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Vorrichtung zur Herstellung von plattenförmigen Sehichtwiderständen.
Für regelbare Widerstände, Potentiometer u. dgl. werden vielfach Widerstandselemente verwendet, welche aus einer auf einer Platte aus Isolierstoff aufgebrachten Widerstandsschicht bestehen.
Die Aufbringung der Widerstandsschicht erfolgt dabei in der Regel durch Aufspritzen, wobei zwischen die Zerstäubungsvorrichtung und den Schichtträger Schablonen eingeschaltet werden. Bei diesem Aufspritzen geht jedoch viel Widerstandsmasse verloren, da ein sehr erheblicher Teil der versprühten Masse auf die Schablonen und nur ein verhältnismässig kleiner Teil auf die mit der Widerstandssehieht zu versehende Platte gelangt. Die auf die Schablone gelangende Widerstandsmasse nimmt rasch an Dicke zu und überzieht insbesondere auch die Kanten der Sehablonenaussehnitte, so dass sich, wenn nicht ein sehr häufiges Abwaschen der Schablonen erfolgt, unregelmässige Besprühungen des Schichtträgers ergeben.
Ein weiterer Nachteil des Spritzverfahrens liegt darin, dass durch den Druckluftstrom von der Flüssigkeit, in welcher der schlecht leitende Stoff (z. B. Kohle) suspendiert ist und als welche beispielsweise Azeton verwendet wird, zum Teil in Dampfform hinweggeführt wird, wodurch einerseits die Atmungsluft verschlechtert wird, so dass dieses Verfahren nur in Räumen durchgeführt werden kann, welche mit kräftig arbeitenden Ventilations-und Abzugsvorrichtungen ausgerüstet sind und anderseits das Verhältnis der Bestandteile der Suspension zueinander und damit auch der Widerstandswert der auf den Schichtträger aufgespritzten Schicht im Zuge der Durchführung des Verfahrens verändert wird.
Es ist auch bereits bekannt, streifenförmige Widerstände auf die Weise herzustellen, dass auf einen isolierenden Träger eine Widerstandsmasse vermittels eines Pinsels aufgestrichen wird. Diese Methode ist jedoch sehr ungenau, so dass sie für die Herstellung von Regelwiderständen, bei denen es auf die genaue Einhaltung eines bestimmten Widerstandsverlaufes ankommt, nicht anwendbar ist.
Zur Vermeidung aller erwähnten Übelstände wird gemäss der Erfindung zur Herstellung von plattenförmigen Schichtwiderständen eine Vorrichtung benutzt, bei welcher ein Behälter, der die das Widerstandsmaterial enthaltende Suspension od. dgl. aufnimmt, mit einer Austrittsöffnung versehen ist, welche unmittelbar den Träger der Widerstandsschicht befährt und hiedurch auf diesem Träger eine Schicht aufträgt, deren Dicke vom Anfang bis zum Ende gleichgehalten oder aber durch Steuerung der Menge der aus der Austrittsöffnung des Behälters austretenden Widerstandsmasse nach einer beliebigen vorgegebenen Kurve geändert werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung kann der Querschnitt der Austritt s- öffnung des Widerstandsmassebehälters vermittels eines Schiebers od. dgl. geregelt und vorzugsweise auch gänzlich verschlossen werden.
Weitere Merkmale der Erfindung sollen im folgenden, zum Teil unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigt Fig. 1 in vergrössertem Massstabe einen lotrechten Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung und Fig. 2 eine Draufsicht hiezu, während in Fig. 3 eine Seitenansicht der Auftragsvorrichtung allein dargestellt ist.
In dem Hohlraum 1 eines Behälters 2 ist die flüssige Widerstandsmasse untergebracht, welche auf die in Fig. 2 dargestellte Platte 3 aus Isolierstoff aufgetragen werden soll. Der Behälter 2 besitzt eine Austrittsöffnung 4, welche vermittels eines Schiebers 5 geschlossen gehalten oder mehr oder weniger geöffnet werden kann. Der Schieber 5 besitzt einen Ansatz 6, in dem eine Rolle 7 gelagert ist. Diese Rolle 7 liegt gegen ein Führungsstück 8 an, welches drehbar in einer auf dem Behälter 2 aufgesehraubten Büchse 9 gelagert ist. Zwischen der oberen Fläche der Büchse 9 und einem zweiten Ansatzteil.
