Verfahren zur Herstellung von Leit- und/oder Widerstandsbahnen an einem Substrat und nach diesem Verfahren hergestelltes Potentiometer

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Herstellung von Leit- und/oder Widerstands­bahnen (3ʹ, 4ʹ) an einem Substrat (5ʹ) wird die Leit- und/oder Widerstands­bahn (3ʹ, 4ʹ) zunächst auf einen Zwischenträger (1) aufgebracht und danach auf das Substrat (5ʹ) umlaminiert. Um Leit- oder Widerstands­bahnen an einer konkav gewölbten Wandfläche herstellen zu können, wird als Zwischenträger (1) ein zylindrischer oder kegelförmiger körper ver­wendet, auf dessen Außenumfang die Bahnen (3,ʹ, 4ʹ) gefertigt werden. Um den Umfang des Zwischenträgers (1) wird danach das Substrat (5ʹ) aufgebracht, wonach der Zwischenträger (1) abgezogen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leit- und/­oder Widerstandsbahnen an einem Substrat, wobei zunächst die Leit- ­und/oder Widerstandsbahnen auf einem Zwischenträger fertiggestellt werden, danach das Substrat mit der auf dem Zwischenträger haftenden Leit- und/oder Widerstandsbahn verbunden wird und schließlich der Zwischenträger von der Leit- und/oder Widerstandsbahn getrennt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren hergestelltes Potentiometer.

[0002] Ein Verfahren der genannten Art ist in der DE-OS 33 22 382 beschrieben. Bei diesem Umkehrlaminierverfahren ist von einem ebenen Zwischenträger ausgegangen. Dementsprechend verlaufen die Leit- und Widerstandsbahnen in einer Ebene.

[0003] In der EP-O 0 157 666 A1 ein drehbares Potentiometer beschrieben, bei dem an der Innenwand eines etwa zylindrischen Raumes eine Wider­standsbahn angeordnet ist.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem Leit- und/oder Widerstandsbahnen an einer konkav gewölbten Wandfläche herstellbar sind.

[0005] Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs ge­nannten Art dadurch gelöst, daß als Zwischenträger ein zylindrischer oder kegelförmiger Körper verwendet wird, auf dessen Außenumfang die Leit- und/oder Widerstandsbahn gefertigt wird, daß um den Umfang des die Leit- und/oder Widerstandsbahn tragenden Zwischenkörpers das Sub­strat aufgebracht und ausgehärtet wird und daß danach der Zwischenträger abgezogen wird.

[0006] Durch dieses Verfahren ist auf einfache Weise ein Substrat mit eimen zylindrischen bzw. kegelförmigen Innenraum geschaffen, an dessen wand die Leit- und/oder Widerstandsbahn angeordnet ist.

[0007] In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Aufbringen des Substrats bei einer höheren als der Umgebungstemperatur und der Wärmeausdehnungs­koeffizient des Zwischenträgers wird höher gewält als der des Substrats. Dadurch ist erreicht, daß sich nach dem Abkühlen der Zwischenträger leicht aus dem Substrat herausziehen läßt.

[0008] Vorzugweise besteht der Zwischenträger in an sich bekannter Weise aus Metall und ist mit einer Oxidschicht als Trennschicht versehen. Dies begünstigt die Trennung der Leit- und/oder Widerstandsbahn im Substrat vom Zwischenträger. In anderer Ausgestaltung der Erfindung kann der Zwischenträger auch aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen.

[0009] Das substrat wird vorzugsweise aus einer wärmehärtbaren Kunststoff­formmasse gebildet. Das Substrat kann dann zugleich ein stabiles Gehäuse bilden.

[0010] Ein nach dem genannten Verfahren hergestelltes Potentiometer zeichnet sich dadurch aus, daß das Substrat das Gehäuse des Potentiometers bildet und einen zylindrischen Hohlraum umschließt, an dessen Innenwand die Leit- und Widerstandsbahnen vorgesehen sind und daß im Hohlraum ein um dessen Mittelachse drehbares Abgriffsteil gelagert ist, das die Leit- ­und Widerstandsbahnen kontaktiert.

[0011] Bei einem derartigen Bauteil sind die Leit- und Widerstandsbahnen extrem glatt und fügen sich ohne Stufen in das Substrat bzw. Gehäuse ein. Da­durch ist der Verschleiß entsprechend gering.

[0012] Die Leit- und Widerstandsbahnen erstrecken sich nicht auf konzentri­schen, radialen Kreisringflächen, sondern an der Innenwand des zylindrischen Hohlraums des Gehäuses. Die Äquipotentiallinien verlaufen dabei parallel, so daß eine vergleichsweise höhere elektrische Belast­barkeit erreicht ist. Durch diese Anordnung sind auch mechanische Span­nungen zwischen der Innenwand und den Bahnen infolge von Temperatur­schwankungen herabgesetzt.

