DE1615873B2 - Drehpotentiometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehpotentiometer mit einem Gehäuse, dessen Isolierstoffdeckel sowohl das Lager für die Stellwelle als auch das Widerstandselement, die beiden mit den Enden des Widerstandselementes verbundenen Anschlußklemmen sowie einen Schleifring mit dessen Anschlußklemme aufnimmt, und mit einem mit der Stellwelle drehfest verbundenen Schleifer, der einerseits mit dem Schleifring und andererseits mit einer Schleifbahn des Widerstandselementes in Kontaktberührung steht.

Bei einem bekannten Drehpotentiometer dieser Bauart besteht der Deckel aus Keramikmaterial und auf seine Innenseite ist das Widerstandselement direkt aufgebrannt. Derartige Widerstandsfilme, die auf einem Keramikträger festgelegt sind, erweisen sich als außerordentlich günstig und dauerhaft, jedoch bereitet die Herstellung des Keramikträgers bei dem bekannten Potentiometer Schwierigkeiten, weil verschiedene Nuten, Kurven, Ausnehmungen usw. geformt werden müssen, in die ein Schleifring, die Klemmen und andere Teile eingelegt werden. Da ein

ίο solches Widerstandselement dadurch hergestellt wird, daß ein Widerstandsfilm aus Metallkeramik auf einer auf hoher Temperatur stehenden Trägeroberfläche abgelagert wird, ist es erforderlich, für diesen Träger ein thermisch widerstandsfähiges Material zu benutzen, und die üblichen Plastikisolierstoffe sind dafür nicht anwendbar. Die Formgebung eines solchen aus Keramikmaterial bestehenden Deckels ist jedoch schwierig und teuer, weil komplexe Werkzeuge und Formen erforderlich sind. Diese hohen Kosten werden noch erhöht, da die Schleifwirkung des Keramikpulvers, das beim Pressen des Keramikdeckels benutzt wird, einen schnellen Verschleiß der Werkzeuge und Formen bewirkt, so daß ein häufiger Ersatz notwendig ist. Außerdem sind komplizierte Vorrichtungen zur Befestigung der Klemmen an dem Keramikdekkel erforderlich, wenn der. Stellwiderstand abge-

, . schlossen wird, da die Anschlußklemmen von einer Metalltragplatte und dem metallischen Gehäuse isoliert sein müssen. Außerdem müssen die Anschlußklemmen fest im Deckel verankert sein, um ein Lösen oder Strecken der Verbindung zwischen den Endteilen der Klemmen und den Enden" 3es~ Keramikwiderstandselementes zu verhindern. Außerdem erhöht sich mit der Zahl der im Keramikdeckel vorgesehenen Kurven und Hohlräume die Gefahr des Verziehens und Wölbens der Trägeroberfläche des Keramikdeckels, da das Substrat beim Brennen um ungefähr 25% schrumpft. Alle Versuche, das Verziehen und Wölben durch Vereinfachung des Keramikdeckels zu vermindern, scheiterten an den sich hierdurch erhöhenden Kosten zur Befestigung von Anschußklemmen am Deckel. Der Bedarf derartiger Potentiometer mit Keramikstellwiderständen nimmt jedoch schnell zu, da derartige Stellwiderstände gegenüber Metallfilm- oder Kohlenstoff- oder Kohlenstoffilmwiderständen in elektrischer Hinsicht wesentliche Vorteile aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehpotentiometer mit Keramik-Widerstandselement zu schaffen, das leicht und billig mit hoher Genauigkeit herstellbar ist und in elektrischer und mechanischer Hinsicht außerordentlich dauerhaft ist. ■ - -

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Widerstandselement in an sich bekannter Weise ein auf einen Keramikträger aufgebrannter Film ist, und der Keramikträger in einer den Schleifring konzentrisch umgebenden Ringnut des Isolierstoffdeckels derart eingesetzt ist, daß die rechtwinklig abgebogenen inneren Enden der bei der Herstellung des Isolierstoffdeckels eingeformten Anschlußklemmen mit dem Widerstandsfilm in elektrisch leitender Verbindung stehen. Der Keramikträger selbst kann, da er als einfacher Ring ohne Ausnehmungen, Hinterschneidungen, Nuten od. dgl. ausgebildet ist, auf verhältnismäßig einfache Weise hergestellt werden, weil die Form der zu benutzenden Werkzeuge ebenfalls einfach ist. Andererseits

kann der Deckel selbst, in den der Keramikring eingelegt wird, trotz der erforderlichen Nuten, Ausnehmungen usw. billig im Preß- oder Spritzverfahren aus Kunststoffisoliermaterial hergestellt werden, wobei sich infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ein sehr leichter und schneller Zusammenbau ergibt.

