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Verfahren zum Herstellen von aus metallisierten Isolierstoffbändern
bestehenden elektrischen Widerständen mit vorgegebenen Widerstandswerten Es ist
bereits bekannt, zur Erzeugung hoher Widerstände auf verhältnismäßig kleinem Raum
eine Widerstandsschicht in Mäanderform auf einem isolierenden -Trägerkörper herzustellen.
Man brachte zu diesem Zweck auf einen vorzugsweise runden oder elliptischen Stab
aus Isolierstoff eine zusammenhängende leitende Schicht auf, von welcher dann ein
Teil längs einer Schraubenlinie entfernt wurde. Zur Erzeugung des Mäanders, der
dazu dienen sollte, die Induktivität dieser Anordnung zu verringern, unterbrach
man die Schraubenlinie bei jedem zweiten Gang und entfernte die Widerstandsschicht
außerdem längs einer Erzeugenden des Trägerkörpers, die durch die Unterbrechungsstellen
der Schraubenlinie ging. Man erreichte auf diese Weise, daß der Strom abwechselnd
je-eine. Windung rechtsläufig, die nächste aber linksläufig durchs strömte und erhielt
so einen induktionsfreien hochohmigen Stabwiderstand.
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Dieses Verfahren war jedoch sehr umständlich und teuer, und zur Herstellung
von Widerständen mit möglichst gleichbleibenden Werten waren Präzisionsschleifwwerkzeuge
erforderlich. Nach einem weiteren bekannten Verfahren wurden daher elektrische Widerstände
aus metallisierten Isolierstoffbändern, beispielsweise metallisiertem Papier, hergestellt,
wobei der Metallüberzug aufgespritzt oder aufgewalzt sein konnte. Auch das Aufdampfen
der Widerstandsschicht ist bereits bekannt. Bei der Verwendung derartigen Metallpapiers
für Widerstände ist es angenehm,.wenn es in vorgegebenen Abschnitten von bestimmten
Widerstandswerten zur Verfügürig afeht, =deren jeweilige Grenzen durch
besondere
Marken o. dgl. gekennzeichnet sind, was beispielsweise durch ein Fortlassen der
Mäandrierung in der aufgedampften Metallschicht geschehen kann. Es ist auch möglich,
die einzelnen Widerstandsabschnitte durch Strecken nicht metallisierten Papiers
voneinander zutrennen. Diese nicht metallisierten Teile des Papierbandes können
bei entsprechender Länge auch an Stelle der sonst . besonders aufgewickelten Schutzhülle
verwendet werden.
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Es ist weiterhin wichtig, bei der Verwendung derartiger Widerstände
aus metallisiertem Papier eine einwandfreie Metallverbindung mit den Stromzuführungen
herzustellen, was bei Metallschichten von geringer Dicke (bei den verwendeten Widerständen
handelt es sich vorzugsweise um Metallschichten von weniger als i az Dicke) mit
gewissen Schwierigkeiten verbunden ist. Bei der Herstellung von Widerständen aus
metallisierten Isolierstoffbändern ist es weiterhin wichtig, an den Ableitungsstellen
die Dicke der Metallschicht zu verstärken, was an sich ebenfalls bekannt ist, jedoch
zweckmäßigerweise selbsttätig mit der Herstellung der einzelnen Widerstandsabschnitte
verbunden wird.
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Die Herstellung von solchen bekannten aus metallisierten Isolierstoffbändern
bestehenden elektrischen Widerständen mit vorgegebenen Widerstandswerten, deren
leitende Schichten die Form von Mäandern haben, wird nun gemäß der Erfindung so
vorgenommen, daß auf einem nicht leitenden Trägerband, insbesondere aus Papier,
zwei nebeneinander angeordnete Mäander erzeugt werden, deren Anfänge leitend miteinander
verbunden sind, und daß der Widerstand der beiden über ihre Anfänge hintereinandergeschalteten
Mäander während ihrer Erzeugung fortlaufend mittels eines durch sie über zwei nebeneinanderliegende,
jeweils mit einem der Mäander Kontakt machende Kontaktorgane, vorzugsweise Rollen,
hindurchgeführten elektrischen Stromes gemessen wird. Dabei wird vorteilhaft bei
Erreichen des Sollwertes unter Berücksichtigung der verschiedenen Konstanten der
Herstellungsapparatur eine Marke bzw. ein Kennzeichen auf dem Widerstandsstreifen
erzeugt, was beispiels-«-eise durch Fortfallen der Mäanderbedrukkung und/oder durch
Abschalten des Metalldampfstrahles erfolgen kann.. Es gehört weiterhin zum Wesen
der Erfindung, daß etwa durch Vergrößerung bzw. Verbreiterung des Metalldampfstrahles
in der Bewegungsrichtung des Isolierstoffbandes am Anfang und am Ende des Widerstandsabschnittes
eine dickere Metallschicht auf das Trägerpapier aufgebracht wird, wobei der Mäander
beim Fortfall des Bedruckens an den Enden der einzelnen Widerstandsabschnitte schließlich
in eine zusammenhängende Metallschicht übergeht.