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Schiebers ist eine Feder 11 eingelegt, welche den Schieber 5 nach oben zu drücken trachtet und dadurch bewirkt, dass die Rolle 7 stets gegen das Führungsstück 8 gedrückt gehalten wird. Das Führungsstück 8 ist an seiner Unterseite über einen Teil 8' (Fig. 3) eben ausgeführt, während ein anderer Teil 8" eine Auflauframpe für die Rolle 7 bildet, woran sich schliesslich ein Teil '"anschliesst. Das Führungsstück 8 besitzt weiter einen Fortsatz 12, an welchem eine Feder 13 angreift, die mit-ihrem andern Ende an einem mit dem Behälter 2 fest verbundenen Tragstück 14 befestigt ist.
Der Fortsatz 12 wirkt in später beschriebener Weise mit einer Kurvenführung 15 zusammen.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist vorausgesetzt, dass die Kurvenführung 15 samt der Unterlage für die Platte 3 feststeht und der Behälter 2 umläuft. Die Bewegungsbahn des Behälters 2 ist durch die mit einem Pfeil versehene Kreislinie 16 angedeutet. Eine solche Bewegung des Behälters kann beispielsweise auf die Art herbeigeführt werden, dass, wie dargestellt, der Behälter 2 mittels eines Armes 17 mit einer Welle 18 verbunden ist, die auf beliebige geeignete Weise angetrieben wird. Fig. 2 zeigt die Teile in jener Stellung, wo gerade die Auftragung der Widerstandsschicht auf den Schichtträger 3 beginnen soll.
In diesem Augenblick trifft der Fortsatz 12 des Führungsstückes 8 auf den schräg bzw. gekrümmt verlaufenden Teil 15'der Kurvenführung 15, wodurch das FÜhrungsstück 8 unter Spannen der Feder 13 relativ zum Behälter 2 verdreht wird. Dadurch gelangt zuerst der schräge Teil 8"und sodann der ebene Teil 8'" des FÜhrungsstückes 8 über die Rolle 7, so dass der Schieber 5 unter der Wirkung der Feder 11 nach oben gezogen und die Austrittsöffnung 4 des Behälters 2 geöffnet wird.
Der Schieber 5 bleibt geöffnet, solange der Fortsatz 12 des Führungsstückes 8 auf dem Kreisteil 15"der Kurvenführung 15 läuft, und wird geschlossen, wenn der Fortsatz 12 zu dem schrägen bzw. gekrümmten Teil 1'"am andern Ende der Kurvenführung 15 gelangt, also von dieser Kurvenführung abläuft, da dann die Feder 13 den Fortsatz 12 und damit auch das Führungsstück 8 wieder in die ursprüngliche Lage zurückziehen kann, wodurch der Teil 8'des Führungsstückes 8 in die in den Fig. 1 und 3 dargestellte Stellung über der Rolle 7 gelangt und den Schieber 5 nach unten in seine Abschlussstellung bewegt.
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am Anfang bzw. Ende des Widerstandes 3 erzeugen.
Ist der zwischen den genannten Endteilen 15' und 15"'liegende Mittelteil 15"der Kurvenführung, wie dargestellt, kreisförmig ausgebildet, so wird der zwischen Anfangs-und Endteil liegende Teil der Widerstandsschicht mit gleichbleibender Dicke aufgetragen. Man kann jedoch für den Mittelteil 15"der Kurvenführung statt der Kreisform auch irgendeine andere Begrenzungskurve verwenden und hiedurch die Dicke der aufgetragenen Schicht in der Richtung der Auftragung weitgehend variieren.
Bei der Darstellung der Fig. 2 ist vorausgesetzt, dass die Begrenzungskanten der auf dem Träger 3 aufgetragenen Widerstandsschicht radial zur Bewegungsrichtung 16 verlaufen sollen. Zu diesem Zwecke sind der Schieber 5 und die mit dem Träger 3 zur Berührung gelangende Begrenzungskante 4' der Austrittsöffnung 4 radial angeordnet. Mitunter ist es jedoch zweckmässig, die Begrenzungskanten der Schicht statt radial schräg verlaufen zu lassen. In diesem Falle ist dann die Auftragsvorrichtung so auszubilden, dass die Begrenzungskante 4'der Austrittsöffnung 4 und ebenso der Schieber 5 schräg zur Bewegungsrichtung 16 stehen.
