Folienpotentiometer

Flach, flexibel und vielseitig

Folienpotentiometer gibt es seit vielen Jahren. Aber der große Durchbruch in der Industrie blieb bislang aus. Das hat sich geändert, denn Entwicklung und Verarbeitung neuer Werkstoffe ermöglichen mittlerweile den Einsatz für fast alle Anwendungen. Welche Varianten und Möglichkeiten sich dem Anwender heute bieten, zeigt das Produktportfolio von Hoffmann + Krippner.

Folienpotentiometer können in unterschiedlichen Materialien, Formen und Größen produziert werden.

Das Unternehmen Hoffmann + Krippner mit Sitz in Buchen (Odenwald) produziert unter der Marke Sensofoil seit fast zwei Jahrzehnten Potentiometer in eigener Fertigung. Seit Mitte des vergangenen Jahres werden die Produkte auch unter eigener Regie vertrieben. Flach, nahezu verschleißfrei und hermetisch dicht - das sind die Haupteigenschaften von Folienpotentiometern. Und damit sind sie die ideale Funktionsebene für lineare und rotative Sensoren. Die einfachste Variante besteht im Wesentlichen aus einer Basisfolie (Polyester) mit aufgedruckter Widerstandsschicht, einem Abstandshalter sowie einer darüber liegenden Kollektorfolie. Die extrem flache Bauform von nur 0,5 bis 1 mm Dicke, sowie die Schutzart IP65 ermöglichen Anwendungen, die mit konventionellen Potentiometern nicht oder nur unter großem Aufwand realisierbar sind.

Zusammen mit einem anwendungsseitigen Schleifer wird das Folienpotentiometer zum Potentiometer und kann somit in Spannungsteilerschaltung betrieben werden. Es ist unempfindlich gegen EM-Störungen, liefert ein 1:1 Signal und behält die Istwertposition auch bei einem Spannungsausfall. Das klingt alles sehr einfach – aber bereits hier trennt sich die Spreu vom Weizen. Denn wenn ein Folienpotentiometer den Dienst quittiert, war in der Regel der Schleifer das zerstörende Element. Der Knackpunkt liegt darin, dass der Schleifer den Eigenschaften des Folienpotentiometers fachgerecht angepasst werden muss. Und dazu gehört, eine sinnvolle Wechselwirkung zwischen Schleiferform, Schleifergröße (Anpressfläche) und dem Schleiferanpressdruck zu ermitteln. So muss beispielsweise bei Glasfasermaterial eine erhöhte Steifigkeit bei Kälte beachtet werden, die einen großen Toleranzbereich des Schleiferanpressdrucks bedingt. Nur das optimale Zusammenspiel zwischen Schleifer und Potentiometer gewährleistet die Messresultate und die Langlebigkeit der Materialien, die der Anwender erwartet. Hoffmann + Krippner bietet nicht nur Schleifer für ein breites Anwendungsgebiet, das Unternehmen kann aufgrund seiner langjährigen Erfahrungen auch gezielt Empfehlungen zum Schleifer aussprechen.
Folienpotentiometer lassen sich aufgrund ihrer flachen Bauform in extrem beengten Bauräumen einsetzen. Das ist einer der großen Vorteile. Ein weiterer hängt mit der Möglichkeit des kundenspezifischen Designs zusammen. Denn Folienpotentio- meter gibt es linear, kreisförmig oder der Funktion folgend - und das ist mit relativ geringen Kosten verbunden. Betriebswirtschaftlich gesehen ist dieses Produkt also immer eine gute Alternative. Aber welches Folienpotentiometer nehme ich für welche Anwendung?

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Schleifer und Potentiometer müssen zusammenspielen

Die Entwicklung und Verarbeitung neuer Werkstoffe hat dem Folienpotentiometer breite Einsatzmöglichkeiten beschert. Ein Folienpotentiometer auf Polyesterbasis ist die günstigste Alternative. Die Dicke beträgt ca. 0,5 Millimeter und es eignet sich für einen Temperaturbereich von -40 bis +55 Grad Celsius, bei einer Lebensdauer von mehreren Millionen Zyklen. Ewas aufwändiger ist die Hybridvariante. Hier bildet ein Polyestermaterial oder FR4 (Epoxydharz + Glasfasergewebe) den Widerstandsträger; die Oberfläche besteht aber aus einem metallischen Material. Diese Bauart ist geeignet für Temperaturbereiche bis 85 Grad Celsius und besonders für die Einsätze interessant, in denen lange Standzeiten des Schleifers auf dem Folienpotentiometer unabdingbar sind (beispielsweise statische Anwendungen). Positiv hierbei ist, dass der so genannte Eindelleffekt gegenüber Glasfasermaterial deutlich geringer ist oder überhaupt nicht auftritt.

Die Magnetvariante ist eine weitere Möglichkeit. Sie kann berührungslos durch Permanentmagneten betätigt werden, indem ein Eisenband die Betätigungsfunktion übernimmt. Hier wird analog zum Weg des Magneten eine Ausgangsspannung geliefert. Dieser Aufbau ist sehr langlebig, da der Verschleiß sehr gering ist. Zudem kann der Magnet innerhalb eines Gehäuses angebracht werden, während das Potentiometer außerhalb des Gehäuses liegt. Bei dem bereits erwähnten Glasfasermaterial ist die Palette der Eigenschaften stark materialabhängig. In der Regel wird ein FR4-ähnliches Material eingesetzt. Hoffmann + Krippner verwendet hier als Widerstandsmaterial aber ein langlebiges Leitplastikmaterial anstelle von Carbon. Zusätzlich besteht auch die Option, auf dem FR4 eine Bauteilebestückung durchzuführen.

Interessant für den Anwender ist, dass sich diese Varianten auch noch miteinander kombinieren lassen. Sie werden dann als Module bezeichnet. Beispielsweise der Hybrid mit der Magnetvariante, oder die Kombination aus FR4, Hybrid und Magnet. All dies zeigt die Vielfältigkeit und damit die Möglichkeiten auf fast jedes Kundenproblem eingehen zu können. Darüber sind Folienpotentiometer auch als Sollwertgeber in ein Bedienpanel integrierbar, denn sie sind wasserdicht und auch mit Handschuhen bedienbar. Damit bilden sie eine willkommene Ergänzung innerhalb der Eingabesysteme auf Folienbasis, da sie ihre Funktionsfähigkeit auch bei Wasser, Schmutz und sonstigen Verunreinigungen beibehalten.

Thomas Krekeler (Hoffmann+Krippner) / Dr. Peter Stipp

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