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Drehpotentiometer, insbesondere für gedruckte Schaltungen Die Erfindung
betrifft die Ausbildung eines Drehpotentiometers kleinster Abmessungen in Form eines
selbständigen Bauelements, welches insbesondere für gedruckte Schaltungen geeignet
ist, mit zur Halterung des Potentiometers auf deT Grundplatte der Schaltung dienenden
Befestigungsorganen, die gleichzeitig als Stromzuführung für das Widerstandselement
ausgebildet sind.
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Es sind Widerstandstrimmer bekannt, bei denen Widerstandsschichten
auf Tragkörpern aufgetTagen und über leitfähige Bahnen mit bestimmten Kontaktstellen
auf den Tragkörpern elektrisch verbunden sind. Auch der mittlere Widerstandsabgriff
ist über eine elektrisch leitfähige Bahn mit einer solchen Kontaktstelle auf dem
Tragkörper kontaktiert. Die Kontaktstellen liegen am Rande des Tragkörpers. An diesen
Stellen sind nun entweder Leitungsdrähte auf diese Kontaktstellen aufgelötet, oder
es sind Kontaktfahnen aufgenietet. Diese Kontaktfahnen haben an ihren Enden zur
Durchführung von Leitungsdrähten dienende Bohrungen. Die bekannten Widerstandstrimmer
bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen, so daß einerseits deren Herstellung
umständlich ist und andererseits besonders kleine Bauelemente nicht hergestellt
werden können. Darüber hinaus sind diese Widerstandstrimmer nicht zum Einstecken
in gedruckte Schaltungen vorgesehen, da die aufgenieteten Lötösen nicht als einfache
Steckkontakte verwendet werden können. Auch die drahtförmigen Anschlußleiter sind
nicht zum Einbau in gedruckte Schaltung geeignet, da sie keinen definierten Halt
des Bauelements in der gedruckten Schaltung gewährleisten.
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Es ist andererseits bekannt, gedruckte Schaltungen auf Trägerplättchen
aufzubringen, die an einer Seite Einsteckzapfen für den Einbau in weitere gedruckte
Schaltungen aufweisen. Hierdurch ist es möglich, zwei verschiedene Schaltplatten
durch Ineinanderstecken zusammenzubauen. über die Art der Kontaktierung und Befestigungy
der einzelnen Bauelemente auf diesen gedruckte Schaltungen aufweisenden Plättchen
sind keine Angaben gemacht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Potentiometer zu schaffen, welches
sich in einfacher Weise auf der Grundplatte der Schaltung (Chassis od. dgl-) befestigen
läßt und bei dem die Kontaktbildung der Anschlüsse mit den auf die Grundplatte flächenhaft
aufgedruckten bzw. aufgeätzten Leitungsbahnen auf schnellem Weg ge, beispielsweise
nach dem bekannten Verfahren der Tauchlötung, bewirkt werden kann. Ferner soll ein
solches Drehpotentiometer wie sämtliche für gedruckte Schaltungen vorgesehene Bauelemente
von kleiner Größe, sein und aus einer geringen Anzahl von Bauteilen bestehen.
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Gemäß der Erfindung ist ein solches Drehpotentiometer derart ausgebildet,
daß die Befestigungsorgane aus der Trägerplatte für das Widerstandselement herausgearbeitet
und mit der Stromzuführung dienenden metallischen Schichten versehen sind. Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn die Befestigungsorgane als Aufsteckorgane ausgebildet sind,
welche in besondere, in der Grundplatte der Schaltung vorgesehene Bohrungen oder
Schlitze eingestreckt werden. Beispielsweise können die Befestigungsorgane in Form
einer oder mehrerer Zungen aus der TrägeTplatte herausgearbeitet sein, welche in
entsprechende Schlitze in der Grundplatte der Schaltung hineinpassen. Dabei ist
es zweckmäßig, besondere Anschläge vorzusehen, welche die Eindringtiefe der Befestigungsorgane
in die Bohrungen oder Schlitze festlegen. Sind mehrere Aufsteckzungen aus der Trägexplatte
herausgearbeitet, so empfiehlt es sich, die einzelnen Zungen verschieden breit auszugestalten,
um eine Verwechslung der Anschlußelemente, welche erfindungsgemäß auf den Befestigungszungen
aufliegen, zu vermeiden.
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Die elektrischen Anschlußelemente werden beispielsweise nach dem an
sich in der Technik der g gedruckten Schaltungen bekannten Verfahren aufgeätzt oder
aufgedruckt. Besonders empfiehlt es
sich, auch den inneren Kontaktring
des Potentiometers in Form einer dünnen, kreisrunden Metallschicht aufzubringen,
die mit ihren metallischen Anschlußschichten eine zusammenhängende. Einheit bildet.
Ebenso wird die Widerstandsbahn in nahezu flächenhaft dünner Schicht nach Art der
gedruckten Schaltungen als Schichtwiderstand aufgeätzt oder aufgedruckt.
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Für sämtliche Metallschichten ist es vorteilhaft, wenn sie aus einem
lötbaren Metall, wie z. B. Zink oder Kupfer, gegebenenfalls mit dünner Silberauflage,
bestehen. Die Verlötung der metallischen Leitungsbahnen der Schaltung wird dann
in einfacher Weise durch bloßes Eintauchen der Schaltungsplatte (Chassis) in eine
Schmelze des Lötmetalls bewirkt (Tauchlötung). Als geeignetes Material für die Trägerplatte
hat sich insbesondere Hartpapier oder glasfaserverstärktes Epoxydrnaterial bewährt.
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An Hand einiger Ausführungsbeispiele sei die Erfindung im folgenden
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Trägerplatte des
erfindungsgemäßen Potentiometers, bei dem aus der Trägerplatte drei verschiedene
Aufsteckzungen 1, 2, 3 herausgearbeitet sind. Die Zungen sind dabei
verschieden breit ausgebildet, um eine Verwechslung der Anschlüsse beim Aufstecken
des Potentiometers auf die Grundplatte zu vermeiden. Mit 4 ist die nach bekannten
Methoden als dünne Schicht aufgetragene Widerstandsbahn bezeichnet, deren Enden
von je einer auf die Zungen 1 und 3
aufgebrachten Metallschicht
5 und 6 überlappt werden. Auf diese Weise wird eine gute Kontaktierung
der Widerstandsschicht mit den Anschlußelementen 5
und 6 erzielt. Der
innere Kontaktring 7 ist ebenfalls als dünne, die Bohrung 8 umgebende
Metallschicht ausgebildet und mit einer auf der Zunge 2 aufliegenden Verlängerung
9 versehen, welche als Anschlußelement für den Kontaktring 7 dient.
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In Fig. 2 ist in Vorder- und Seitenansicht gezeigt, wie das Potentiometer
auf der Grundplatte der Schaltun- 10 befestigt wird. Zu diesem Zweck sind
in deT Grundplatte drei Schlitze 11, 12 13 vorgesehen, in welche die
Zungen 1, 2 und 3 des Potentiometers eingesteckt werden. Die Länge
dieser Schlitze ist genau der Breite der Zungen angepaßt, so daß ein fehlerhaftes
Einstecken nicht möglich ist. Der untere Rand 14 der Trägerplatte zwischen den Zungen
1
und 2 bzw. 2 und 3 dient dabei als Anschlag, der die Eindringtiefe
der Zungen in die Schlitze begrenzt. In Fig. 2 ist der Vollständigkeit halber auch
die Schleiffeder15 aufgenommen, welche als Kurzschlußbügel die Widerstandsbahn 4
mit dem inneren Kontaktring 7 leitend verbindet. Sie besteht vorzugsweise
aus Bronzeblech, Wie aus der Seitenansicht der Fig. 2 hervorgeht, bildet die Schleiffeder
zusammen mit der Achse einen einzigen Teil. Zu diesem Zweck ist an der für die Achse
vorgesehenen Stelle an der Schleiffeder eine nasenförmige Ausbuchtung
16 vorgesehen, welche durch das in der Trägerplatte vorgesehene Loch
8 gesteckt wird. Die Fixierung der Achse erfolgt dabei in einfacher Weise
dadurch, daß der auf der Rückseite der Trägerplatte Überstehende Teil
17 breitgedrückt wird. Die Betätigung der Schleiffeder kann beispielsweise
an Hand einer in der Achse vorgesehenen Kerbe mittels eines Schraubenziehers erfolgen.
Die Kontaktierung der metallischen Anschlußschichten 5, 6 und 9 mit
den an den Einsteckschlitzen in der Grundplatte 10 endenden Leitungsbahnen
kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß die Platte 10 in eine Schmelze
des Lötmetalls kurzzeitig eingetaucht wird; sie ist aber auch mittels Kolbenlötung
möglich.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Potentiometers,
bei dem man mit nur zwei Aufsteckzungen auskommt, ist in den Fig. 3 a bis
3 c dargestellt. Dabei zeigt Fig. 3 a die Vorderansicht und Fig.
3 c die Rückansicht des auf die Grundplatte aufgesteckten Potentiometers.
Fig. 3 b stellt einen Schnitt durch die Trägerplatte des Potentiometers dar.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die aufgedruckte Widerstandsbahn
18 auf der Vorderseite und die als innerer Kontaktring dienende Metallschicht
19 auf der Rückseite der Trägerplatte des Potentiometers vorgesehen. Die
Widerstandsbahn ist dabei wieder mit zwei dünnen Metallschichten kontaktiert, welche
auf den beiden Aufsteckzungen 20 und 21 aufgebracht sind und die als Anschlußelemente
dienen. Der Kontaktring 18 auf der Unterseite besitzt entsprechend den beiden
Aufsteckzungen ebenfalls zwei metallische Anschlußschichten. Bei dieser Ausbildungsfonn
des erfindungsgemäßen Potentiometers ist auf jeder Seite der Trägerplatte ein drehbares
Kontaktelement erforderlich, die durch eine Achse miteinander in leitender Verbindung
stehen. Auf der Seite der Widerstandsbahn 18 ist die Kontaktfeder 22 vorgesehen,
welche mit einem Punkt der Widerstandsschicht 18 Kontakt macht; auf der Rückseite
befindet sich der Schleifring 23, der in jeder Stellung mit der metallischen
Schicht 19 in Verbindung steht. Die Wirkungsweise dieser Potentiometerausführung
wird aus dem Ersatzschaltbild der Fig. 4 verständlich, in der zwei Einsteckschlitze
der Grundplatte mit 24 und 25 und die an diesen Schlitzen endenden Leitungsbahnen
mit 26, 27 und 28 bezeichnet sind. Bei eingestecktem Potentiometer
legt sich zwischen die Bahnen 26 und 27 der gesamte Potentiometerwiderstand
29, welcher der Widerstandsschicht 18 in Fig. 3 entspricht.
Auf der Rückseite des Potentiometers wird mittels der Schleiforgane und der metallischen
Potentiometerachse in jeder Stellung des Potentiometers zwischen der Leitungsbahn
28 und dem mittleren Potentiometerabgriff Kontakt hergestellt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das erfindungsgemäße
Potentiometer auch mit einem Schalter versehen sein, wobei die Potentiometeranordnung
auf der einen Seite der Trägexplatte und die Schaltervorrichtung auf der anderen
Seite angeordnet ist. In Fig. 5 ist die Vorder- und Rückseite der Trägerplatte
für ein solches Potentiometer dargestellt. Die Vorderseite mit der Potentiometeranordnung
entspricht im Prinzip der Ausbildungsform gemäß den Fig. 1 und 2. Entsprechende
Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zum Unterschied von Fig.
1 und 2 ist bei dieser Ausbildungsform jedoch nur eine einzige Aufsteckzunge
aus der Trägerplatte herausgearheitet, auf welcher die drei Anschlußfahnen nebeneinanderliegend
angeordnet sind. Dementsprechend ist auch in der Grundplatte der Schaltung nur ein
einziger Einsteckschlitz vorgesehen, dessen Länge der Breite der Zunge angepaßt
ist. Um die Eindringtiefe dieser Vorrichtung zu begrenzen, sind in diesem Fall zwei
nasenförinige Vorsprünge 30 in der Trägerplatte vorgesehen. Die Rückseite
der Trägerplatte, welche die Schaltervorrichtung trägt, enthält einen teilweise
offenen Metallring
31 und einen geschlossenen Metallring
32, die ebenfalls als dünne Metallschichten ausgebildet sind und mit ihren
entsprechenden Anschlußfahnen 33
und 34 zusammenhängende Schichten bilden.
Auf beiden Seiten der Trägerplatte sind ferner - wie aus Fig. 6 hervorgeht
- je eine Schleiffeder 36 und 37,
vorzugsweise aus Bronzeblech,
bzw. entsprechende Schleifkontaktringe vorgesehen, welche an den Kontaktstellen
mit einer Körnung versehen sind. Beide Kurzschlußbügel sind mittels einerisolierendenAchse
38 gehaltert, die zweckmäßig aus einem thennoplastischen Kunststoff besteht.
Die Fixierung erfolgt dabei in einfacher Weise durch Erwärmung, der beiderseitig
überstehenden Enden 39, 40, die anschließend breitgedrückt werden. Sitzt
der äußere Kontaktpimpel 41 (Körnung) auf irgendeiner Stelle der Metallschicht
31
auf, so ist der Schalter geschlossen. Befindet er sich dagegen in dem nichtmetallisierten
Gebiet 35 in Fig. 5
(Anfangsstellung), so ist der Schalter geöffnet.
Um zu verhindern, daß der beim Schalten entstehende Lichtbogen Verkohlungserscheinungen
gibt, wird zweckmäßig für die Träggerplatte ein entsprechendes Grundmaterial ausgewählt.
Beispielsweise haben sich hierfür die unter dem Namen Aminoplaste bekannten Kunststoffe
bewährt. Eine weitere Maßnahme, um den schädlichen Einfluß der Funkenbildung entgegenzuwirken,
besteht darin, daß am Schaltpunkt, d. h. also an der übergangsstelle zwischen
der Metallschicht 31 und der nichtmetallisierten Stelle 35, ein kleines
Loch oder eine Kerbe vorgesehen ist, wodurch erreicht wird, daß sich der Schaltfunke
in Luft ausbildet. Man kann aber auch das an sich be-
kannte Prinzip des Auslaufs
über einen Hochohmwiderstand benutzen. Zur Betätigung der Vorrichtung kann zweckmäßigerweise
eine Rändelscheibe 42 aus geeignetem Kunststoff vorgesehen sein, mit der eine einfache
Bedienung von Hand möglich ist.
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Die Trägerplatte für ein nach der Erfindung hergestelltes Potentiometer
ist bei einer besonders kleinen Ausführungsforin 13 mm hoch und
9 mm breit. Die Dicke des zusammengebauten Potentiometers beträgt dabei etwa
4,5 mm und der Durchmesser der Rändelscheibe 11 mm. Diese Abmessungen liegen
unter der Größe eines Pfennigstückes.