[0013] Da sich die Bahnen nicht radial erstrecken, ist ein im Durchmesser äußerst kleiner Aufbau des Potentiometers möglich. Außerdem liegen die Bahnen im Gehäuse gegen äußere Einflüsse geschützt.

[0014] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei­spielen.

[0015] In der Zeichnung zeigen:

Figur 1      einen Zwischenträger mit aufgedruckter Leit- und Widerstandsbahn,

Figur 2      den Zweischenträger nach Figur 1 mit dem Substrat umspritzt im Teilschnitt,

Figur 3      ein Potentiometer mit dem Substrat bzw. Gehäuse nach Figur 2
und

Figur 4      einem Schnitt längs der Linie IV-IV nach Figur 3.

[0016] Ein zylindrischer Zwischenträger (1) besteht aus Metall, beispielsweise aus Bronze (vgl. Figur 1). Auf diesem wird eine Oxidschicht (2) aufge­baut. Auf die Oxidschicht (2) wird, beispielsweise im Siebdruckver­fahren, eine Polymer-Dickfilm-Leitpaste (3) aufgedruckt. Diese wird bei etwa 120°C eingetrocknet. Anschließend wird eine Polymer-Dickfilm-­Wilderstandspaste (4) aufgedruckt. Zum Bedrucken eignet sich eine Rund-­Siebdruckmaschine. Die aufgedruckten Siebdruckpasten werden bei einer Temperatur bis zu 250°C ausgehärtet.

[0017] Danach wird der Zwischenträger (1) in ein Preßwerkzeug einer Kunststoff­presse eingesetzt und mit einer Poly-Preßmasse (5) bei etwa 150°C umspritzt. Diese bildet das Substrat für die aus der Leitpaste (3) bzw. der Wilderstandspaste (4) bestehenden Leit- bzw. Widerstandsbahnen (3ʹ, 4ʹ) und das Gehäuse (5ʹ) des unten näher beschriebenen Potentiometers.

[0018] Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Bronze-Zwischenträgers (1) ist größer als der des von der Polyester-Preßmasse (5) gebildeten Gehäuses (5ʹ). Nach dem Abkühlen des Preßlings (vgl. Figur 2) läßt sich der Zwischenträger (1) axial in Richtung des Pfeiles (P) aus dem Gehäuse (5ʹ) herausziehen. Dabei bleiben die Leit- bzw. Widerstandsschicht­bahnen.(3ʹ,4ʹ) an der Innenwand des Gehäuses (5ʹ) haften, weil zwischen ihnen und dem Polyester-Kunststoff des Gehäuses (5ʹ) eine größere Adhäsion besteht als zwischen dem Zwischenträger (1) und dessen Oxidschicht (2).

[0019] Schließlich wird die Oxidschicht (2) obgeätzt.

[0020] Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Zwischenträger (1) aus einem hochtemperaturbeständigen Thermoplast, wie lineares Polyester, oder Polyimid, oder Polyamid oder auch Polyphenylen­sulfid. Der Aufbau einer Trennschicht (2) erübrigt sich hier. Die Aus­härttemperatur für die Polymer-Dickfilmpasten (3, 4) ist in diesem Fall niedriger anzusetzen, sie übersteigt regelmäßig nicht 180°C.

[0021] Das Entnehmen des Zwischenträgers (1) aus dem von der ausgehärten Polyester-Preßmasse (5) gebildeten Gehäuse (5ʹ) läßt sich dadurch er­leichtern, daß der Zwischenträger (1) geringfügig kegelförmig bzw. konisch ausgebildet wird.

[0022] Der Zwischenträger (1) braucht kein zylindrischer Vollkörper zu sein. Er kann auch von einem Rohr gebildet sein.

[0023] Ein Potentiometer ist unter Verwendung des in der beschriebenen Weise hergestellten Gehäuses (5ʹ) etwa folgendermaßen aufgebaut (vgl. Figur 3, 4):

[0024] Das von der Polyester-Preßmasse (5) gebildete Gehäuse (5ʹ) weist einen zylindrischen Innenraum (6) auf, um dessen Innenwand (7) sich die Lietbahn (3ʹ) und die Widerstandsbahn (4ʹ) erstrecken. Durch eine entsprechende Formgestaltung des Zwischenträgers (1) ist am geschlos­senen Boden des Gehäuses (5ʹ) eine Lagerschale (8) ausgebildet. Der Innendurchmesser des Innenraums (6) weist beispielsweise einen Durch­messer von nur 7 mm auf.