Die Begrenzungskante 4'der Austrittsöffnung 4 muss nicht geradlinig ausgebildet sein, sondern sie kann auch gekrümmt geformt sein, um eine entsprechend gekrümmte Begrenzung der aufgetragenen Widerstandsschicht zu erhalten. Ferner kann dem Querschnitt der Austrittsöffnung des Behälters 2 eine von der Rechteckform abweichende Form gegeben werden, z. B. Trapezform, indem die untere Kante des Schiebers 5 statt parallel unter einem kleinen Winkel zur Kante 4'der Behälteröffnung angeordnet wird. Dadurch erhält die Austrittsöffnung in der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung 16 zunehmende Breite, mit der Folge, dass auch die aufgetragene Widerstandsschicht in der
Querrichtung verschiedene Dicke erhält, also z. B. vom Innenrand gegen den Aussenrand des Trägers 3 zu an Dicke zunimmt.
Anstatt wie bisher beschrieben, die aus der Austrittsöffnung 4 des Behälters 2 austretende Menge an Widerstandsmaterial durch Veränderung der Grösse dieser Austrittsöffnung zu regeln, kann man die aus der Öffnung 4 austretende Menge der Widerstandsmasse auch dadurch regeln bzw. ver- ändern, dass man den Behälter 2 mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines regelbaren Überdruckes in diesem Behälter 2 verbindet, durch welche je nach dem eingestellten Druck der Pressluft mehr oder weniger Masse aus der Öffnung 4 herausgepresst wird. Man kann auch umgekehrt im Behälter 2 durch eine geeignete Einrichtung, z. B. eine Pumpe, ein entsprechend geregeltes Vakuum erzeugen, welches der Schwerkraftwirkung, unter welcher die Masse aus der Austrittsöffnung herausfliesst, entgegenwirkt.
Besonders günstig ist es, die mechanische Steuerung der Austrittsmenge, wie sie an Hand der Zeichnung beschrieben wurde, put einer Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes zu kombinieren, welche Einrichtung vor allem im Augenblick der Beendigung der Auftragung der Widerstandssehicht zur Wirkung gebracht wird. Es wird dann mit Sicherheit verhindert, dass ungenaue Abschlussteilen der aufgetragenen Schicht zufolge unbeabsichtigten Nachziehen von Widerstandsmaterial aus der Öffnung 4 entstehen.
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Nach der Erfindung können auch solche Widerstände hergestellt werden, dcrfn Wider : li'rdg- schicht zur Erzielung irgendeines gewünschten Widerstandsverlaufes aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt ist, wobei diese Teilschichten einander gegebenenfalls auch zumindest tc-ilwdse iiberdeeken können. Man kann dabei entweder ein und dieselbe Auftragsvorrichtung mehrmals hintereinander zur Auftragung von Widerstandsmaterial auf dem gleichen Schichtträger heranziehen, wobei es sich als erforderlich erweisen kann, für die einzelnen Auftragsvorgänge verschiedene Kurvenführungen 15 zu benutzen. In manchen Fällen wird es jedoch vorzuziehen sein, mit einer Mehrzahl von Auftragsvorrichtungen zu arbeiten, u. zw. mit so viel Auftragsvorrichtungen, als der herzustellende Widerstand Teilsehiehten besitzen soll.
Jede der Auftragsvorriehtungen bringt dann eine der Teil-
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auf. Die Herstellung erfolgt dabei zweckmässig kontinuierlich, indem auf eine Transportvorrichtur. g eine Anzahl von Isolierplatten 3 aufgelegt wird, welche dann der Reihe nach unter die einzelnen Auftragsvorrichtungen gelangen. Die unter die erste Auftragsvorrichtung gebuchte Isoli (rplatte 3 wird von dieser Auftragsvorrichtung mit der ersten Widerstandsschicht versehen und passiert dann einen Ofen, in dem eine zumindest teilweise Trocknung und/oder Härtung erfolgt. Diese Trocknung muss nur so weit gehen, dass beim Auftragen der nächsten Schicht ein Vermischen der beiden Schichten nicht mehr erfolgen kann.
