eine Einrichtung angeschlossen ist, die den Widerstand beim Auftreten ungleichmäßiger Änderungen des Widerstandswertes aussortiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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