[0025] In den Innenraum (6) ist ein Abgriffsteil (9) eingesetzt, das mit dem Lagerzapfen (10) in die Lagerschale (8) greift. Am Umfang des Abgriffs­teils (9) sind mehrere Schleifer (11) befestigt. Die Schleifer (11) sind teilweise der Leitbahn (3ʹ) und teilweise der Widerstandsbahn (4ʹ) zugeordnet. Die Schleifer (11) sind elekrisch miteinander ver­bunden. Anschlüsse (12) der Leitbahn (3ʹ) und der Widerstandsbahn (4ʹ) sind durch das Gehäuse (5ʹ) nach außen geführt. Die Anschlüsse (12) können bei der Herstellung des Gehäuses (5ʹ) miteingespritzt sein.

[0026] Das Gehäuse (5ʹ) ist mittels eines Deckels (13) verschlossen, welcher eine Ausnehmung für den Durchtritt eines Griffteils (14) des Abgriffs­teils (9) aufweist.

[0027] Die Äquipotentiallinien auf der Widerstandsbahn (4ʹ) verlaufen parallel zur Drehachse - nicht radial zu dieser - und parallel zueinander. Die Belastbarkeit der Widerstandsbahn (4ʹ) ist dabei vergleichsweise groß. Außerdem ergibt sich eine hohe Auflösung des Widerstandsbereischs beim Drehen der Schleifer (11) längs der Widerstandsbahn (4ʹ). Günstig an dieser Anordnung der Widerstandsbahn (4ʹ) ist auch, daß Toleranzen der Ausrichtung des Abgriffsteils (9) sich kaum auf die Widerstandsein­stellung auswirken.

[0028] Die radiale Anordnung von Schleifer (11) und Liet- bzw. Wilderstandsbahn (3ʹ, 4ʹ) sichert auch bei hoher Drehgeschwindigkeit des Abgriffsteils (9) deren kontakt zueinander.

[0029] Zur Begrenzung des Drehwinkels des Abgriffsteils (9) ist an diesem ein Vorsprung (15) ausgebildet. Diesem ist ein Anschlag (16) im Inneraum (6) zugeordnet. Der Anschlag (16) ist durch eine entsprechender Formge­stalt des Zwischenträgers (1) bei dessen Umspritzen mit der Preßmasse (5) geschaffen.

Bezugszeichenliste 09/86 Pt.

[0030] 

1 Zwischenträger

2 Oxidschicht

3 Leitpaste

3ʹ Leitbahn

4 Widerstandspaste

4ʹ Widerstandsbahn

5 Polyester-Preßmasse

5ʹ Gehäuse

6 Innenraum

7 Innenwand

8 Lagerschale

9 Abgriffsteil

10 Lagerzapfen

11 Schleifer

12 Anschlüsse

13 Deckel

14 Griffteil

15 Vorsprung

16 Anschlag

P Pfeil

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Leit- und/oder Widerstandsbahnen an einem Substrat, wobei zunächst die Liet- und/oder Widerstands-­bahn auf einem Zwischenträger fertiggestellt wird, danach das Substrat mit der auf dem Zwischenträger haftenden Leit- und/oder Widerstandsbahn verbunden wird und schließlich der Zwischenträger von der Leit- und/oder Widerstandsbahn getrennt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Zwischenträger ein zylindrischer oder kegelförmiger Körper verwendet wird, auf dessen Außenumfang die Leit- und/oder Wider­standsbahn gefertigt wird, daß um den Umfang des die Leit- und/oder Widerstandsbahn tragenden Zwischenträgers das Substrat aufgebracht und ausgehärtet wird und daß danach der Zwischenträger abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufbringen des Substrats bei einer höheren als der Um­gebungstemperatur erfolgt und daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenträgers höher als der des Substrats gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenträger aus Metall besteht und mit einer Oxidschicht als Trennschicht versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenträger aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat aus einer wärmehärtbaren Kunststofformmasse gebildet wird.

6. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenträger von einem Rohr gebildet ist.

7. Potentiometer,
hergestellt nach einem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat das Gehäuse (5ʹ) des Potentiometers bildet und einem zylindrischen Hohlraum (6) umschließt, an dessen Innenwand (7) die Leit- und/oder Widerstandsbahnen (3ʹ, 4ʹ) vorgesehen sind, und daß im Hohlraum (6) ein um dessen Mittelachse drehbares Abgriffsteil (9) gelagert ist, das die Leit- und/oder Weiderstandsbahnen (3ʹ, 4ʹ) kontaktiert.

8. Potentiometer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leit- und/oder Widerstandsbahnen (3ʹ, 4ʹ) in Umfangsrichtung der Innenwand (7) verlaufen.

9. Potentiometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß elektrische Anschlüsse (12) der Leit- und/oder Widerstandsbahnen (3ʹ, 4ʹ) mit in das das Gehäuse (5ʹ) bildende Substrat eingespritzt sind

10. Potentiometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuse (5ʹ) Anformungen (8, 16) für das Abgriffsteil (9) durch entsprechende Gestaltung des Zwischenträgers (1) ausgebildet sind.

Zeichnung