Zweckmäßigerweise sind die Endabschnittte der Anschlußklemmen durch Schlitze des Keramikträgers geführt und werden in diesen Schlitzen durch einen metallisch leitenden Kleber gehalten, der die elektrisehe Verbindung mit jeweils einer Anschlußklemme des Widerstandsfilms bewirkt. Um diese Festlegung zu erleichtern, sind die Schlitze des Keramikträgers zu verbreiternden Mündungen erweitert, die mit dem leitfähigen Kleber ausgefüllt werden, so daß eine feste Halterung gewährleistet wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Drehpotentiometers,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Fig.l,

F i g. 3 eine Ansicht des gegossenen Isolierstoffdeckels,

F i g. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Drehpotentiometers nach F i g. 1.

Das Drehpotentiometer 10 weist ein topfförmiges Gehäuse 14 und einen aus Isolierstoffdeckel 18 und Widerstandselement 21 bestehenden Oberteil 11 auf, die durch Biegelappen 14 α verbunden sind. Der im Gehäuse 14 drehbare Rotor 12 weist einen Schleifer 13 auf; um das Potentiometer auf einer nicht dargestellten Schalttafel od. dgl. festzulegen, ist eine Lagerplatte 15 mit zwei Vorsprüngen 15 α (F i g. 4) vorgesehen, die in zwei kreisförmige Ausnehmungen im Deckel 18 eingreifen. Diese Lagerplatte 15 wird auf dem Deckel 18 durch Lappen 14 α festgehalten. Von der Lagerplatte 15 nach vorn erstreckt sich eine Gewindehülse 16, die mit ihrer Innenwand 16 a die Stellwelle 17 lagert, die mit dem Rotor 12 bei 17 α (F i g. 2) vernietet ist. Um das Potentiometer 10 auf der Schalttafel od. dgl. zu orientieren, ist sie mit nach außen vorstehenden Lappen 15 b (F i g. 1 und 3) versehen, die in Schlitze der Schalttafel od. dgl. eingreifen.

Wie am besten aus F i g. 3 und 4 der Zeichnung ersichtlich, hat der gegossene Deckel 18 eine allgemein kreisförmige Gestalt mit einer Mittelöffnung 19 und einer Ringnut 20, die konzentrisch zu der Öffnungl9 liegt und das Widerstandselement 21 aufnimmt. Zwei radial nach außen vorstehende Anschlußklemmen 22 und 23 und eine Mittelanschlußklemme 24 sind in den Deckel 18 eingebettet, wobei sich die inneren Abschnitte 12 α und 23 α der äußeren Anschlußklemmen 22 und 23 von der Unterseite der Ringnut 20 nach außen und in zwei Schlitze 21 a hinein erstrecken, die in dem Widerstandselement 21 angeordnet sind. Das Widerstandselement 21 besteht aus einem Keramikträger 25 in Gestalt eines Kreisringes. Nachdem die obere Oberfläche 25 α des Keramikträgerringes 25 poliert ist, wird ein kreisbogenförmiger Keramik-Widerstandsfilm 26, z. B. durch Verspiegeln der oberen Oberfläche, abgelagert. Der Keramikträger 25 wird dann gebrannt, um den Widerstandsfilm 26 mit dem Keramikträger zu verschmelzen. Ein leitfähiger Belag 27 ist auf der Oberfläche 25 α rings um die Schlitze 21 α aufgebracht, der die Enden des Widerstandsfilms 26 überlappt. Leitfähige elektrische Epoxydverbindungen bewirken einen Anschluß der Endabschnitte 22 α und 23 α der in die Schlitze 21 α des Keramikträgers 25 einstehenden Klemmen an den leitfähigen Belag 27. Die inneren Endabschnitte 22 α und 23 α der in den Schlitzen 21 α liegenden Klemmen tragen ebenfalls zu einer gewünschten Ausrichtung zwischen dem Keramikwiderstandselement 21 und dem gegossenen Deckel 18 bei. Ein geeigneter Kleber legt das Widerstandselement in der Ringnut 20 fest. Die untere Oberfläche 20 α der Ringnut 20 ist mit zwei Löchern 28 versehen, die die inneren Endabschnitte 22 α und 23 α der Anschlußklemmen umgeben und mit der inneren Ringnut 20 in Verbindung stehen. Demgemäß wird dies Material, das sich infolge einer Adhäsion dieses Materials mit den inneren Endabschnitten an den Anschlußklemmen aufbaut, in den Ausnehmungen unter der Oberfläche 20 α der Ringnut 20 zurückgehalten. Die oberen Ränder der Schlitze 21 α in den Keramikträger 25 sind vorzugsweise so abgeschrägt, daß der Raum zwischen den Seitenbegrenzungswandungen der Schlitze 21 α und den inneren Endabschnitten der Anschlußklemmen vergrößert ist, um einen genügenden Raum und eine Kontaktfläche für das leitfähige Epoxydmaterial zu schaffen, das den leitfähigen Belag 27 mit den Anschlußklemmen verbindet.

