專利名稱：長效線繞電位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于儀、機(jī)器和有關(guān)設(shè)備電路中的電源調(diào)節(jié)或大電流分壓，要求耐溫高、阻值精確、穩(wěn)定性好、功率大等的電路元件-線繞電位器。
現(xiàn)用的線繞電位器，是利用康銅絲或鎳鉻合金等電阻絲，繞制在一個環(huán)狀骨架上制成的，它的工作過程是以簧片接觸器，在電阻絲上的移動、磨擦而獲得不同電阻值的。由于電阻絲本身只能較細(xì)，它可供磨擦使用的壽命自然是有限的，而電位器的工作過程又不可避免地必須反復(fù)移動簧片接觸器進(jìn)行磨擦才能獲得不同的電阻值；加之繞制電阻絲之間的間隙造成的起伏不平和現(xiàn)用簧片接觸器以磨擦運動獲取不同電阻值的工作方式所存在的缺陷，又使得磨擦損傷的程度進(jìn)一步加大，因此現(xiàn)用線繞電位器的使用壽命一般都較短。
現(xiàn)用線繞電位器工作壽命短暫的缺陷，常使相關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，解決辦法是必須經(jīng)常更換新件，這不但使實際成本過高，而且造成許多工作問題，如空間站要更換一次這種元件就比較麻煩，而國防設(shè)備發(fā)生這種故障時，則會造成較大影響或損失。
本發(fā)明是從超耐用線繞電位器，專利申請前分案出來的，超耐用線繞電位器申請?zhí)?0113088．9。目前除超耐用線繞電位器外，在國內(nèi)、外還沒有關(guān)于可使現(xiàn)用線繞電位器使用壽命成倍提高技術(shù)的報道和實用事例的公開。超耐用線繞電位器具有近似永久地使用壽命等特點，適合用于更高級設(shè)備上，但其制造過程較為復(fù)雜，成本也較高。
本發(fā)明的目的，是要在保持現(xiàn)用線繞電位器優(yōu)點，彌補其缺點的基礎(chǔ)上，提供一種性能更穩(wěn)定，使用壽命從很長到近似永久地而且生產(chǎn)過程簡單，成本低的不同長效線繞電位器，可適應(yīng)中、高檔和更高檔設(shè)備的需要。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的總體技術(shù)方案是，在現(xiàn)用線繞電位器的電阻絲與簧片接觸器相接觸位置的電阻絲上，設(shè)置不同中介媒體-分辨器的辦法，以改變簧片接觸器直接與電阻絲接觸、磨擦而獲取不同電阻值的工作方式，為簧片接觸器或其他接觸器與中介媒體接觸、磨擦以獲取電阻絲的不同電阻值的工作方式；從而使電阻絲幾乎不再受到或永遠(yuǎn)不再受到磨擦損傷的影響；本發(fā)明還同時改變對電阻絲磨擦、損傷都很大的現(xiàn)用簧片接觸器，為對電阻絲或中介媒體的磨擦損傷都很小的滾動接觸器。以上技術(shù)措施能夠得到工作性能長期穩(wěn)定，使用壽命很長和使用壽命近似永久地不同長效線繞電位器的效果。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明一種采用合成碳膜層或其他電阻材料層為分辨器的主要結(jié)構(gòu)示圖。
圖2是本發(fā)明一種采用金屬片為分辨器的主要結(jié)構(gòu)示圖。
實施例1本實施例長效線繞電位器的主要技術(shù)特征是采用合成碳膜層或其他電阻材料層為分辨器，并改變簧片接觸器為滾動接觸器。圖1是本例的主要結(jié)構(gòu)示圖。具體作法是，首先按現(xiàn)用線繞電位器電阻絲的繞制方法在骨架4上繞好電阻絲1，然后給電阻絲與原簧片接觸器相接觸位置2一條線上的電阻絲鍍鉻，使這一條線上的電阻絲體積增大50-80％，并在已鍍鉻電阻絲2的間隙間填滿耐磨的絕緣材料，須使電阻絲上部金屬面露出。