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Es war schon bekannt, Widerstände durch Aufsprühen von Metall oder
Graphit auf endlose Isolierstoffbänder herzustellen und den Widerstand während der
Herstellung durch einen über zwei hintereinanderlaufende Rollen zu- bzw. abgeführten
Strom zu "nessen. Aus dem gemessenen Widerstand, der bei einem endlosen Band aus
dem Widerstand zweier Stromzweige sich zusammensetzte, konnte der Gesamtwiderstand
des auf diese Weise hergestellten endlosen Widerstandsbandes ermittelt werden. Zur
Herstellung von einzelnen Widerstandselementen auf einem fortlaufenden Band konnte
dieses Verfahren nicht verwendet werden, weil durch zwei hintereinanderlaufende
Rollen der Meßstrom nicht so geführt werden konnte, daß er den Gesamtwiderstandswert
des jeweils herzustellenden Widerstandselementes während der Herstellung laufend
angab. Die Messung des Widerstandswertes des Belagstückes zwischen den zwei Rollen
genügt nicht, um stets gleichbleibende Widerstandselemente herstellen, d. h. die
Länge des Widerstandsbelages richtig begrenzen zu können.
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Durch die Erfindung wird die Herstellung v=on solchen einzelnen, stets
gleichbleibendon Widerstandselementen ermöglicht. In der Zeichnung ist an einem
Ausführungsbeispiel die Herstellung eines Widerstandsbandes nach dem neuen Verfahren
zeichnerisch dargestellt, bei welchem zwischen den einzelnen Widerstandsabschnitten
Strecken nicht metallisierten Papiers verbleiben. Im einzelnen zeigen Abb. i einen
Teil des Trägerbandes mit gebrachtem Widerstand von vorgegebener Größe, Abb. 2 eine
schematische Seitenansicht der für .die Herstellung der Widerstände dienenden Apparatur
und Abb.3 eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung.
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Zur Ausübung des Verfahrens werden statt des bekannten Mäanders, der
die ganze Breite des mit ihm versehenen Isolierstoffträgers einnimmt, auf das Trägerpapier
i, welches in bekannter Weise beiderseitig oder auch nur an der den Metallbelag
erhaltenden Seite mit einem Lack oder lackähnlichen Isolierstoff überzogen sein
kann, zwei nebeneinanderliegende Mäander 2 und 3 aus einem Metallniederschlag aufgebracht.
Der Trennungsstrich q. zwischen den beiden Mäandern wird, genau so wie der Mäander
selbst, durch Bedrucken mit einem im Vakuum und/oder bei höherer Temperatur Dampf
abgebenden
Stoff, beispielsweise einem Fett, hergestellt. Wird die
Druckwalze während des Bedampfens vom Papier abgehoben, so hört der Mäander auf,
und gleichzeitig verschwindet der Trennungsstrich .4 zwischen den beiden Mäandern.
Es bildet sich alsdann eine in ihrer Breite der Seitenbegrenzung des Dampfstrahles
entsprechende, in sich zusammenhängende Metallschicht 5, deren Länge durch Abschalten
des Dampfstrahles begrenzt wird.
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In der im Vakuum arbeitenden Herstellungsapparatur (vgl. Abb. 2) wird
das Trägerpapier i von einer Vorratsrolle entnommen und durch die die Geschwindigkeit
regelnden, einander gegenüberliegenden Antriebsrollen 7 und 8 bzw. 9 und io der
Druckvorrichtung 11A2 sowie der Bedampfungsanlage zugeführt. Hinter den Rollen 7
und 8 ist die Druckrolle i i mit der ihr gegenüberliegenden Gegenrolle 12 angebracht.
Die Druckrolle i i kann in an sich bekannter Weise.von einer nicht gezeichneten,
das Druckmittel übertragenden Vorratsrolle ständig mit der erforderlichen Menge
des Druckmittels versehen werden. Die Druckrolle i i ist an dem um die Achse 14
schwenkbaren Hebel 13 aufgehängt.
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Während des Druckens wird die Druckrolle i i durch einen nicht gezeichneten
Elektromagneten oder ein anderes vorzugsweise elektrisch betätigtes Hilfsmittel
mit dem erforderlichen Anpreßdruck gegen das über die Gegenrolle 12 laufende Trägerpapier
i gedrückt. Beim Aussetzen des Anpreßdruckes verläßt die Druckrolle i i selbsttätig
das Papier. Für die normale Bedampfung wird der Schieber 15 vor die Öffnung 16 des
Metalldampfofens 17 durch ein elektromagnetisches Organ geschoben, so .daß die Offnung
auf einen geeignet schmalen Spalt verengt wird. Bei Fortfall der auf den Schieber
15 wirkenden Kraft wird die Öffnung des Metalldampfofens in der Längsrichtung des
zu metallisierenden Papiers entsprechend verbreitert und die Dicke der aufgedampften
Metallschicht entsprechend erhöht.