Zur Erleichterung des Ausformens des Deckels 18 sind die Anschlußklemmen 22, 23, 24 aus einem Blech 29 ausgestanzt, wobei die Enden der Klemmen noch an diesem Blech 29 (F i g. 3) festgelegt bleiben, bis die Klemmen im Deckel vergossen sind. Dann werden die Brücken 29 α von den Klemmen abgetrennt.

Die Winkeldrehung des Rotors 12 wird durch einen Anschlagarm30 (Fig. 2) begrenzt, der radial von der Rückseite nach außen vorsteht und mit einem Anschlag 31 am rückwärtigen Rand des Gehäuses 14 zusammenwirkt. Der Schleifer 13 besitzt elastische Kontaktfinger 13 α und 13 b, die ein Schublager 12 α vorspannen, das sich von dem Rotor 12 nach der inneren Rückwand des Gehäuses 14 erstreckt. Der Schleifer 13 ist am Rotor 12 mit zwei Lappen 13 c festgelegt, die in Schlitzen 12 b im Rotor 12 geführt und über diesen gefaltet sind, so daß eine drehfeste Verbindung mit dem Rotor 14 geschaffen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Enden der Kontaktfinger 13 b miteinander verbunden und ein aus Kohlenstoff bestehender Kontaktkopf 33, der auf dem Kontaktfinger 13 b des Schleifers 13 befestigt ist, schleift auf dem Widerstandsfilm26 (Fig. 2 und 4). Die mit dem Rotor 12 verbundene Stellwelle 17 ist mit einer Ringnut 17 b ausgestattet, in die ein Sprengring 34 eingefügt ist, um die Bewegung der Welle axial nach innen zu begrenzen. Ein Schleifring 35 wird von dem Deckel 18 getragen und er ist vorzugsweise in diesem Deckel 18 eingebettet. Der Schleifring 35 ist einstückig mit der Mittelklemme 24 geformt und eine abgebogene Lasche 35 α verankert einen diametral der Anschlußklemme 24 gegenüberliegenden Teil des Schleifringes 35 im Deckel 18. Um die Lebensdauer des Drehpotentiometers 10 zu erhöhen, ist es zweckmäßig, den Druck, mit dem der Kohlenstoffkontaktkopf gegen den Widerstandsfilm drückt, zu steuern. Zu diesem Zweck ist der Rotor 12 mit Anschlägen

36 ausgestattet, die gegen den Schleifring 35 stoßen, um die Axialbewegung des Rotors zu begrenzen. Der Strom wird vom Schleifer 13 auf die Mittelklemme 12 über den Finger 13 α übertragen, der auf den Schleifring 35 abläuft. Wenn der Rotor 12 durch die Stellwelle 17 gedreht wird, dann berührt der Schleifer 13 den Widerstandsfilm 26 und den Schleifring 35, so daß der Widerstandswert zwischen der mittleren Klemme 24 und den beiden Endanschlußklemmen 22 und 23 geändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehpotentiometer mit einem Gehäuse, dessen Isolierstoffdeckel sowohl das Lager für die Stellwelle als auch das Widerstandselement, die beiden mit den Enden des Widerstandselementes verbundenen Anschlußklemmen sowie einen Schleifring mit dessen Anschlußklemme aufnimmt, und mit einem mit der Stellwelle drehfest verbundenen Schleifer, der einerseits" mit dem Schleifring und andererseits mit einer Schleifbahn des Widerstandselementes in Kontaktberührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (21) in an sich bekannter Weise ein auf einen Keramikträger (25) aufgebrannter Film (26) ist, und der Keramikträger (25) in einer den Schleifring (35) konzentrisch umgebenden Ringnut (20) des Isolierstoffdeckels (18) derart eingesetzt ist, daß die rechtwinklig abgebogenen inneren Enden (22 α, 23 α) der bei der Herstellung des Isolierstoffdeckels eingeformten Anschlußklemmen (22, 23) mit dem Widerstandsfilm (26) in elektrisch leitender Verbindung stehen.

2. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rechtwinklig abge-, bogenen inneren Enden (22 a, 23 a) der Anschlußklemmen (22, 23) durch Schlitze (21 α)! des, Keramikträgers (25) hindurchgeführt sind.

3. Drehpotentiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (21 α) des Keramikträgers (25) in der Nähe der Enden des Widerstandsfilms (26) verbreiterte Mündungen aufweisen, die einen elektrisch leitfähigen Kleber aufnehmen, der die inneren Endabschnitte (22 a, 23 α) elektrisch mit den Enden des Widerstandsfilmes (26) verbindet.

4. Drehpotentiometer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifring (35) von dem Isolierstoffdeckel (18). getragen wird.

5. Drehpotentiometer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifring (35) mit seiner Mittelanschlußklemme (24) in den Isolierstoffdeckel (18) bei dessen Herstellung eingeformt ist.