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Potentiometer mit auf einer isolierenden Unterlage aufgetragener Widerstandsschicht
Für Rundfunkempfangsapparate und andere Einrichtungen zur Nachrichtenübermittlung
sowie auf ;andere Gebieten der Elektrotechnik werden häufig Potentiometer verwendet.
Diese besitzen entweder eine Widerstandsdrahtwicklung oder auf einer isolierenden
Unterlage als Widerstand eine schlecht leitende Schicht. Die Schicht kann z. B.
aus Lack bestehen, dem durch Zumischen von Ruß oder Graphit eine gewisse Leitfähigkeit
gegeben wird. Meist besitzen solche Schichten flächenhafte Ausdehnung und können
z. B. durch Katho-denzerstäubung oder nach anderen Verfahren auf der isolierenden
Unterlage aufgetragen werden. Als Unterlagt werden häufig Ringscheiben oder Zylinderstücke
benutzt, die auf einer Seite mit der Widerstandsschicht überzogen sind. Diese Ringscheiben
sind nicht vollkommen geschlossen, sondern besitzen :eine keilförmige Aussparung.
An den beiden Enden der nicht geschlossenen Ringscheibe sind die Anschlußelektroden
für die Widerstandsschicht .angebracht. Diese können z. B. durch Anbringen schmaler
Streifen eines gut leitenden Materials auf der Unterlage hergestellt werden.
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Bei der Herstellung von Potentiometern mit einer schlecht leitenden
Widerstandsschicht ergeben sich Schwierigkeiten, wenn ein verhältnismäßig geringer
Gesamtwiderstand verlangt wird. Die Schichtdicke muß nämlich dann verhältnismäßig
stark gemacht werden, wobei häufig die Gefahr des, Abblätterns der Schicht von der
Unterlage eintritt. Andererseits könnte die Leitfähigkeit der Lacklösung durch Erhöhung
des Ruß- oder Graphitgehalts verbessert werden. Die hachrußhaltigen Lacke zeigen
jedoch ebenfalls den Nachteil, daß beim Einbrennen auf den isoh@erenden Trägerkörper
Rißbildungen und Abblätternerfolgen.' Ein weiterer Übelstand bei Potentiometern
mit einer schlecht leibenden Widerstandsschicht besteht darin, daß sich der gewünschte
Widerstandswert nur ungenau einhalten läBt, da sowohl die Schichtdicke als auch
die Leitfähigkeit der Schicht in weiten Grenzen schwanken. Eine Abhilfe kann dadurch
geschaffen werden, daß die Anschlußelektroden mehr oder weniger breit gemacht werden,
so daß die Widerstandsschicht an den Enden auf verschieden großen Strecken berührt
wird. Daraus ergibt sich jedoch der Nachteil, daß *bei den einzelnen Pofientiometern
einer Fabrikation die Widerstandscharakteristiken ganz verschieden voneinander sind.
Diese Maßnahme ist überhaupt nicht anwendbar, wenn ein bestimmter, vom linearen
Verlauf
erheblich abweichender Widerstandsverlauf, z. B. ein annähernd
logarithmischer, gefordert wird. Ein solcher Verlauf wird näm, ]ich durch Aufbringen
von Stücken erhöhter Leitfähigkeit auf der isolierenden Unterlage; die die Widerstandsschicht
auf ihrer Längenausdehnung teilweise begrenzen und z. B. keilförmige Gestalt besitzen,
bewirkt -oder durch Verändern der Schichtdicke oder Schichtbreite. Ebenso können
der Widerstandsschicht teihveiäe Schichten geringerer Leitfähigkeit überlagert werden,
wodurch eine Hinteneinanderschaltung von Schichten verschiedenen Leitwertes erzielt
wird, die die Charakteristik dies Gesamtwiderstandes bestimmt. In ähnlicher Weise
sind auch Potentiometer aufgebaut, deren Widerstandsbahn aus ,einzelnen keilförmig
gestalteten Stücken verschiedenen Leitwertes besteht, die hintereinandergeschaltet
sind. Bei Potentiometern mit in ,der vorstehend beschriebenen Weise abgestimmtem
Widerstandsverlauf würde die Widerstandscharakteristik erheblich geändert, wenn
zur Abstimmung des Gesiamtwiderstande.s die Berührungsbreite der Anschlußelektroden
mit der Widerstandsschicht geändert würde.
