-
Verfahren zur Herstellung einer Potentiometer-Widerstandsbahn.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer Potentiometer-Widerstandsbahn auf einem nichtleitenden Träger.
-
Zur Herstellung von Potentiometer-Widerstandsbahnen mit nichtlinearen
Widerstandskurven, wie z .B. logarithmischen und semilogarithmischen Widerstalldskurven
ist es bekannt, die Widerstandsbahn in einige z.B. zwei bis drei Abschnitte mit
unterschiedlichem spezifischen Widerstand zu unterteilen. Bei einem bekannten Verfahren
zur Herstellung von Drehpotentiometern werden die Widerstandsmaterialien durch Aufspritzen,Aufrollen
u.s.w. in Form von zueinander parallelen Streifen, denen es gestattet wird, an ihren
benachbarten Rändern etwas zusammenzufliessen, auf eine Trägerplatte aus isolierendem
Material aufgebracht. Danach wird das Widerstandsmaterial einer Wärmebehandlung
unterworfen.
-
Aus der so hergestellten Widerstandsplatte werden dann die einzelnen
Potentiometer-Widerstandsplatten gestanzt. Es ist einleuch -tend, dass falls kreisförmige
Widerstandsbahnen ausgestanzt werden sollen, nur ganz wenige parallele Widerstandsbahnen
verwendet werden können, da die kreisrunden Widerstandsbahnen sonst zwei Streifenabschnitte
von jedem einzelnen Streifen enthalten werden, oder aber weil die wirksame Bogenlänge
der Widerstandsbahn sehr kurz mit entsprechend kurzem Regelwinkel des Schleifers
sein wird.
-
Wegen der geringen Anzahl Abschnitte, in die die Widerstandsbahn unterteilt
werden kann und die jeder für sich lineare Widerstandsstücke sind, weist die gesamte
Widerstandskurve erhebliche Abweichungen von dem angestrebten z.B. logarithiaischen
Verlauf auf.
-
Um dies zu vermeiden, ist es zum Begradigen der Widerstandskurve
bekannt,
die Widerstandshahn in Form von keilförmigen, sich in Richtung auf den nächstfolgenden
den grösseren Widerstandswert pro Längeneinheit besitzenden Abschnitt verjüngenden
Abschnitten auszubilden, wobei das Schmal-Ende eines Abschnittes das Breit-Ende
des anschliessenclen den grösseren Widerstandswert besitzenden Abschnittes überdeckt.
Die Herstellung einer derartigen Widerstandsbahn ist umständlich und aufwendig,
insbesondere weil das Aufbringen jedes einzelnen keilförmigen Abschnittes für sich
einen bedeutenden Zeitaufwand erfordert, und weil die Keilspitzen sorgfältig und
mit grosser Genauigkeit angeordnet werden müssen, damit insbesondere bei MiniaturXpotentiometern
der bewegliche Schleifer)der übrigens auch mit grösster Genauigkeit montiert werden
muss, nicht seitlich des schmalen Teils des Keils gleiten soll. Ausserdem kann jeder
Keil für sich nur schlecht einen grösseren Regelbereich als 20 dB entsprechend einer
Breite des Schmal-Endes des Keiles von 1/10 der Breite des Breit Endes des Keils
decken. Bei Miniatur¢widerstandsbahnen ist ein so grosser Reyelbereich je Keil jedoch
nicht realistisch, da an den spitzen Keilenden erhebliche Probleme hinsichtlich
Stärke und Verschleiss entstehen werden, falls die Breite hier zu klein wird. Um
für das Potentiometer einen grossen Gesamtregelbereich zu erzielen, inuss daher
eine verhältnismässig grosse Anzahl von Keilen verwendet werden, was natürlich zur
weiteren Erhöhung der Herstellungskosten beiträgt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Widerstandsbahn
zu schaffen, die sich einfach und billig und gleichzeitig mit einem beliebigen Widerstandskurvenverlauf,
wie z.B. einen korrekten logarithmischen Verlauf und spannend über einer beliebigen
Anzahl dB, wie z.B. 40,60,80 oder 100 dB herstellen. lässt, und bei der die Abweichungen
vom gewünschten Kurvenverlauf verschwindend klein sind.
-
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass über eine
Anzahl Rohre kontrollierte Mengen Widerstandsmaterialien in flüssiger Form und je
mit einem vorgegebenen spezifischen Widerstandswert zugeführt und mit solchen c3egenseitisen
Abständen auf den Träger auf gebracht werden, dass benacJibarte Materialr.engen
unter der Einwirkung der Oberfläcllenspannungen der Flüssigkeiten zu einer zusammenhängenden
Bahn zusammenzufliessen vermögen, die
anschliessend einer an sich
bekannten Wäxmebehandlung untcrworfen wird.
