DE3322484C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Widerstandsteil eines Schiebewiderstandes, bei welchem eine Filmwiderstands­ schicht eine Hauptwiderstandsschicht aufweist, die mit einem Isolierstoffträger verbunden ist und von einer Schutzwiderstandsschicht vollständig überdeckt ist, wobei die Schutzwiderstandsschicht einen größeren Schichtwiderstandswert als die Hauptwiderstandsschicht hat.

Ein derartiges Widerstandsteil eines Schiebewider­ standes ist aus der DE-AS 14 65 205 und aus der CH-PS 3 19 742 bekannt.

Das Widerstandsteil gemäß der DE-AS 14 65 205 besteht aus einem isolierenden Träger mit einer Widerstands­ schicht aus einer Nickel und Chrom enthaltenden Legie­ rung und einer auf dieser liegenden Metalldeckschicht. Das wesentliche dieses bekannten Widerstandsteils be­ steht darin, daß die Widerstandsschicht aus einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung und die Metalldeckschicht aus Platin, Rhodium oder Iridium besteht.

Die Widerstandsschicht hat einen Widerstand von 500 bis 20 000 Ohm (einen Schichtwiderstand von 21,7 bis 870 Ohm pro Flächeneinheit) und eine Dicke von 100 bis 2000 Å. Die Metalldeckschicht besitzt einen Schichtwiderstand von 8000 bis 13 000 Ohm pro Flächeneinheit und eine Dicke von 100 Å oder weniger und wird auf der Grundlage eines Vakuumniederschlagverfahrens auf einem Isolier­ stoffträger aufgebracht. Dieses bekannte Widerstands­ teil mit der genannten Schichtzusammensetzung ist je­ doch relativ empfindlich gegenüber Feuchtigkeitsschwan­ kungen und der Widerstandswert kann beispielsweise bei hoher Feuchtigkeit um +10,0% schwanken.

Bei dem Widerstandsteil nach der CH-PS 3 19 742 ist ein Schichtwiderstand zusätzlich mit einer elektrisch lei­ tenden Schutzschicht überzogen, um den Schichtwider­ stand, der von einem Schleifer beaufschlagt wird, gegen Abrieb zu schützen. Das Material für die Schutzschicht muß dabei einen höheren spezifischen elektrischen Wi­ derstand besitzen als das für die Widerstandsschicht verwendete Material. Die Schutzschicht kann hierbei aus einem Halbleiter oder aus Stoffen geringer elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Der Schutzwiderstand ist bei dieser bekannten Konstruktion ferner auch vollständig mit der Schutzwiderstandsschicht überdeckt.

Aus der US-PS 41 23 741 ist ein Widerstandsteil eines Schiebewiderstandes bekannt, dessen Schutzwiderstands­ schicht aus einem abriebfesten Material aus Carbonharz besteht.

Aus der DE-OS 26 51 571 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung einer abriebfesten Widerstandsbahn für regelbare niederohmige Widerstände bekannt. Gemäß diesem bekann­ ten Verfahren wird auf einer niederohmigen Widerstands­ schicht mit geringem Glasanteil eine hochohmige Wider­ standsschicht mit Metalloxiden und großem Glasanteil gedruckt und eingebrannt, wobei der Schleifer des Wi­ derstandes auf der hochohmigen Widerstandsschicht glei­ tet. Durch diese Schichtstruktur wird zwar eine sehr große Abriebfestigkeit gegenüber dem Schleifer er­ reicht, jedoch ergibt sich dabei ein vergleichsweise hoher Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Wider­ standsteil eines Schiebewiderstandes der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß es eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Abrieb aufweist.

Ausgehend von dem Widerstandsteil der eingangs defi­ nierten Art wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Lösungsvorschlag erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schutzwiderstandsschicht aus Silberpulver oder Nickelpulver sowie einem thermisch aushärtbaren Harz besteht.