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Nach der Erfindung werden diese übelstände bei Potentiometern mit
auf einer isolierenden Unterlage aufgetragener Widerstandsschicht dadurch vermieden,
daß ein aus einem Vollring bestehender isolierender Trägerkörper verwendet wird,
der außer der vom Abnahmekontakt berührten Widers.tands-@schicht zwischen -deren
Anschlußelektroden, also auf dem bisher frei gebliebenen Teil des Trägers, eine
.weitere mehr Moder weniger schlecht leitende Schicht trägt, die einen Nebens.chluß
zur ersteren bildet und zum Abgleich des Potentiometerwiderstandes dient.
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Soll z. B. ein hochohmigas Potentiometer auf einen bestimmten hohen
Wert abgeglichen werden, so ist, damit der Gesamtwiderstand durch die Abgleichung
nicht wesentlich herabgesetzt wird, der Widerstand des Neben-Schlusses mehrmals
größer als der Widerstand der vom Abnehmer berührten Schicht zu bemessen. Ein Potentiometer
dieser Art kann in der Weise hergestellt werden, daß man den ringförmigen Trägerkörper
vollkommen mit einer Widerstandsschicht gleicher Dicke und Zusammensetzung bedeckt.
Darauf werden die Anschlußelektro,den angebracht und dann der Abgleich des Potentiometers.
in der Weise vo=rgenommen, daß der Widerstand der zwischen den Anschluß:elektroden
auf der Unterlage ,angebrachten und bisher bei Potentiometern fehlenden Schiabt
durch Abkratzender teilweises Entfernen des Trägerkörpers an dieser Stelle vergrößert
oder durch Abdecken mit einer gut leitenden Substanz verringert wird. Es kann auch
vor dem Auftragen der schlecht leitenden Schicht ;.auf den ringförmigen Trägerkörper
an der ;:stelle, die vom Nebenschluß später bedeckt .-werden soll, eine Querschnittsverringerimg
des . T rägerkörpers vorgenommen werden, um auf diese Weise zu Herreichen, daß der
Querschnitt der schlecht leitenden Schicht, die den Nieb.enschluß bildet, wesentlich
geringer ist als der vom Abnelur@er bestrichenen Schicht. Der Widerstandswert des
Nebenschlusses wird dadurch mehrfach erhöht gegenüber dem eigentlichen Pütentiometerwide.rstand.
Falls @er noch nicht den erforderlichen Betrag aufweist, kann @er beim Abgleich
des Potentiometers.durch Abkratzen, wie bereits erwähnt wurde, noch weiter verändert
werden.
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Bei P,otentiom@etern, die einen geringen Gesamtwiderstand aufweisen
sollen, kann man bei der Herstellung in der Weise verfahren, daß die vom Abnahmekontakt
bestrichene Schicht eine Dicke erhält, die der von hochohmigen Potentlometern entspricht.
Es wird dann beim Einbrennen das Abblättern vermieden. Der niederohmige Widerstand
des Potentiorneters wird dadurch erzielt, da:ß der Nebenschluß einen Widerstandswert
erhält, der nur einen Bruchteil der vom Abnehmer bestrichenen Schicht beträgt. Zu
diesem Zweck kann auf dem Stück der Widerstandsschicht, das auf dem ringförmige
Trägerkörper für den Nebenschluß vorgesehen ist, eine Schicht eines besser leitenden
Stoffes aufgetragen werden. Andererseits kann auch an .dieser Stelle die Leitfähigkeit
der Widerstandsschicht seine wesentlich andere, also, im vorliegenden Falle bessere,
sein als auf demjenigen Teil, der vom Abnahmekontakt bestrichen wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen, die
in den Fig. i :und 2 .dargestellt sind, noch näher erläutert. Bei ,dem Potentiometer
nach der Fig. i dient eine ringförmige Kreisscheibe i aus Preßspan, B,akelithartpapier
@o. dgl. als Träger für die schlecht leitende Widerstandsschicht 2. Die Anschlüsse
dazu werden durch die gut leitenden Beläge 3 und ¢ gebildet, während als
Ab-
nahmekontakt etwa eine Schleiffeder 5 dient, ,die an einer Achse 6 befestigt
ist und längs der ,gestrichelten Linie 7 die Widerstandsschicht berührt. Dafür kann
jedoch jede andere Kontaktanordnung verwendet werden. Mit 8 ist eine gut leitende
Schicht bezeichnet, die -ebenfalls, auf dem isolierenden Trägerkörper aufgebracht
ist und die schlecht leitende Widerstandsschicht, wie die Fig. i zeigt, längs eines
beträchtlichen Stückes berührt. Durch besondere Ausgestaltung der Berührungskurve
dieser hintereinandergeschalteten Widerstandsschichten können, wie hereit.
s
vorgeschlagen worden ist, die verschiedensten Widerstandscharakteristiken erzielt
werden.