-
Da es bei einem solchen Verfahren möglich ist, durch den Einsatz
einer entsprechenden Anzahl Rohre die Widerstandsbahn in eine beliebige Anzahl Abschnitte
zu unterteilen, und da über die einzelnen Rohre der spezifische Widerstandswert
der zugeführten Widerstandsmaterialien leicht in gewünschter Weise geändert werden
kann, z.B. durch Verdünnen oder durch Zugabe von leitfähigem Material, ist es ohne
weiteres verständlich, dass jeder gewünschte Widerstandskurvenverlauf mit jeder
gewünschten Toleranz erzielt werden kann. Durch die somit ermöglichte Unterteilung
der Widerstandsbahn in eine Vielzahl von Abschnitten lassen sich grosse Xnderungen
des Widerstandswertes pro Längeneinheit am Übergang von einem Abschnitt zum nächsten
Abschnitt vermeiden,und da die einzelnen benachbarten Abschnitte so zusammenfliessen,
dass sich die Widerstandsmaterialien teilweise vermischen, ergeben sich überall
längs der Widerstandsbahn kontinuierte änderungen des Widerstandswertes, was zu
guten Signal/Störung-Verhältnissen führt, da bei solchen kontinuierlichen Übergängen
keine Störungszonen zwischen den einzelnen Abschnitten mit unterschiedlichen Widerstandswerten
auftreten.
-
Da sämtliche Teilmengen des WiderstandsmateriaIs gleichzeitig aufgebracht
und unmittelbar zusammenfliessen können, kann die gesamte Widerstandsbahn schnell
und in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden.
-
Während es beim Ausstanzen einer Widerstandsplatte der eingangs erwähnten
allgemein verwendeten Ausführung mit parallelen Streifen von Widerstandsmaterial
leicht zu Kerbbildungen in der Widerstandsbahn kommt, weil das Widerstandsmaterial
sich notwendigerweise ganz bis an den Rand des Trägers erstreckt, wird durch das
erfindungsgemässe Verfahren eine derartige Kerbbildung völlig vermieden, da die
Breite der Widerstandsbahn hier nicht durch die Trägerplattefläche bestimmt wird.
Es versteht sich ferner, dass durch die erfindungsgemasse Widerstandsbahn zur Verwendung
bei einem Drehpotentiometer ein grosser Drehwinkel erreicht werden kann, da keine
herstellungstechnischehBegrenzungen bestehen.
-
Schliesslich sei erwähnt, dass im Gegensatz zur vorgenannten bekannten
Ausführung mit keilförmigen Abschnitten sich eine im.wesentlichen
gleichmässige
Breite der Widerstandsbahn durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielen lässt,
so dass keine Gefahr eines durch kleine Mon tageungenauigke iten verursachten Sçuswanderns
des beweglichen Schleifer über die seitlichen Begrenzungen der Widerstandsbahn hinweg
besteht. Im übrigen lässt sich leicht eine grosse Genauigkeit bei der Anbringung
der Widerstandsbahn erreichen, da die gesamte Bahn auf einmal aufgelegt wird.
-
Bei einer Aus führungs form des erfindungsgemässen Verfahrens werden
Terminalabschnitte aus leitfähigem Material in gleicher Weise wie das Widerstandsmaterial
auf den Träger aufgezwar bracht und,derart, dass das leitfähige Material mit dem
Widerstandsmaterial der Endabschnitte der Widerstandsbahn zusammenzufliessen vermag.
Die Terminale zur Niet- oder Klemnkontaktierung können dabei in demselben Arbeitsgang
wie die Widerstandsbahn hergestellt werden, was zur weiteren Vereinfachung der erstellungsvorga'n
beiträgt.
-
Erfindungsgemäss kann dasselbe Material als Grundinaterial für das
Widerstandsmaterial und Terminalmaterial verwendet werden, wodurch gewährleistet
wird, dass sich ein sicheres Zusammenf liessen und somit eine sichere und einwandfreie
Verbindung zwischen Widerstandsbahn und Terminalen ergeben.
-
Obwohl für das Auftragen des Widerstandsmaterials auf den Träger
Rohre mit verschiedenartigen Querschnittsformen verwendet werden können, werden
nach einer erfindungsgemässen Ausführungsform bevorzugt Rohre mit im wesentlichen
ebenen benachbarten Flächen verwendet, weil dadurch ein schnelles und gleichmässiges
Zusamnienfliessen benachbarter Abschnitte der Widerstandsbahn gewährleistet wird.
-
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt: Figur 1 eine grafische Darstellung von Widerstandskurven in logarithmischer
Skala und Figur 2 eine Ausführungsform einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren
hergestellten Widerstandsbahn.