鉻是一種極耐磨金屬，許多機(jī)械的轉(zhuǎn)動部分都采用鍍鉻的辦法以增強其耐磨性。給電阻絲鍍鉻，能大大增強電阻絲的耐磨能力，從而提高其使用壽命。
第二步是在已鍍鉻的電阻絲2上面噴、涂上一層耐磨的合成碳膜層或其他電阻材料層，經(jīng)加熱固化而成，本例選用合成碳膜層。所置合成碳膜層的厚度以高出已鍍鉻電阻絲上部金屬面1．5個鍍鉻電阻絲直徑為宜。上置合成碳膜層或其他電阻材料層，可進(jìn)一步延長本長效線繞電位器的使用壽命，在本電位器的前半生工作期間，碳膜層將代替電阻絲與滾動接觸器相接觸，而傳遞電阻絲繞組的不同電阻值，當(dāng)碳膜層磨失后，其間隙已被耐磨的絕緣材料填平的鍍鉻電阻絲又開始與接觸器接觸和工作，這個階段經(jīng)歷的時間將較合成碳膜層階段長。
上置合成碳膜層或其他電阻材料層，相當(dāng)于在線繞電阻絲上并聯(lián)一只電阻，但這只電阻的兩端并不與電阻絲繞組的兩引出端連接。確定所涂合成碳膜層兩端電阻值的原則是要確保并聯(lián)后的等效電阻值，近似等于電阻絲繞組的電阻值和總電流近似等于電阻絲繞組的支路電流，以保證電阻絲的特性不受影響。在此原則下可根據(jù)歐姆定律和有關(guān)公式計算出等效電阻值，總電流、支路電流和并聯(lián)前合成碳膜層兩端及電阻絲繞組兩引出端各應(yīng)具有的電阻值以供生產(chǎn)需要。
由于所設(shè)置的合成碳膜層電阻值與電阻絲繞組的電阻值相差甚大，因而并聯(lián)后合成碳膜層的影響作用可以忽略不計，可以認(rèn)為它只是在垂直方向上起著將電阻絲繞組某點與接觸器導(dǎo)通的作用，雖然這一點的合成碳膜層電阻值也要疊加到可變電阻值上，但因合成碳膜電阻的特性近似于電阻絲電阻的特性，因而不會有付作用產(chǎn)生，這里也可以看出合成碳膜層的厚度并非越厚越好，而是需要限定在某一范圍內(nèi)。
第三步是改變對電阻絲磨擦和損傷都較大的現(xiàn)用簧片接觸器為滾動接觸器，圖1中5是滾動接觸器所處的工作狀態(tài)。滾動接觸器是一種輪狀或簡狀的滾動接觸裝置，采用耐磨的良導(dǎo)電膠或銅質(zhì)金屬制作，它的直徑可視電位器體積大小而定，但一般以3．0-3．2mm為宜，當(dāng)采用膠體時園心孔為不銹導(dǎo)電金屬材料制作。園心軸采用不銹鋼鍍銅，直徑一般為1．0-1．2mm。軸安裝在簧片上，簧片應(yīng)具有適當(dāng)而良好的彈性和壓力，片身可以雙臂形彎曲成U形狀，一端著生在電位器手柄軸盤上。滾動接觸器可隨手柄軸的轉(zhuǎn)動，而在所接觸的電阻體面上滾動位移，以獲取電阻絲的不同電阻值。
采取滾動接觸器措施可以大大減小接觸器對電阻絲或其他電阻體的磨擦損傷程度，而且接觸、導(dǎo)電性能也優(yōu)于簧片接觸器。
該長效線繞電位器，由于采取了多種延長使用壽命的措施，其使用壽命至少較現(xiàn)用線繞電位器長15倍以上。
當(dāng)不需要很長的使用壽命時，只要加強電阻絲的鍍鉻環(huán)節(jié)，可以免去上置合成碳膜層或其他電阻材料層的結(jié)構(gòu)，而這時的長效線繞電位器使用壽命，亦在現(xiàn)用線繞電位器使用壽命的八倍以上。
實施例2該實施例是在現(xiàn)用線繞電位器的簧片接觸器與電阻絲相接觸位置一條線的電阻絲上，裝上金屬分辨器，簧片接觸器則通過分辨器獲取電阻絲繞組的不同電阻值，金屬分辨器具有近似永久地使用壽命，電阻絲則會永遠(yuǎn)不受到損傷，因而該長效線繞電位器的使用壽命是近似永久的。