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Nachdem das Trägerband i bei seiner in Richtung des Pfeiles fortschreitenden
Bewegung die Düse 16 des Metalldampfofens 17 verlassen hat, gelangt- sie an die
Kontaktrollen 18, welche das Band i gegen die Gegenrolle i9 drücken und, an diesen
Stellen die Mäander :2 und 3 berühren. Die Breite der Kontaktrollen 18 ist. so bemessen,
daß sie etwa der Breite der Mäander 2 und 3 entsprechen _(vgl. Abb. 3); über die
beiden Rollen 18 wird dem an ihnen vorbeigeleiteten mäanderierten Widerstand Strom
aus der Batterie 2o zugeführt, dessen Stärke durch den Ausschlag des Zeigers 21
des Meßinstrumentes 22 laufend gemessen wird. Zu Beginn der Messung ist der Widerstand
verhältnismäßig gering, und der Zeiger 21 .des Meßinstrurnentes 22 zeigt bei der
entsprechend großen Stromstärke einen verhältnismäßig großen Ausschlag. An derjenigen
Stelle der Skala, welche dem der gewünschten Größe des Widerstandes entsprechenden
Strom entspricht, ist ein einstellbarer Kontakt 23 angebracht, welcher mit einem
Stromkreis 2q. der Batterie 25 und einem in diesem Stromkreis liegenden Relais 26
in Verbindung steht. Der Stromkreis 2,4 kann durch den Zeiger 21, sobald dieser
den Kontakt-23 berührt, geschlossen werden, in welchem Falle durch Betätigung des
Relais 26 der Stromkreis 27 der Batterie 28 geöffnet wird. Im Stromkreis 27 liegt
der Elektromagnet für die Anpressung der Druckrolle i i sowie der Elektromagnet,
welcher den Schieber 15 in der einen normal schmalenAustrittsschlitz an dem Dampfofen
17 bewirkenden Stellung hält.
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Ist beim Vorbeirollen des Papierstreifens i der gewünschte Widerstandswert
erreicht oder wird der Widerstandsmäander durch irgendeine Störung oder einen Werkstoffehler
unterbrochen, so berührt der Zeiger 21 infolge des Stromabfalls den Kontakt 23 und
schließt damit den Stromkreis 2¢. Das dadurch mit Strom versorgte Relais 26 öffnet
den Stromkreis 27. Durch Stromloswerden der in diesem Kreise liegenden Elektromagnete
wird die Druckrolle i i abgehoben und der Schieber-i 5 geöffnet.
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Durch die dabei eintretende Verbreiterung der Austrittsdüse des Metalldampfofens
17 wird die Dicke des Metallniederschlages vergrößert, und der dadurch verdickte
Mäander geht schließlich, sobald die nicht mehr bedruckte Stelle des Papiers vor
die Metalldampfdüse gelangt, in einen zusammenhängenden, verhältnismäßig dichten
Metallniederschlag über.
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Sobald dieser massive und dicke Metallbelag zwischen. die Rollen 18
gelangt, wird der Widerstand zwischen diesen Rollen, da der Strom jetzt den direkten
Weg durch den dicken Metallniederschlag nimmt, sehr gering. Das Meßinstrument 22
zeigt demzufolge einen hohen Stromwert an, so daß der Zeiger 2i an den auf der rechten
Seite der Skala sitzenden Kontakt 30 gelangt. Dadurch wird ein weiterer nicht
gezeichneter Stromkreis geschlossen, welcher, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
von geeigneten Relais o. dgl., dazu dient, die Öffnung 16 des Dampfofens 17 durch
einen zweiten Schieber 29 vollständig abzuschließen. Die Folge davon ist, daß das
Papier von diesem Zeitpunkt an ohne Metallbelag bleibt.
