DE19821529C2 - Abriebfester elektrischer Schleifer für Potentiometer und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abriebfester elektrischer Schleifer für Potentiometer und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft einen abriebfesten elektrischen Schleifer aus Glaskohle für Potentiometer sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Glaskohlenstoffe sind seit langem bekannt. Durch seine enorm hohe Härte und Festigkeit, ein quasi porenfreies Volumen und seine Isotropie unterscheidet sich der Glaskohlenstoff von sonstigen amorphen oder kristallin strukturierten Kohlenstoffen.
In der DE 39 16 921 C1 ist beschrieben, daß durch Zugabe von glasartigem Kohlenstoff zu einer Widerstandspaste die Widerstandsbahn im Abriebverhalten wesentlich verbessert wird. Hierbei bezieht sich die Abriebsfestigkeit nur auf die Widerstandsbahn, nicht jedoch auf den Schleifer.
Aus der DE 25 17 064 A1 ist bekannt, daß der Kontakt zur Widerstandsbahn und/oder Schleiferbahn aus gleichem oder ähnlichem Material wie die Widerstands­ schicht besteht, jedoch handelt es sich hierbei um ein Lack-Ruß-Gemisch.
Aus der DE 25 08 773 A1 ist bekannt, einen Schleifer herzustellen, der mehrere Kontaktfinger aufweist, welche aber aus bearbeitetem Metall bestehen.
In der DE 44 42 617 A1 ist beschrieben, für einen Schleifkontakt Kohlefasern in einen elektrisch leitfähigen Kunststoff einzubetten, wobei die freien Enden der Kohlefasern abgewinkelt sind und auf der Potentiometerbahn aufliegen. Hierbei handelt es sich um ein Harz- oder Kunststoff/Kohlegemisch.
Bei den oben genannten Schleifern für Potentiometerbahnen handelt es sich entweder um Harz/Kohlegemische, die ein unerwünschtes Abriebsverhalten zeigen, oder um Metalle, die im Kontaktbereich oxidieren bzw. mit der Umwelt reagieren. Beide Alternativen können das Widerstandsverhalten beeinflussen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schleiferkontakt und ein Verfahren zu seiner Herstellung vorzuschlagen, mit dem ein Potentiometer mit hoher Abriebfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Kontaktsicherheit und Korrosionsbeständigkeit hergestellt werden kann und das einen exakten Spannungsabgriff zuläßt.
Diese Aufgabe wird durch die Patentansprüche 1, 2 und 5 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:
Abb. 1 zeigt eine Potentiometerschaltung in Aufsicht und Abb. 2 zeigt eine Potentio­ meterschaltung im Querschnitt. Hierbei bedeutet (1) die äußere Spannung an der Widerstandsbahn (2); entsprechend der jeweiligen Stellung des Schleifers (3) auf der Widerstandsbahn (2) wird eine proportionale Spannung auf die Kontaktbahn (4) übertragen und von einem Meßgerät (5) erfaßt. Die Schleiferkontakte (6) bewegen sich sowohl auf der Widerstandsbahn (2) wie auch auf der Kontaktbahn (4).
Abb. 3 zeigt an einem Beispiel vorteilhafte Prozeßschritte bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Glaskohleschleifers.
Abb. 3a zeigt die "grüne Kohle" nach der Herstellung im Grundriß als Platte (8) oder als leiterförmigen Streifen (9) mit Holmen (12).
Abb. 3b zeigt die Querschnittsansicht der Platte (8) aus "grüner Kohle" mit Bruch­ kerben (11) bzw. eine Querschnittsansicht des Streifens (9) mit Holmen (12).
Abb. 3c zeigt einen Ausschnitt aus einer Platte (8) aus "grüner Kohle" nach einer mechanischen Bearbeitung bzw. Strukturierung durch einen Laser als Vorstufe vor dem endgültigen Brennen zu Glaskohle.
Abb. 3d zeigt einen Kontakt (22) aus Glaskohle, wobei jeweils zwei Schleifer­ kontaktpunkte (15) pro Widerstands- und Kontaktbahn vorgesehen sind. Mit (16) werden Sicken bezeichnet, die zur Positionierung des Formteils aus Glaskohle in eine Federkraft erzeugende Aufnahme eingesetzt werden; ersatzweise können auch Erhebungen (17) angewendet werden.
Abb. 3e zeigt an einem Beispiel, daß auch runde oder spitze Formgebung möglich ist.
Abb. 4a zeigt ein senkrecht federndes System für den Kontakt (22) mit einer Aus­ sparung (19) in einem Spritzteil (20), wobei die Federkraft aus gummielastischem Material (21), das in der Aussparung (19) des Spritzteiles (20) eingelassen ist, erzeugt wird.
Abb. 4b zeigt ein Blattfedersystem (23) an einem Spritzteil (24), wobei die Feder­ kraft durch ein eingespritztes Federblech (25) erzeugt wird.
Abb. 4c zeigt ein metallenes Blattfedersystem (30) mit einer Metallfeder (28), in das der Kontakt (22) aus Glaskohle eingeklipst wurde.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten elektrischen Schleifers für Potentiometer mit einem Kontakt zum Überbrücken einer Widerstandsbahn zu einer Kontaktbahn, bestehend aus folgenden Schritten:
Herstellung einer dünnen Platte aus "grüner Kohle",
Brennen der "grünen Kohle" zu Glaskohle mit Vickershärte 100 bis 400 HV, Strukturieren und Vereinzeln der Kohlekontakte durch einen Laser,
Herstellung einer federnden Halterung für den Kohlekontakt, Befestigung des Kohlekontaktes auf der federnden Halterung.
2. Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten elektrischen Schleifers für Potentiometer mit einem Kontakt zum Überbrücken einer Widerstandsbahn zu einer Kontaktbahn, bestehend aus folgenden Schritten:
Herstellung einer dünnen Platte aus "grüner Kohle",
Strukturieren bzw. mechanische Bearbeitung der dünnen Platte aus "grüner Kohle" durch einen Laser,
Brennen der strukturierten "grünen Kohle" zu Glaskohle mit Vickershärte 100 HV bis 400 HV,
Vereinzeln der Kohlekontakte durch einen Laser,
Herstellung einer federnden Halterung für den Kohlekontakt, Befestigung des Kohlekontaktes auf der federnden Halterung.
3. Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten elektrischen Schleifers für Potentiometer gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Herstellung der Platte durch Gießen, Pressen, Spritzen, Laminieren oder Strangpressen erfolgt.
4. Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten elektrischen Schleifers für Potentiometer gemäß Anspruch 1 bis 3, wobei die hergestellte Platte vor dem endgültigen Brennen durch die Herstellungsform oder den Laser mit Bruchkerben, Erhebungen, Sicken oder Aussparungen versehen wird.
5. Abriebfester elektrischer Schleifer (3) für Potentiometer mit einem Kontakt (22) zur Überbrückung einer Widerstandsbahn zu einer Kontaktbahn mit einer federnden Halterung des Kontaktes, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (22) aus Glaskohle mit einer Vickershärte von 100 HV bis 400 HV besteht und die Widerstandsbahn (2) und Kontaktbahn (4) mit jeweils mehreren Kontaktpunkten (15) kontaktiert.
6. Abriebfester elektrischer Schleifer für Potentiometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Halterung aus isolierendem Material besteht.
7. Abriebfester elektrischer Schleifer für Potentiometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Widerstandsbahn (2) und die Kontaktbahn (4) jeweils ein Kontakt (22) aus Glaskohle federnd gehalten vorgesehen ist.
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