該分辨器是由若干相互絕緣的金屬片組成的長方形條狀金屬結(jié)構(gòu)，它可以多種方法制作而成，其中以金屬片的梳齒狀沖壓法制作更為簡單，效果亦佳。具體方法是將一片厚度0．8mm的金屬片(本例選用銅片)，以沖壓法沖壓成梳齒狀的結(jié)構(gòu)，梳齒的齒端呈錐尖形，齒端的2mm長一段應(yīng)壓制成向左右相間彎折的狀態(tài)，其張開的寬度與繞制電阻絲骨架厚度相同，梳狀齒最后保留長度一般3mm，齒的厚度和齒間間隙均應(yīng)與繞制電阻絲密度相應(yīng)，即整個骨架上繞有多少圈電阻絲，梳狀齒亦應(yīng)具有近似數(shù)量的齒片數(shù)，其間隙以沖壓工作的方便而定。梳狀齒借金屬片的梳脊背部不壓制的完整金屬片固定和保持其狀態(tài)。圖2是本例長效線繞電位器電阻絲繞組及其梳狀齒結(jié)構(gòu)示圖。圖中6為梳狀齒，7為梳狀齒的脊背部，這是暫留著的金屬部分，目的是為了暫時將梳狀齒固定，3是梳狀齒與骨架4上的電阻絲1繞組之間的對接線，亦是置入連接物質(zhì)合成碳膜層或?qū)щ婋娮枘z的位置。8是切割線，在梳狀齒安裝并最后固定在繞好電阻絲的骨架上后須用激光沿切割線將多余的梳齒部分連同脊背部金屬去除，切割線亦是該長效線繞電位器簧片接觸器需要進(jìn)行工作的位置。
梳狀齒安裝到電阻絲上的方法是，按圖2所示，將梳狀齒金屬片6的齒端與骨架4上邊一條線2處的電阻絲進(jìn)行對接，在它們對接處一側(cè)的面上粘結(jié)一條塑料簿片，以將對接處的各梳狀齒金屬片與繞有電阻絲的骨架固定，然后在梳狀齒與電阻絲對接的一條縫隙線間3的位置，噴、涂上導(dǎo)電電阻膠或合成碳膜，以將梳狀齒的各齒端金屬與各電阻絲連通，導(dǎo)電電阻膠或合成碳膜層的電阻值應(yīng)較骨架上相應(yīng)的電阻絲繞組電阻值大3-3．5倍。再后須在梳狀齒的間隙間填入絕緣物質(zhì)，并在上述對接線上的另一側(cè)面也沾結(jié)上一條塑料簿片，進(jìn)一步將梳狀齒與電阻絲骨架牢固固定。最后以激光切割法，沿切割線8將多余的梳狀齒部分連同脊背部金屬片去除。這時分辨器便告形成，亦應(yīng)開始稱為分辨器，而不再稱梳狀齒。該長效線繞電位器的簧片接觸器，仍使用現(xiàn)用簧片接觸器即可，而無須使用滾動接觸器。
實施例3本例是通過注塑方式生產(chǎn)線繞電位器的骨架，并使骨架一條長邊生成齒狀結(jié)構(gòu)，齒距一般為1．0mm，齒深一般0．8-1．0mm。骨架的齒狀結(jié)構(gòu)亦可由激光打孔法生成。在制作好這種骨架后，即可將電阻絲繞制到骨架上，電阻絲會自然落停到齒間的谷底。電阻絲繞制完畢后，在骨架的齒間填滿金屬物質(zhì)，然后將上部平面打磨平滑。亦可在齒間的電阻絲上鍍鉻或其他金屬，使齒間充滿電鍍金屬，并用耐磨絕緣物進(jìn)一步填平齒間還可能存在的縫隙然后打磨光滑。以上辦法產(chǎn)生的分辨器，較金屬片分辨器壽命要短一些，但使用滾動接觸器即可彌補。這種結(jié)構(gòu)的長效線繞電位器，其使用壽命較現(xiàn)用線繞電位器將長23倍以上。
權(quán)利要求
1．一種長效線繞電位器，其主要技術(shù)特征在于在現(xiàn)用線繞電位器的簧片接觸器與電阻絲相接觸位移一條線的電阻絲上，設(shè)置金屬或非金屬的中介媒體-分辨器，簧片接觸器或滾動接觸器，則通過與分辨器的接觸位移以獲取電阻絲的不同電阻值，從而使電阻絲很少或根本不會受到磨擦損傷的影響，進(jìn)而達(dá)到大大延長長效線繞電位器使用壽命的目的，金屬分辨器是由若干相互絕緣的金屬片組成的長方形條狀金屬結(jié)構(gòu)，非金屬分辨器則是一層合成碳膜層或其他電阻材料層。