Gemäß einem zweiten Lösungsvorschlag wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schutz­ widerstandsschicht aus einem Pulver eines der Edelme­ talle Gold, Paladium oder Silber und einem Pulver der Metalle Kupfer oder Nickel sowie einer Glasschmelzmasse besteht.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie a-a′ in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbei­ spiel mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 4 und 5 Schnitte nach den Linien b-b′ und c-c′ in Fig. 3.

Das Widerstandsteil mit Merkmalen nach der Erfindung ist zweischichtig aufgebaut, und der Gesamtwiderstand der filmartigen Widerstandsschichtstruktur ist die Summe der Film­ widerstände der Hauptwiderstandsschicht und der Schutz­ widerstandsschicht. Da der Widerstandswert der Haupt­ widerstandsschicht kleiner als der Widerstandswert der Schutzwiderstandsschicht ist, dominiert ersterer im Gesamtwiderstandswert der Widerstandsschichtstruktur. Die Hauptwiderstandsschicht ist zudem durch die Schutzwi­ derstandsschicht abgedeckt, so daß sie gegenüber von außen wirkenden Kräften geschützt ist.

Eine Metalldünnfilmwiderstandsschicht, die ja bekanntlich sehr gute Eigenschaften hinsichtlich des Widerstandstempe­ raturkoeffizienten hat, ist als Hauptwiderstandsschicht eingesetzt.

Fig. 1 in Draufsicht und Fig. 2 als Querschnitt entlang der Linie a-a′ in Fig. 1 zeigen einen Isolierstoffträ­ ger 1 , Kupferelektroden 2 und eine Filmwiderstandsschicht 3, die aus Hauptwiderstandsschicht 31 und Schutzwider­ standsschicht 32 besteht. Im Gebrauch gleitet ein (nicht gezeigter) Abgriffgleiter über die Oberfläche der Schutz­ widerstandsschicht 32. Damit kommt über die Schutzwider­ standsschicht 32 eine elektrisch leitende Verbindung zwi­ schen Abgriffgleiter und Hauptwiderstandsschicht 31 zu­ stande, und da die Schutzwiderstandsschicht 32 äußerst dünn ist, ist ihr Widerstand senkrecht zur Schichtebene vernachlässigbar.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen in Draufsicht bzw. in Schnit­ ten nach den Linien b-b′ und c-c′ ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel mit Merkmalen nach der Erfindung mit einem Isolierstoffträger 1, einer Elektrode 2, einer Widerstandsschicht 3, einer Gleiterabgriff-Schiene 4 und Befestigungslöchern 5.

Aus Fig. 4 sind die Hauptwiderstandsschicht 31 und eine Schutzwiderstandsschicht 32 und ferner ein durch Plattierung auf der Oberfläche der Abgriffgleiter- Schiene angebrachter Goldfilm 41, eine Kupferfolie 42 und eine Hauptwiderstandsschicht 43 erkennbar. Fig. 5 zeigt einen durch Plattierung auf der Oberfläche der Elektrode 2 aufgebrachten Goldfilm 21, eine Kupferfolie 22 und die Hauptwiderstandsschicht 23. Der Isolierstoff­ träger 1 kann ein Plättchen aus Keramik, Glas, einem Glas-Epoxidharzlaminat, einem Papier-Epoxidharzlaminat oder einem Papier-Phenolharzlaminat sein.

Die Hauptwiderstandsschicht besteht aus einem elektri­ schen Widerstandsmaterial mit einer Dicke von 0,01 bis 7 µm und einem Schichtwiderstand von 5 Ohm je Flächen­ einheit bis 30 Kiloohm je Flächeneinheit. Die Hauptwi­ derstandsschicht ist als Metalldünnfilmwiderstand ausgeführt, der durch Elektroplattierung nicht-elektrolytisches Plattieren, im Kathodenzerstäubungsverfahren, durch Vakuum­ aufdampfen oder einem chemischen Aufdampfverfahren aufge­ bracht ist. Die Schutzwiderstandsschicht besteht aus einem elektrischen Widerstandsmaterial mit einer Dicke von 10 bis 30 µm und einem Schichtwiderstand von 100 Ohm je Flächeneinheit bis 300 Kiloohm je Flächeneinheit. Die Schutzwiderstandsschicht besteht aus einem abriebfesten Material und wird aus einer Paste hergestellt, die Silberpulver oder Nickelpulver und ein thermisch aushärtendes Harz, wie Epoxidharz oder Polyimidharz, ent­ hält, oder aus einer Paste, in der eines der Metalle Gold, Silber oder Palladium, sowie ein Grundmetall, wie Nickel oder Kupfer und Glasstaub enthalten sind. Das Material wird durch Aufdrucken und Aushärten aufgebracht.

