DE1540351C - Mit einem aus Grundplatte und Ummantelung bestehenden Gehäuse versehenes Potentiometer mit sehr kleinen Abmessungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mit einem aus Grundplatte und Ummantelung bestehenden Gehäuse versehenes Potentiometer mit sehr kleinen Abmessungen, dessen in dem Gehäuse angeordnetes Widerstandselement mit zwei durch die Grundplatte führenden Leitern verbunden ist und dessen mit einem ebenfalls durch die Grundplatte führenden dritten Leiter elektrisch verbundener Schleifann an einem mittels eines Stellknopfes drehbaren Rotor befestigt ist, wobei der Rotor eine axial verlaufende Öffnung besitzt, in der ein stiftartiges Konstruktionsteil angeordnet ist, das sich mit seinem entgegengesetzten Ende bis in eine Öffnung der Grundplatte hinein erstreckt.

Bei einem derartigen, nach der USA.-Patentschrift 2 884 506 bekannten Potentiometer bildet das Kernstück für die mechanische Anordnung der einzelnen Teile des Potentiometers zueinander ein im wesentlichen zylinderförmiger Hohlkörper, der an den Außenseiten ringförmige Absätze zur Aufnahme des Widerstandskörpers und des Gehäuses und innen ao einen in dem Hohlkörper drehbaren Zylinder trägt. Mit dem drehbaren Zylinder verbunden ist einmal außen der Schleif arm, sodann die elektrische Verbindung mit dem dritten Leiter, entweder in der Form, daß der drehbare Zylinder als leitender Hohlzylinder ausgeführt ist, in dessen Hohlraum hinein sich schraubenlinienförmig der dritte Leiter erstreckt, oder in der Form einer Kontaktfeder, die auf einer mit dem dritten Leiter in Verbindung stehenden Durchführung schleift. Über den Stellknopf ist der drehbare Zylinder in dem zylinderförmigen Hohlkörper drehbar und damit der Schleifarm relativ zu dem Widerstandskörper verstellbar. Dieses bekannte Potentiometer ist daher verhältnismäßig kompliziert aufgebaut.

■ Ferner ist ein abdichtbares Potentiometer bekannt, dessen Rotor mechanisch mit einer durch das Potentiometergehäuse hindurchgehenden Stellwelle verbunden ist. Die Stellwelle ist am freien Ende drehbar in einem Wälzlager gelagert, das seinerseits in einer Ausnehmung der Grundplatte des Gehäuses angeordnet ist (USA.-Patentschrift 2 857 496). Es ist eine andere Potentiometeranordnung bekannt, bei der das Antriebsorgan des Schleifkontaktes eine Isolierscheibe ist, die eine Mittelöffnung für den Durchtritt einer Antriebswelle und einen Querschlitz für die Aufnahme eines Teils einer Kontaktfeder aufweist, die ein Schleifkontakteiement trägt. Diese bekannte Anordnung ist verhältnismäßig niedrig belastbar (deutsche Auslegeschrift 1065 066).

Es ist weiterhin ein Schleifer für einen Widerstandsfernsender bekannt, bei dem von einem mit der Antriebswelle mechanisch gekoppelten radial verlaufenden Arm sich in Umfangsrichtung eines kreisförmig angeordneten Widerstandselements eine Kontaktfeder erstreckt, die federnd an dem Widerstandselcmcnt anliegt (deutsches Gebrauchsmuster 1 797 598). Schließlich ist ein Potentiometer bekanntgeworden, bei dem der dritte Leiter mit einer auf einer Grundplatte des Potentiometers angeordneten kreisförmigen Schiene elektrisch verbunden ist, auf der zusätzlich ein Kontakt des Schaltkontaktarms schleift ([ JSA.-Patentschrift 2 873 336).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Potentiometer weiter zu vereinfachen, in ihren Abmessungen bei mindestens gleichbleibender elektrischer Lei'.luiiji; zu verkleinern und somit ihren Anwendungsbereich zu vergrößern.