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Der für den Abgleich des Potenti:ometerwiderstandes zwischen den Anschlüssen
3 und 4 vorgesehene Nebenschluß ist mit 9 bezeichnet und bestellt aus einer ebensolchen
schlecht leitenden. Schicht wie die des eigentlichen Potentiometers, die in der
Fig. i mit 2 bezeichnet ist. Ihr Widerstand ist lediglich, wenn ges sich um hochohnvge
Potentiometer handelt, wesentlich größer als der der Schicht 2, was schon daraus
hervorgdht, wie die Fig. i verkennen läßt, daß die von ihr bedeckte Oberfläche des.
Trägerkörpers sehr schmal ist. Anderterseits ist ihr Widerstand sehr gering, wenn
.das Potentiomleter niederohmig sein soll. In diesem Falle wird auf dem für den
Nebenschluß 9 vorgesehenen Stück .des isolierenden Trägerkörpers Beine Schicht besserer
Leitfähigkeit, als die Schicht 2 besitzt, aufgetragen.
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Wie bereits oben erwähnt wurde, kann der schmale, vom Nebenschluß
9 bedeckte Steg gleich beim Anfertigen des isolierenden Trägerkörpers hergestellt
werden, worauf der Trägerkörper vollständig mit der schlecht leitenden Schicht,
die die endgültige Dicke bereits aufweist, bedeckt wird. Zum Abgleich des eigentlichen
Potentiameterwiderstandes ist dann nur noch erforderlich, daß Zusammensetzung oder
Dicke der Schicht auf dem Steg 9 etwas verändert wird, letzteres z. B. durch Abkratzen.
Andererseits kann auch zunächst sein Trägerkörper in Form eines Vollringes mit einer
schlecht leitenden Schicht versehen werden und nachträglich erst durch Ausstanzen
oder Ausschneiden der dünne Steg 9 an der für den Nebenschluß vorgesehenen Stelle
ausgearbeitet werden. Für niederohmige Potentiometer wird, wie hereits @erwähnt
wurde, auf den Steg eine Schicht besserer Leitfähigkeit aufgetragen. Soll der Potentiometerwiderstand
sehr geringe Werte annehmen, so ist auch denkbar, daß an Stelle einer Widerstandsschicht
auf dem Steg 9 eine Wicklung dünnen Widerstandsdrahtes aufgebracht wird.
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In der Fig.2 ist eine andere Ausbildung des neuen Potentiometers dargestellt.
Dort ist die Widerstandsschicht i o, die vom Abnahmekontakt i i berührt wird, auf
dem Mantel .eines Zylinderstückes 12 aus Preßspan 1o..dgl. angeordnet. 13 und 14
bilden die Anschlüsse für das .Potentiometer. Die schraffierte Fläche 15 ist die
im Nebenschluß zur Widerstandsschicht io liegende Abgleichswiderstandsschicht. Bei
diesem Ausführungsbeispiel des Potentiometers nach der Erfindung isst die Oberfläche
des Trägerkörpers für die Verringerung des Widerstandes des Nebenschlusses nicht
verkleinert worden, sondern der Abgleich erfolgt einzig dadurch, daß die Widerstandsschicht
an dieser Stelle durch Abkratzen sehr viel dünner als die Schicht 1 o gemacht worden
ist. Man könnte natürlich ebenso gut wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig.
i die Oberfläche des Trägerkörpers an der für den Nebenschluß vorgesehenen Stelle
verringern, um den Widerstand des Nebenschlusses größer als den der vom Abnahmekontakt
bieistrichenen Schicht zu machen. Bei niederohmigen Potentiometern würde man entsprechend
dem zuerst beschriebenen. Ausführungsbeispiel auf der Oberfläche 15 des Zylinderstückes
eine besser leitende Schicht als die Schicht io auftragen.