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Durch einen beliebigen Mechanismus, der beispielsweise durch die Antriebsrollen
nach
Ablauf eines vorgegebenen Stückes nicht metallisierten Papiers
betätigt werden kann, wird zu Beginn der Herstellung des nächsten Widerstandsabschnittes
der Schieber 29 wieder zurückgeschoben, so daß aus der verbreiterten Öffnung 16
des Dampfofens 17 ein dichter Metalldampfstrahl gegen den Papierstreifen i gerichtet
wird und hier wieder ein denAnfang des neuenWiderstandsabschnittes bildender zusammenhängender
Metallniederschlag entsteht. Durch den während der Zeit des Nichtbedampfens an dem
Kontaltt 23 anliegenden Zeiger 2i des Meßinstrumentes 22 ist über das Relais 26
der Stromkreis 27 unterbrochen. Die Druckrolle i i liegt also während dieser Zeit
nicht an dem Papierband i an, und der Schieber 15 gibt eine breite Austrittsöffnung
16 des Metalldampfofens 17 frei. Daher bildet sich, sobald der Schieber 29 am Schluß
einer Nichtbedampfungsperiode den Austritt des Metalldampfstrahles auf dem Papierstreifen
i freigibt, auf diesem zunächst ein verhältnismäßig dichter zusammenhängender Metallniederschlag.
Sobald dieser geschlossene Metallniederschlag mit verhältnismäßig geringem Widerstand
an die Kontaktrollen 18 gelangt, fließt über sie ein verhältnismäßig hoher Strom
durch das Meßinstrument 22. Die Folge davon ist, daß der Zeiger:i den Kontakt 23
verläßt und durch Stromloswerden des Relais 26 der Stromkreis 27 wieder geschlossen
wird. Es ist durch hier nicht näher auszuführende Mittel, z. B. Verzögerungsrelais
o. dgl., dafür Sorge getroffen, daß durch den vorübergehenden Anschlag des Zeigers
21 an den Kontakt 30 der Schieber 29 nicht sofort wieder vor die Dampfdüse des Metalldampfofens
17 geschoben wird.
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Durch Schließen des Stromkreises 27 wird die Druckrolle i i wieder
gegen das Papierband i gedrückt und erzeugt die für die Herstellung der Mäanderform
erforderliche Bedruckung mit Fett o. dgl. Ebenso wird durch den Stromkreis 27 der
Schieber 15 vor die Öffnung 16 des Metalldampfofens 17 geschoben, so daß nur noch
ein normal breiter Spalt, wie er zur Erzeugung des normalen Mäanders erforderlich
ist, frei bleibt. Durch Verzögerungsmaßnahmen an sich bekannter Art kann dafür Sorge
getragen werden, daß die Verengung der Austrittsdüse des Metalldampfofens durch
den Schieber 15 erst erfolgt, nachdem die ersten wiederbedruckten Stellen des Papierbandes
in den Metalldampfstrahl gelangt sind, so daß die anfänglich größere Dicke des mäandrierten
Teiles der Metallisierung allmählich auf die normale Dicke vermindert wird.
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Nunmehr wird wieder ein normaler Mäander mit normaler Dicke des Metallbelages
erzeugt. Der Widerstand des jeweils erzeugten Teiles des Widerstandsmäanders wird
durch den ihm mittels der Kontaktrollen 18 zugeführten Strom der Batterie 20 gemessen,
bis nach Erreichen des gewünschten Widerstandswertes der Zeiger 2 r den Kontakt
23 berührt und sich damit das Spiel in der oben beschriebenen Weise wiederholt.
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Die Stellung der Kontakte 23 und 3o, die Trägheit des Relais 26 sowie
der das Betätigen des Druckrollenhebels 13 und des Schiebers 15 besorgenden Elektromagnete
kann mit an sich bekannten Mitteln so beeinflußt werden, daß die gewünschte Operation
zu den jeweils angegebenen Zeitpunkten erfolgt. Man kann selbstverständlich die
beiden nebeneinanderlaufenden Mäander als eine Einheit verwenden. Dabei erhält man
einen Widerstandswert, der bei gleicher -Metallstärke und gleicher Mäanderform ein
Viertel des gemessenen Widerstandes beträgt. Will man also Widerstände mit möglichst
hohem Wert je Längeneinheit herstellen, so wird man besser das Widerstandsband mit
den beiden Mäandern in der doppelten gewünschten Breite herstellen und zum Gebrauch
längs der Trennlinie. auseinanderschneiden. Auch kann bei gleicher Länge und gleicher
Breite eine Vervielfachung des Widerstandswertes dadurch erzielt «-erden, daß lediglich
an einem Ende des Doppeltnäanders die sie verbindende Metallbedampfung entfernt
und jedes dadurch entstehende Mäanderende eine Stromzuführung erhält.
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Es bedeutet keine Abweichung von r'cm Wesen der Erfindung, wenn die
Anordnung detr einzelnen Bauelemente gegenüber dem dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiel verändert wird, wenn die zur Messung des jeweils erzeugten Widerstandsabschnittes
dienende Anordnung eine andere ist oder auch wenn die mechanischen Hilfsmittel hierzu
sowie die gegenseitige Abhängigkeit und Steuerung anders ist, als dies bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel der Fall ist, sofern nur der grundsätzliche Erfindungsgedanke
der gleiche ist.