-
In Figur 1 ist durch die Kurve 1 ein typischer Widerstandskurvenverlauf
eines bekannten logarithmischen Potentiometers gebildet durch drei lineare Abschnitte,
wobei die horizontale Achse den Drehwinkel in linearer Skala und die vertikale Achse
den Widerstand
in loaarithmischer Skala angeben. Wie gezeigt ergibt
sich eine Widerstandskurve mit einem aus einer Anzahl Bögen bestehenden Verlauf.
-
Einen idealen logarithmischen Verlauf zeigt Figur 2, indem die Kurve
eine gerade Linie in der logarithmischen Ahbildung darstellt. Ein solcher Verlauf
kann durch das erfidgsgemässe Verfahren erreicht werden.
-
Die in Figur 2 dargestellte Widerstandshahn eines Drehpotentiometers
besteht aus einer ausgestanzten Grund- und Trägerplatte 3 aus isolierendem Material,
die ein gestanztes zentrales Loch 10 und zwei kleine ebenfalls ausgestanzte Löcher
4 und 5 zur Aufnahme von Niet- oder Klemmkontakte aufweist. Eine Widerstandsbahn
6 ist auf die Trägerplatte aufgetragen und weist an ihren Enden Kontaktierungsterminale
7 und 8 aus einem gut leitfähigen Material auf, dass die Löcher 4 und 5 umgibt,
und in Verbindung mit der Widerstandsbahn steht.
-
Die Widerstandsbahn 6 selbst, deren Begrenzungsräder durch schwach
gewelite Linien gezeigt sind, bestehen je aus einer Vielzahl von Abschnitten je
mit einem gewünschten Widerstandswert pro Längeneinhcit die bei einem logarithmischen
Potentiometer logarithmisch zunehmende Widerstandswerte haben.
-
Die Widerstandsbahn 6 und die Terminale 7 und 8 sind durch tropfenweises
Absetzen von flüssigem Widerstandsmaterial bzw. leitfähigem Kontaktmaterial mittels
einer Anzahl dicht aneinander stehende Rohre gebildet, deren Ende oder Stehfläche
bei 9 beispielsweise durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Obwohl die Konturen
der gezeigten Rohrenden gegeneinander wendende ebene Flächen aufweisen1 können auch
Rohre mit völlig kreisrunder oder z.B. quadratischer Kontur verwendet werden. Die
Rohre stehen in Verbindung mit Behältern für die verwendeten Materialien, und die
Regelung des Auftragens auf die Trägerplatte kann zweckmässig durch gemeinsames
Regeln des Druckes über das in den Behältern befindliche,flüssige Material verfolgen.
Beim tropfenweisen Auftragen der Materialien fliessen diese zusammen, so dass eine
Ausglättung des spezifischen Widerstands an den Übergängen zwischen den benachbarten
Tropfen erfolgt. Dasselbe ist der Fall am Übergang von der Widerstandsbahn zu den
Terminalen.
-
Bei der praktischen Verwendung des erfindungsgemässen
Verfahrens
wurde zur Herstellung von Rohlewiclerstandsbahnen Kohlenstoff auf termohärtender
Lackbasis in verschiedenen Verdünnungen längs der Bahn verwendet, wobei am niederohmigen
Ende Silber zugefügt wurde, und die Terminale aus einer S7 lberbeschi.ch .~ tung
auf gleicher Lackbasis wie die Widerstandsbahn hergestellt wurden.
-
Der Vorgang bei der erstellung der Potentiometer-Widerstandsbahn
kann zweckmässig derart erfolgen, dass in einer länglichen Trägerplatte zunächst
ein zentrales Loch 10 und die beiden kleinen Löcher 4 und 5 gestanzt werden. Die
Löcher werden danach als Richtpunkte für die Anordnung der Kohlebahn und die Terminalbeschichtung
verwendet. Nach deren Auftragung wird sie einer Wärmebehandlung unterzogen, um den
Lack zu härten. Schliesslich wird die gesamte Bahn aus der Grundplatte ausgestanzt.
-
Obwohl in der Zeichnung eine kreisrunde potentiometer.-Widerstandsbahn
dargestellt ist, kann das erfindungsgemässe Verfahren natürlich ebenso gut zur erstellung
von z.B. länglichen Sch iebepotentiome tern verwendet werden.
-
Das beschriebene Verfahren ist nicht auf bestimmte Abmessungen beschränkt,
aber ist jedoch besonders verwendbar für die Herstellung von Miniaturfpotentiometern,
wobei die Rohre zuia Auftragen des Widerstandsmaterials einen Durchmesser einer
Grössenordnung von z.B. 0,5 mm und das gesamte Potentiometer einen Durchmesser von
5 mm haben können.