2．一種用于線繞等電位器的滾動接觸器，是現(xiàn)用各類電位器簧片接觸器的革新，滾動接觸器的主要技術(shù)特征是，它為一種耐磨的良導(dǎo)電膠或金屬制成的小型輪狀或簡狀滾動接觸裝置，它與被接觸電阻體的關(guān)系是滾動接觸位移以獲取不同電阻值，滾動接觸器的規(guī)格大小應(yīng)視所使用電位器的體積大小而定。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種長效線繞電位器，其主要技術(shù)特征在于其所設(shè)置的中介媒體-分辨器由合成碳膜層或其他電阻材料層和鍍鉻電阻絲等組成，本長效線繞電位器的主要制作方法是首先給現(xiàn)用簧片接觸器與電阻絲相接觸位置2一線上的電阻絲鍍鉻，使該線上的各電阻絲體積增大50-80％，然后在其間隙間2填入耐磨的絕緣材料，須使鍍鉻電阻絲的上部金屬面露出；隨后在這一線鍍鉻的電阻絲上，噴涂上一層耐磨的合成碳膜層或其他電阻材料層3，其厚度以高出鍍鉻電阻絲上部金屬面1．5個電阻絲直徑為宜，并經(jīng)加熱固化而成，所置合成碳膜層或其他電阻材料，等于在線繞電阻絲上并聯(lián)一只電阻，故合成碳膜層或其他的電阻材料層電阻值應(yīng)按下述原則確定，以保證電阻絲的特性不受影響，即并聯(lián)后的等效電阻值應(yīng)近似等于線繞電阻絲的電阻值，總電流應(yīng)近似等于線繞電阻絲的支路電流，本電位器采用良導(dǎo)電膠制作滾動接觸器5。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種長效線繞電位器的主要技術(shù)特征是其中介媒體-分辨器，是一種由若干相互絕緣的金屬片組成的長方形條狀金屬結(jié)構(gòu)，分辨器的規(guī)格應(yīng)視電阻絲的繞制密度等而定，但一般每片金屬片可厚0．8mm，寬1．1-1．3mm，分辨器須與電阻絲對接，對接處3由導(dǎo)電電阻膠或合成碳膜進(jìn)行連接，該連接物質(zhì)的電阻值應(yīng)較相應(yīng)電阻絲繞組電阻值大3-3．5倍，分辨器的金屬片與電阻絲對接處的金屬面積只能是一點，而不是對接處的整個金屬面，各金屬片對接的一點須排列成三角形點陣，該長效線繞電位器仍使用現(xiàn)用簧片接觸器即可。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種長效線繞電位器的主要技術(shù)特征是其中介媒體-分辨器，是其骨架的一條長邊為規(guī)則的齒狀結(jié)構(gòu)，齒間距離一般為1．0mm，齒深一般為0．8-1．0mm，這條長邊上的電阻絲則一一繞制在每兩齒之間的谷底，其齒間以金屬物或電鍍金屬物充滿空隙，它們自然已與各電阻絲連通，以上便形成了一種準(zhǔn)金屬片結(jié)構(gòu)的分辨器，這種長效線繞電位器使用銅質(zhì)滾動接觸器為宜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于儀、機(jī)器等設(shè)備電路中的大電流分壓或電源調(diào)節(jié),耐溫高、阻值精確,使用壽命近似永久的大功率電路元件——長效線繞電位器。本發(fā)明的主要技術(shù)特征是在現(xiàn)用線繞電位器的簧片接觸器與電阻絲相接觸位置一線的電阻絲上,設(shè)置中介媒體——分辨器,分辨器有金屬和非金屬兩種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明同時改變了現(xiàn)用的簧片接觸器為滾動接觸器,接觸器通過與中介媒體——分辨器的接觸位移,以獲取電阻絲的不同電阻值,電阻絲則不會或永遠(yuǎn)不會再受到摩擦損傷,從而大大提高本發(fā)明的使用壽命和其他性能指標(biāo)。
文檔編號H01C10/00GK1290016SQ00113150
公開日2001年4月4日 申請日期2000年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者崔根實 申請人:崔根實