Es ist nötig, daß der Flächenwiderstand der Schutzwi­ derstandsschicht größer als der der Hauptwiderstands­ schicht ist. Vorzugsweise ist der erstere Widerstands­ wert das 5- bis 300fache des letzteren.

Der Widerstandswert des Schiebewiderstandes gemäß der Er­ findung bildet sich aus der Summe der Widerstandswerte der Hauptwiderstandsschicht 31 und der Schutzwiderstands­ schicht 32. In einer Schichtenkombination, in der der Schichtwiderstandswert der Schutzwiderstandsschicht das 100fache desjenigen der Hauptwiderstandsschicht beträgt, ist der Unterschied zwischen dem Gesamtwiderstandswert und dem Widerstandswert der Hauptwiderstandsschicht etwa 1%. Der Widerstandswert der Hauptwiderstandsschicht be­ stimmt also praktisch den Widerstandswert des Schiebe­ widerstandes.

Die Eigenschaften der Schutzwiderstandsschicht, wie ihr Widerstandstemperaturkoeffizient, die Lebensdauer, die Feuchtigkeitssicherheit, ihre Festigkeit bezüglich Wärme­ schocks, beeinflussen die Eigenschaften des Schiebewider­ standes vernachlässigbar, so daß die äußeren Eigenschaf­ ten des Schiebewiderstandes praktisch durch die Eigen­ schaften der Hauptwiderstandsschicht bestimmt sind. Damit können Teile für Schiebewiderstände hergestellt werden, die die gewünsch­ ten elektrischen Widerstandseigenschaften haben und dem Abgriffgleiter sehr gute mechanische Widerstandsfähigkeit entgegensetzen.

Claims (5)

1. Widerstandsteil eines Schiebewiderstandes, bei wel­ chem eine Filmwiderstandsschicht eine Hauptwider­ standsschicht aufweist, die mit einem Isolierstoff­ träger verbunden ist und von einer Schutzwider­ standsschicht vollständig überdeckt ist, wobei die Schutzwiderstandsschicht einen größeren Schichtwi­ derstandswert als die Hauptwiderstandsschicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzwiderstandsschicht (32) aus Silberpulver oder Nickelpulver sowie einem thermisch aushärtbaren Harz besteht.

2. Widerstandsteil eines Schiebewiderstandes, bei wel­ chem eine Filmwiderstandsschicht eine Hauptwider­ standsschicht aufweist, die mit einem Isolierstoff­ träger verbunden ist und von einer Schutzwider­ standsschicht vollständig überdeckt ist, wobei die Schutzwiderstandsschicht einen größeren Schichtwi­ derstandswert als die Hauptwiderstandsschicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzwiderstandsschicht (32) aus einem Pulver eines der Edelmetalle Gold, Paladium oder Silber und einem Pulver der Metalle Kupfer oder Nickel sowie einer Glasschmelzmasse besteht.

3. Widerstandsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwiderstandsschicht eine Dicke von 0,01 bis 7 µm und einen Schichtwiderstandswert von 5 Ohm je Flächeneinheit bis 30 Kilo-Ohm je Flächeneinheit aufweist.

4. Widerstandsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzwiderstandsschicht (32) eine Dicke von 10 bis 30 µm und einen Schichtwiderstand von 100 Ohm/Flä­ cheneinheit bis 300 Kilo-Ohm/Flächeneinheit auf­ weist.

5. Widerstandsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtwiderstandswert der Schutzwiderstandsschicht (32) 5 bis 300mal so groß wie derjenige der Hauptwiderstandsschicht (31) ist.