Die mit der ersten Schicht versehene Platte. 3 gelangt nun unter die zweite Auftragsvorrichtung, welche die zweite Widerstandsschicht aufträgt usw. Gleichzeitig gelangt die nächste von der Transportvorrichtung getragene Platte 3 unter die erstgenannte Auftragsvorriehtung usw. Selbstverständlich muss die Anordnung nicht gerade so getroffen werden, dass die einzelnen Isolierplatten. 3 an feststehenden Auftragsvorrichtungen entlang geführt werden, sondern es können auch diese Isolierplatten 3 während der ganzen Dauer der Auftragung sämtlicher Schichten still stehen, während die Auftragsvorrichtungen, die z. B. auf einer Art Revolverkopf angebracht sind, der Reihe nach über die betreffende Platte. 3 gelangen. Die teilweise Trocknung bzw.
Härtung der aufgetragenen Widerstandsschiehten kann dabei entweder dadurch erreicht werden, dass die Unterlage, auf der die isolierende Platte ruht, mit einer Heizung versehen ist oder indem man die Isolierplatte, nachdem eine Teilschicht aufgetragen wurde, mittels einer geeigneten Vorrichtung für entsprechend kurze Zeit in einen Ofen hineinschwenkt. Nach Rückkehr auf ihren alten Platz erfolgt die Auftragung der nächsten Teilsehicht durch die inzwischen vorgerückt Auftragsvorrichtung.
Vorteilhaft ist es, auf jede aufgetragene Schicht ein Press-oder Polierorgan zur Einwirkung zu bringen, sobald diese Schicht zumindest so weit getrocknet ist, dass sie nicht mehr klebt. Es ist an sich bereits bekannt, Widerstandssehiehten an ihrer Oberfläche durch einen Press-oder Poliervorgang zu verdichten und zu vergleichmässigen. Wenn man nicht nur die endgültige Oberfläche des Widerstandes, sondern auch jede einzelne der aufgetragenen Teilsehiehten einem Press-oder Poliervorgang unterwirft, wird eine viel weitergehende Konstanz des Widerstandsverlaufes bei sämtlichen Stücken einer Erzeugungsserie erreicht, als wenn ein Press-oder Poliervorgang erst erfolgt, wenn bereits sämtliche Teilschichten des betreffenden Widerstandes aufgetragen sind.
Das Press-oder Polierorgan kann verschiedene Form erhalten. Es ist insbesondere auch möglich, solche Widerstandsschichten mit einem rotierenden Polierorgan zu bearbeiten, welche in der früher angegebenen Weise in der Querrichtung ungleiche Dicke besitzen. Es braucht dann das Polierorgan nur mit entsprechend schräg gestellter Arbeitsfläche ausgebildet zu werden. Auch wenn ein Pressstempel benutzt wird, kann dieser mit einer schrägen oder sonst geeignet profilierten Druckfläche ausgebildet sein. Mitunter wird es sich empfehlen, das Pressorgan mit einer vorzugsweisen elektrischen Beheizung zu versehen, um die Troeknung der Widerstandssehieht zu beschleunigen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, die zur Auftragung kreisringförmiger Widerstandsschichten dient. Die Vorrichtung lässt sich jedoch auch unschwer derart abändern, dass mit derselben die Auftragung von Widerstandsschiehten statt nach einer Kreislinie auch nach einer Geraden oder einer beliebigen gewünschten Kurvenform erfolgt. Es muss dann eine entsprechend anders gestaltete Führung 15 verwendet werden, und ein Antrieb, der die geeignete Relativbewegung zwischen dem Behälter 2 und der Isolierplatte, auf welche die Auftragung des Widerstandsmaterials erfolgen soll, herbeiführt. In der Regel wird dabei die Anordnung immer derart sein, dass der Träger der Isolierplatte 3 und die Führung 15 gemeinsam feststehen oder sich bewegen, während der Behälter 2 für sich angetrieben wird bzw. stillsteht.
Die beschriebene Auftragsvorrichtung kann für die Aufbringung von Schichten verschiedenster Zusammensetzung benutzt werden. Insbesondere muss das im Behälter 2 untergebrachte Material nicht gerade eine Widerstandsmasse im engeren Sinne sein, sondern es kann auch ein Material von sehr niedrigem Widerstandswert, eventuell sogar eine metallische Suspension sein. Man kann daher mit der erfindungsgemässen Vorrichtung auch die Endkontakte eines Sehichtwiderstandes oder andere metallische Teile, die die Widerstandskurven beeinflussen sollen, aufbringen.
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