Bei einer Anordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das stiftartige Konstruktionsteil die Form eines geraden Stiftes besitzt, der mit dem Rotor mechanisch fest verbunden ist und der in einer sacklochartigen Öffnung der Grundplatte drehbar gelagert ist, und daß der Rotor einen in Richtung des Durchmessers verlaufenden Querschlitz aufweist, in dem der Schleifarm angeordnet ist. Ein so ausgebildetes Potentiometer hat gegenüber den bekannten Potentiometern den Vorteil, daß der das gesamte Potentiometer tragende zylinderförmige Hohlkörper wegfällt, wodurch eine wesentliche Vereinfachung, Verkleinerung und Gewichtsverringerung für das Potentiometer erzielt wird. Bei dem Potentiometer nach der Erfindung ist die Grundplatte gleichzeitig Trägerkörper und Teil der Ummantelung, durch den die Leiter geführt sind. Auch der Rotor ist über den erfindungsgemäß vorgesehenen Stift in der Grundplatte gelagert.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist der dritte Leiter im Inneren des Gehäuses elektrisch mit einer zum Stift konzentrischen und auf der Grundplatte angeordneten Sammelschiene verbunden, auf der eine mit dem Schleifarm verbundene Kontaktzunge schleift.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Potentiometers nach der Erfindung dargestellt. Die Darstellung erfolgte der besseren Übersicht wegen in vergrößertem Maßstab. Ein Potentiometer nach der Erfindung ist im allgemeinen nicht größer als ein Standardtransistor. Es hat z. B. einen Durchmesser von etwa 9 mm und, ohne die nach außen verlaufenden Teile der elektrischen Leiter, eine Höhe von etwa 7 mm. Sein Gewicht beträgt etwa 1 g. Mit diesen Abmessungen und einer Ausführung, wie sie an Hand der Zeichnung noch beschrieben wird, kann das Potentiometer einen Gesamtwiderstand von 50 000 0hm haben und bei einer Umgebungstemperatur von 70° C mit einer Leistung von 1 Watt belastet werden.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein Potentiometer nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.

Das Potentiometer nach der Erfindung besitzt ein Gehäuse aus einer Ummantelung 11 und einer Grundplatte 12 mit kreisförmigem Grundriß. Die Grundplatte 12 ist vorzugsweise aus plastischem Material gegossen, beispielsweise aus Phenolharz. Sie geht in Richtung der Ummantelung 11 in einen Zylinder 13 über, dessen Außendurchmesser mit dem Durchmesser der Innenfläche der Ummantelung übereinstimmt, der kleiner ist als der der Grundplatte 12. Zwischen Grundplatte 12 und Zylinder 13 entsteht so ein Absatz 14, auf dem der Rand der Ummantelung 11 aufsitzt. Die Verbindungsfiächen zwischen Ummantelung 11 und Grundplatte 12 bzw. Zylinder 13 sind vergossen, um eine feuchtigkeits- und staubsichere Abdichtung für das Potentiometer zu schaffen. Auf einem innen am Zylinder 13 vorgesehenen ringförmigen Anschlag 15 ist ein Widcrstandselcment 16 befestigt.

Das Widerstandselement 16 ist als ringförmiger Kern mit ellipscnartigcm Querschnitt dargestellt, der in bekannter Weise mit Widcrstandsdraht umwickelt ist. Das Widcrstandselcment kann auch einen ringförmigen Kern mit Kreisquerschnitt besitzen, es kann ferner aus einer mit Widerstandsdralit

umwickelten Karte, einem Film oder einer Schicht aus Widerstandsmaterial, die auf einen Grundkörper nach bekannten Verfahren aufgebracht sind, bestehen.

Durch die Grundplatte 12 führen elektrische Leiter 17, 18, die sämtlich vorzugsweise starr oder halbstarr ausgeführt sind, so daß sie in einen Sockel eingesteckt werden können, der z. B. in einer gedruckten Schaltung angeordnet ist. Die Leiter 17,18 sind, z. B. mit Epoxydharz, in die Grundplatte 12 eingegossen, um das Gehäuse feuchtigkeits- und staubsicher abzudichten.

Mit dem sich durch die Grundplatte 12 hindurcherstreckenden Leiter 17 ist über eine Verbindungsleitung 19 das eine Ende des Widerstandselements 16 elektrisch verbunden. Die gleiche elektrische Verbindung besteht zwischen einem weiteren durch die Grundplatte 12 führenden elektrischen Leiter und dem 'entgegengesetzten Ende des Widerstandselements 16. ao

Etwa in der Mitte des Gehäuses ist in einem in der Grundplatte 12 vorgesehenen Lager 21 ein einen Rotor 22 tragender Stift 23 gelagert. Der Rotor 22 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material, z. B. aus Tetrafluoräthylen, Poly- »5 trifluormonochloräthylen, keramischem Material od. dgl. Der Rotor 22 ist mit einer axialen öffnung versehen, die nur einen Teil seiner Länge ausmacht und die den Stift 23 aufnimmt. Der Rotor 22 er^ streckt sich nicht bis zur Oberseite der Grundplatte 12, sondern ist von ihr auf Abstand gehalten durch den Stift 23. Auf diese Weise ist der Rotor 22 etwa ■ in der Mitte des Potentiometers drehbar gelagert. In dem Rotor 22 ist weiterhin ein Querschlitz 24 vorgesehen, der sich quer zur Längsachse durch den Rotor hindurcherstreckt und mit. der axialen öffnung in Verbindung steht. Der Querschlitz 24 nimmt ein Ende eines Schleifarmes 25 auf. Durch den Stift 23 wird der Schleifarm 25 im Querschlitz 24 mechanisch verriegelt. Das entgegengesetzte Ende des Schleifarmes 25 ist als Kontaktarm 26 ausgebildet, der auf der Oberfläche des Widerstandseier mentes 16 schleift. Der Schleifarm 25 besitzt weiterhin eine Zunge 27, die in Richtung auf die Grundplatte 12 zu verläuft und auf einer elektrisch leitenden Sammelschiene 28 gleitet, die konzentrisch zum Rotor 22 auf der Grundplatte angeordnet ist. Die Sammelschiene 28 ist elektrisch mit dem Leiter 18 verbunden. Der Schleifarm 25 ist vorzugsweise aus einem Edelmetall, z. B. aus einer Platinlegierung, hergestellt und wird aus einer Platte als zusammenhängender Körper mit als Kontakt ausgebildeten Enden gestanzt.

Aus dem Oberteil der Ummantelung 11 ragt ein Stellknopf 31 hervor, über den der Widerstand des Potentiometers veränderbar ist. Der Stellknopf 31 weist einen Flansch 32 mit einer darin gebildeten Ausnehmung 34 auf. In der Ausnehmung 34 ist ein O-Ring33 angeordnet, der vorzugsweise aus einem Silikonmaterial hergestellt ist und der eine feuchtigkeits- und staubsichere Abdichtung zwischen der Ummantelung und dem inneren Hohlraum des Gehäuses an dieser Stelle bildet. Innerhalb des Flansches 32 ist eine weitere Ausnehmung 35 zur Aufnahme des oberen Teils des Rotors 22 im Paßsitz oder als Einsatzj;uß od. dgl. gebildet. Der Stcllknopf 31 kann sowohl aus Metall, z. B. aus rostfreiem Stahl, als auch aus elektrisch nichtleitendem Material, z.B. Nylon, bestehen. Rotor22 und Stellknopf31 können auch aus einem Stück hergestellt sein.

Das allseits abgedichtete Potentiometer-Gehäuse macht es möglich, das Potentiometer vollständig in eine Vergußmasse einzutauchen, ohne daß ein Leckwerden befürchtet werden muß. Der innere Hohlraum des Potentiometers kann wenigstens teilweise mit einer viskosen Flüssigkeit, z. B. mit einem Silikonschmiermittel, gefüllt werden. Das Vorhandensein einer solchen Flüssigkeit wirkt mit bei der Dämpfung von Schwingungen, die bei der Berührung des Kontaktarms 26 mit dem Widerstandselement 16 auftreten können, wenn das Potentiometer großen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Die Flüssigkeit nimmt auch beim Schleifen des Schleifanns auf dem Widerstandselement sich lösende Partikeln auf und hindert diese dadurch daran, unter Umständen die Wirkungsweise des Potentiometers zu stören. Zusätzlich stellt das Silikonmittel ein ausgezeichnetes Schmiermittel sowie einen ausgezeichneten Wärmeleiter dar, was die Belastbarkeit des Potentiometers verbessert.

Das Potentiometer nach der Erfindung kann einen Anschlag besitzen, der den Schleifarm daran hindert, sich über einen gewünschten Punkt hinaus auf dem Widerstandselement zu drehen.

Die Grundplatte 12 kann in Fällen, bei denen es erwünscht ist, eine größere Leistung als die eingangs angegebene abzuleiten, aus einem Material hergestellt sein, das eine bessere Wärmeleitfähigkeit aufweist, z. B. aus Aluminium. In diesem Fall müssen die spannungsführenden Teile, * wie Widerstandselement 16, Leiter 17,18 und Sammelschiene 28, gegenüber der Grundplatte 12 isoliert sein. Bei Verwendung einer solchen Grundplatte kann das Potentiometer nach der Erfindung bei einer Raumtemperatur von 70° C mit einer Leistung von 2 Watt belastet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mit einem aus Grundplatte und Ummantelung bestehenden Gehäuse versehenes Potentiometer mit sehr kleinen Abmessungen, dessen in dem Gehäuse angeordnetes Widerstandsclement mit zwei durch die Grundplatte führenden Leitern verbunden ist und dessen mit einem ebenfalls durch die Grundplatte führenden dritten Leiter elektrisch verbundener Schleifarm an

* einem mittels eines Stellknopfes drehbaren Rotor befestigt ist, wobei der Rotor, eine axial verlaufende Öffnung besitzt, in der. ein stiftartiges Konstruktionsteil angeordnet ist, das sich mit seinem entgegengesetzten Ende bis in eine öffnung der Grundplatte hinein erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das stiftartige Konstruktionsteil die Form eines geraden Stiftes

(23) besitzt, der mit dem Rotor (22) mechanisch fest verbunden ist und der in einer saeklochartigen Öffnung (21) der Grundplatte (12) drehbar gelagert ist, und daß der Rotor (22) einen in Richtung des Durchmessers verlaufenden Querschlitz

(24) aufweist, in dem der Schlei farm (25) angeordnet ist.

2. Potentiometer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Leiter (18) im

Inneren des Gehäuses elektrisch mit einer zum Stift (21) konzentrischen und auf der Grundplatte (12) angeordneten Sammelschiene (28) verbunden ist, auf der eine mit dem Schleifann (S) verbundene Kontaktzunge (27) schleift

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen