DE1937989B2 - Trimmpotentiometer für elektronische Schaltungen - Google Patents

Description

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kontakte mit der ersten Baueinheit gemäß F i g. 3 zusammengefügt werden kann. Um eine Lösung dieser beiden Baueinheiten voneinander zu verhindern, bedarf es dabei der Anordnung eines zusätzlichen Sprengrings. Erst anschließend ist es möglich, die topfförmige Kontaktmatte aufzusetzen. Die Vielzahl komplizierter Einzelteile und die Vielzahl der vorzunehmenden Montageschritte machen eine rationelle vollautomatische Fertigung dieses bekannten Trimmpotentiometers äußerst schwierig, wenn nicht gar unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trimmpotentiometer der eingangs genannten Bauart so auszubilden, daß es eine automatisierte Fertigung ermöglicht und von beiden Seiten der Drehachse bedienbar ist ,₅

Erßndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daü das im Boden mit einer zentralen, der zusätzlichen Drehlagerung der die Kontaktplattenbohrung durchsetzenden Drehachse dienenden Bohrung versehene topfförmige Isolierstoff-Potentiometerge'iäuse mit der Widerstandsplatte zu einer eine zylindrische Wand aufweisenden ersten Baueinheit ausgestaltet ist und daß als fine zweite Baueinheit der mit der Drehachse verbundene in der zentralen Bohrung der flachen Kontaktplatte drehbar gelagerte Schleifkontakt vorgesehen ist, und die zweite Baueinheit mit der ersten durch Festlegung der als Verschlußplatte des topfförmigen !solierstoffgehäuses dienenden Kontaktplatte am Randbereich der zylindrischen Wand verbindbar ist.

Der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt besteht darin, daß das Trimmpotentiometer so ausgebildet ist, daß es praktisch aus nur zwei Bauelementen zu einer geschlossenen Einheit zusammensetzbar ist und demzufolge eine automatisierte Fertigung ermöglicht Dadurch, daß die den Schleifkonfakt tragende Drehachse einenends durch die Kontaktplatte und andernends durch den Boden des Potentiometergehäuses hindurchragt, ist das Trimmpotentiometer von der Vorder- und von der Rückseite her einstellbar.

Da bei dem Trimmpotentiometer nach der Erfindung der Schleifring zwischen der Kontaktplatte und dem Gehäuseboden angeordnet ist, kommt als zusätzlicher Vorteil die daraus resultierende günstigere Wärmeableitung in Betracht. Infolgedessen läßt sich das erfindungsgemäße Trimmpotentiometer bei gleicher Leistung kleiner dimensionieren, eine Tatsache, der insbesondere im Hinblick auf das Bestreben, elektronische Bauelemente besonders klein zu dimensionieren, besondere Bedeutung zukommt.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Oberansicht eines Potentiometers der genannten Art, teilweise geschnitten,

Fig.2 und 3 Schnitte entlang der Linie II-Il bzw. III-llIinFig. 1,

F i g.4 eine Unteransicht des Potentiometers gemäß Fig. 1,

F i g. 5 eine Oberansicht einer abgewandelten Ausführung des Potentiometers mit einigen Änderungen, um das Betätigungssystem seines beweglichen Teiles zu verbessern und die Anpassung der Vorrichtung parallel zu der Trägerplatte einer gedruckten Schaltung zu erleichtern,

F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in F ι g. 7 eine Unteransicht des Potentiometers gemäß F i g. 5,

F i g. S die Ausführung und Ankopplung des Widerstandselements der Vorrichtung,

Fig.9 das Potentiometergehäuse von außen gesehen, woraus die Formgebung der Anschlüsse ersichtlich ist, von welchen in der Zeichnung die losen Teile weggelassen wurden, mittels welcher der Anschluß der Verbindungsleiter erfolgt,

Fig. to dasselbe Gehäuse mit den Anschlüssen und dem zusammengefügten Widerstands-Band von innen gesehen und

F i g. 11 einen Schnitt durch das Gehäuse entlang der LinieXI-XI in Fig. 10.

Das Potentiometer besteht aus einem Gehäuse 1 aus elektrisch isolierendem Material, z. B. Keramikmaterial, Phenolharz, Epoxy-Harz, thermoplastischen Massen usw, in Form eines runden Topfes mit einer flachen zylindrischen Wand 2, in dere.i Innerem eine Widerstandsplatte ¹J- eingelassen ist, welcne z. B. auf Graphitbasis hergestellt ist und die Form eines Krsisringes aufweist, welcher an einer gewissen Stelle durchschnitten ist und welche in eine entsprechende Nut gleicher Form auf dem Grund des Gehäuses eingelassen ist. Ein Vorsprung 8 legt die Stellung der Widerstandsplatte in radialem Sinne fest. Vom Boden des Gehäuses steht ein Sektor eines Kreisringes 28 hervor, welcher mit einem ähnlichen Kreissektor 29 in Berührung kommt, welcher an der Drehachse 23 angeordnet ist und als fester Anschlag oder als Drehungsbegrenzung wirkt Der Boden des Gehäuses weist eine runde öffnung 3 für die Herausführung der Drehachse auf sowie einen ringförmigen Vorsprung 4, um die Basis des Gehäuses zu verstärken. Der Kontakt mit den Enden 6 und 7 des Widerstandes erfolgt mittels Anschlüssen 17 und 18, welche z. B. aus versilbertem Messingblech hergestellt sind und in lange und spitz auslaufenden Fortsätzen 15 und 16 enden, welche zum Einstecken in die entsprechenden öffnungen der Trägerplatte einer gedruckten Schaltung geeignet sind.

Ein Schleifer 9, welcher den Kontakt mit einem Mittelpunkt des Widerstandes herstellt, ist kreisringförmig und weist auf einer Seite eine Vertiefung bzw. einen Vorsprung 10 in halbkugeliger Form auf, um auf der Schleiffläche des Widerstandes einen einzigen Kontaktpunkt zu bekommen. Der Schleifer stützt sich teilweise auf der Drehachse ab, z. B. auf einem Drittel derselben. Der Rest bleibt frei und ist einer axialen Torsion unterworfen, wodurch er eine Federungskraft in bezug auf die Schleiffläche des Widerstandes entwickelt. Am entgegengesetzten Ende des Kontaktvorsprunges isl eine senkrecht zur Ringfläche abgebogene Zunge vorgesehen, welche die Stellung des Schleifers in bezug aul den Mitnehmer oder die Drehachse festlegt. Dei Schleifer stellt elektrischen Kontakt mit dem Kollektoi durch zwei auf der flachen Seite des Ringes und vorr Kontaktpunkt mit dem Widerstand gleich weit entfern ten Auswölbungen 11 und 12 her, welche in einer dei Kontaktstelle mit dem Widerstand entgegengesetzter Richtung eingearbeitet sind, so daß sie bei der Torsionsbeanspruchung, welche durch die Reaktion de! Kontaktstelle auf der Schleiffläche des Widerstände; entsteht, als Stützpunkte wirken.

Ein Kollektor 13 hat zur Aufgabe, den von deir Widerstand an irgendeinem Punkt desselben abgenommenen Strom durch den Schleifer oder das bewegliche Element des Widerstandes weiterzuleiten. An seinem flachen Teil nimmt er die Form eines Kreisringes an,

aus dessen Außenseite Arme 21 und 22 herausstellen, welche, senkrecht zu der von ihnen gebildeten Fläche abgebogen sind und sich auf die Außenseite des Potentiometer-Gehäuses auflegen und deren Enden in Form einer Schließklemme über den flachen Teil des Gehäuses greifen. Der Kollektor, welcher auf der offenen Seite des Gehäuses eingebaut ist, dient als Deckel und bedeckt die im Inneren des Gerätes liegenden empfindlichen Teile, wie z.B. die Wideistandsplatte 5 und den Schleifer 9. Der Kollektor 13 ist mit einem Vorsprung oder Lötanschluß 14 versehen, dessen Form von der gewählten Einbauart des Gerätes in die Schaltung abhängt.

Die Drehachse 23 steht an beiden Enden des Potentiometers hervor, sowohl am Unterteil des Gehäuses wie auch am Kollektor, und weist am oberen Ende 24 einen größeren Durchmesser mit einer Vertiefung 25 auf. Zur Betätigung der Drehachse ist in der Vertiefung 25 und am anderen Ende der Drehachse 23 je ein Schlitz 26 bzw. 27 oder eine durch die Drehachse hindurchgehende sechseckige Aussparung 33 oder eine Verlängerung an der Drehachse in Form eines Regelkopfes od. dgl. vorgesehen.

Der im Inneren des Gehäuses zu liegen kommende und von dem Kollektor bedeckte Teil der Drehachse 23 weist eine besonders vorteilhafte Form auf. An einem geeigneten Punkt seines Umfanges ist der Kreissektor 29 vorgesehen, welcher bei Drehung der Drehachse mit dem Kreisringsektor 28 gleichen Durchmessers auf dem Grunde des Gehäuses zusammentrifft und hierdurch die Drehbewegung auf den erforderlichen Winkel beschränkt. Die Drehachse hält den Schleifer, welchen sie bei ihrer Drehbwegung um ihre eigene Achse mitnimmt, in der richtigen Stellung zwischen der Widerstandsplatte und dem Kollektor, so daß der Schleifer in Achsrichtung biegsam sein kann und doch radial vollkommen festliegt. Hierzu ist die Drehachse an ihrem Teil 31 mit einer öffnung versehen, in welche eine Zunge 30 eingeführt wird, welche aus dem Schleifer hervorsteht. Bei Potentiometern, bei deren Größe dies ratsam erscheint, können auch zwei oder mehrere Befestigungszungen zur Verwendung kommen. Die Drehachse ist in Achsrichtung zwischen dem Grund des Gehäuses und dem Kollektor am anderen Ende eingespannt, wobei diese beiden Teile ihr als Anschläge dienen, so daß die Stellung des Schleifers festliegt, sobald die elektrische Einstellung vollzogen worden ist

Die Anschlüsse 17 und 18 des Widerstandes werden an dem Gehäuse beispielsweise mittels Nieten 19 und 20 befestigt und stellen den Kontakt mit den Enden der Widerstandsplatte auf folgende Art und Weise her:

Jeder Anschluß besitzt auf der Befestigungsseite zwei U-förmig abgebogene Blechstreifen, welche in entsprechende, im Gehäuse 1 vorgesehene öffnungen eingeführt werden. Zuerst wird einer der Streifen umgebogen, welcher hierdurch am Boden des Gehäuses verankert wird, dann wird die Widerstandsplatte aufgelegt und der andere Blechstreifen in entgegengesetzter Richtung zum ersten über die Widerstandsplatte umgebogen, so daß der direkte Kontakt zwischen dem AnschluB, dem Widerstand und einer doppelten Befestigungsklammer hergestellt wird. Auf der Außenseite wird der Anschluß in eine auf der Axialseite des Gehäuses angebrachte Vertiefung eingeführt, deren Innenform sich der des Anschlusses anpaßt Durch diese Anordnung wird vermieden, daß bei mechanischer Belastung der Anschlüsse sich der Kontakt zwischen diesen und der Widerstandsplatte verschlechtert

Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann die elektrische Verbindung zwischen dem Widerstand 5 und dem Kollektor 13 statt durch den Schleifer 9 durch ein elektrisch leitendes Element 32 erfolgen, welches in diesem Falle vorzugsweise elastische Eigenschaften aufweisen sollte, wodurch jene Teile in direkter Weise und auf die in F i g. 6 dargestellte Art miteinander verbunden werden könnten. Dieselbe Figur zeigt die Drehachse 23 mit der mittig gelegenen vieleckigen Aussparung 33, welche vorzugsweise sechseckig ausgeführt wird und dazu bestimmt ist, einen Schlüssel oder ein anderes Werkzeug aufzunehmen, dessen Vorderteil jene Form aufweist, oder zur Einführung eines Steuerstiftes dient. Der Anschluß des Kollektors im Falle der Fig.6 erfolgt mittels Anschlüssen 34 und 35, welche vorzugsweise parallel ausgerichtet eingebaut werden. Anschlüsse 36 und 37 des Widerstandselements, welche den Anschlüssen 17 und 18 entsprechen, werden vorzugsweise mit rechtwinklig abgewinkelten Fortsätzen 38 ausgeführt, wie es in F i g. 6 dargestellt ist.

In einer anderen Ausführung weist ein zylindrisches flaches Potentiometergehäuse 40 eine zylindrische Wand 39 und einen Boden auf, in dem eine mittlere öffnung für den Durchgang der Drehachse eines Schleifers angeordnet ist. Die Wand weist Ansätze 41 und 42 auf, die symmetrisch angeordnet sind und zur Befestigung eines Deckels dienen, sowie tangentiale Vorsprünge 43 und 44, welche die Form von dreieckigen Lappen aufweisen und dazu dienen. Anschlüsse 45 und 46 zu befestigen und zu stützen, welche an ihren freien, nicht dargestellten Enden in üblicher Weise Bohrungen zur Einführung der an das Potentiometerangeschlossenen Leiter aufweisen oder spitze Kontaktfahnen tragen, wie sie z. B. in F i g. 1 und 4 dargestellt sind und die dazu bestimmt sind, die Anschlußspitzen in die Trägerplatte einer gedruckten Schaltung einzuführen.

An ihren Kopfenden weisen die Anschlüsse Stege 47 und 48 in Bogenform auf, wie es F i g. 9 zeigt, und in der Nähe dieser Stege weisen sie öffnungen auf, welche mit rechteckigen und an den Enden abgerundeten Vorsprüngen 49 und 50 übereinstimmen, welche aus der Fläche der Ansätze 43 und 44 hervorstehen und dazu bestimmt sind, die Anschlüsse festzulegen, indem sie in deren öffnungen eingeführt werden. Der Boden des Gehäuses 40 weist radiale öffnungen 51 und 52 sowie 53 und 54 auf, welche als Aufnahme für die Stege 47 und 48 dienen. Ein Vorsprung 55 trennt die ^fnungen 52 und 53 im symmetrischen Mittelteil des Gehäuses.

Die Kopfenden der Anschlüsse werden in die genannten Öffnungen eingeführt, wobei aus F i g. 11 ersichtlich ist, wie ein Streifen 56, welcher in die öffnung 51 eingesteckt wird, parallel zum Steg 47 und in eine Ausnehmung umgebogen wird, welche auf der Innenfläche des Bodens des Gehäuses 40 vorgesehen ist und dessen Tiefe der Stärke des Materials entspricht, aus welchem der Anschluß gefertigt wurde, d. h. der Stärke eines Anschlußendes 57, so daß letzteres mit der genannten Fläche bündig abschließt Auf ähnliche Weise ist das Anschlußende 59 eines Streifens 58 in die öffnung 54 einbezogen, welche mit der Innenfläche des Bodens des Gehäuses 40 bündig abschließt

Ein Widerstand 60 des Potentiometers wird aus einem schichtartigen Teil von der Form eines unterbrochenen Kreisrings gebildet, wobei eine von dessen Se: tenflächen mit einem Material beschichtet ist, das wie Graphit elektrischen Widerstand aufweist und dabei den erforderlichen Widerstandswert besitzt Die An-

schlösse 45 und 46 werden an das Ende dieses Teiles angeschlossen und stellen den Ein- und Ausgang der Widerstandsschaltung dar, während der Schleifer eine kreisförmige Drehbewegung auf der Oberfläche der Widerstandsschicht ausführt.

D?s- mechanische Befestigung und der elektrische Kontakt mit den Enden des Widerstandes 60 erfolgen mittels Abschnitten 61 und 62 der Stege 47 und wozu die Stegenden 63 und 641 über den Enden < Kreisringes zusammengebogen werden, wie es F⁷ig. 10 und 11 dargestellt ist, so daß die genanni Enden je zwischen einem Paar paralleler Abschni der Stege 47 und 48 zu liegen kommen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Trimmpotentiometer für elektronische Schaltungen, mit einer die Form eines offenen Kreisrings s aufweisenden Widerstandsplatte, die am Boden des Potentiometergehäuses angeordnet ist und deren Enden jeweils mit Anschlüssen versehen sind, einer parallel zu dieser Widerstandsplatte angeordneten, den Kollektor bildenden metallischen Kontaktplatte, der ein dritter Anschluß zugeordnet ist, sowie einem eine elektrische Verbindung zwischen der Widerstandsplatte und der Kontaktplatte herstellenden Schleifkontakt, der unter elastischer Vorspannung einerseits an der Kontaktplatte und andererseits über einen Kontaktvorsprung auf der ringförmigen Widerstandsplatte aufliegt und über eine mit ihm gekoppelte Drehachse, die eine zentrale Bohrung der Kontaktplatte durchsetzt, von außen her drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das im Boden mit einer zentralen, der zusätzlichen Drehlagerung der die Kontaktplatlenbohrung durchsetzenden Drehachse (23) dienenden Bohrung versehene topfförmige Isolierstoff-Potentiometergehäuse (i) mit der Widerstandsplatte (5) zu einer eine zylindrische Wand (2) aufweisenden ersten Baueinheit ausgestaltet ist und daß als eine zweite Baueinheit der mit der Drehachse verbundene in der zentralen Bohrung der flachen Konlaktplatte (13) drehbar gelagerte Schleifkontakt (9) Vorgesehen ist, und die zweite Baueinheit mit der •rsten durch Festlegung ^J.er als Verschlußplatte des lopfförmigen IsoU^rstoffgehäuses (1) dienenden Kontaktplatte (13) am K.indbereich der zylindrilchen Wand (2) verbindbar ist.

2. Trimmpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkontakt (9) an der Innenseite der flachen Kontaktplatte (13) anliegt tnd in bezug auf die in der Kontaktplattenbohrung drehbar gelagerte Drehachse (23) durch eine von lim vorstehende Zunge (30) festgelegt ist, die in tine exzentrische Ausnehmung der Drehachse (23) •ingreift.

3. Trimmpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die exzentrische Ausnehmung zur Aufnahme der Schleifkontaktzunge (30) im Bereich eines unterhalb der Kontaktplatte (13) •nd des an dieser anliegenden Teils des Schleifkontaktes (9) vorgesehenen radialen Vorsprungs (31) der Drehachse (23) befindet.

4. Trimmpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte (13) am Rand radial vorspringende Arme (21, 22) aufweist, die zur Festlegung der Kontaktplatte an dem Geläuse (1) längs der Außenseite der zylindrischen Wand (2) des Gehäuses und zum Gehäuseboden hin imbiegbar sind.

5.Trimmpotentiometer nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich der zylindrischen Wand (39) des Gehäuses (40) radial nach innen vorspringende Ansätze (41, 42) vorgesehen sind, die den Rand der Kontaktplatte (13) übergreifen.

6. Trimmpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte (13) mit einer vom Rand vorspringenden, den dritten Anschluß bildenden Zunge (14) versehen ist.

Die Erfindung betrifft ein Trimmpotentiometer for elektronische Schaltungen, mit einer die Form eines offenen Kreisrings aufweisenden Widerstandsplatte, die am Boden des Potentiometergehauses angeordnet ist und deren Enden jeweils mit Anschlüssen versehen sind, einer parallel zu dieser Widerstandsplatte angeordneten, den Kollektor bildenden metallischen Kontaktplatte, der ein dritter Anschluß zugeordnet ist, sowie einem eine elektrische Verbindung zwischen der Widerstandsplatte und der Kontaktplatte herstellenden Schleifkontakt, der unter elastischer Vorspannung einerseits an der Kontaktplatte und andererseits über einen Kontaktvorsprung auf der ringförmigen Widerstandsplatte aufliegt und über eine mit ihm gekoppelte Drehachse, die eine zentrale Bohrung der Kontaktplatte durchsetzt, von außen her drehbar ist

Aus der USA.-Patentschrift 3 375 478 ist bereits ein Trimmpotentiometer dieser Bauart bekannt, bei dem die Drehachse von der Vorder- und Rückseite her verdrehbar ist. Bei diesem bekannten Trimmpotentiometer ist der Schleifkontakt nach Anordnung an der Innenseite eines drehbaren Isolierstoff-Gehäusedeckels in bezug auf ein zweites Bauteil mit dem offenen Widerstandsring durch ein drittes Bauteil in Form der Kontaktplatte verbindbar, indem ein vom Gehäusedeckel vorstehender Zapfen nach Hindurchführung durch die zentrale Bohiung der Kontaktplatte unter Druck und Hitzeeinwirkung mittels eines Werkzeuges mit einem verbreiterten Randabschnitt versehen wird. Das den Widerstandsring tragende zweite Bauteil und der Gehäusedeckel sind dabei flach ausgebildet. Das durch die Kontaktplatte gebildete dritte Bauteil bedarf daher einer zentralen topfförmigen Tiefziehformgebung, um das Vereinigen der verschiedenen Bauteile zu ermöglichen. Bei dieser gegenseitigen Verbindung der verschiedenen Bauteile bzw. -einheiten erfolgt jedoch kein gehäuseartiger Verschluß der funktionswesentlichen Bauteile, so daß letztere auch nicht gegen Zutritt von mehr oder weniger groben Partikeln von außen geschützt sind. Ganz abgesehen von dem auf Grund der Vielzahl zu verbindender Bauelemente bzw. -einheiten erhöhten fertigungstechnischen Aufwand, der eine automatisierte Fertigung wesentlich erschwert, wenn nicht gar unmöglich macht, ist somit auch die Tatsache in Betracht zu ziehen, daß der vorbekannte Aufbau eines Trimmpotentiometers relativ störungsanfällig ist

Aus der USA.-Patentschrift 2 160 142 ist auch bereits ein Trimmpotentiometer bekannt, bei dem die metallene Kontaktplatte topfförmig und das die Widerstandsschicht tragende Isolierstoff-Potentiometergehäuse im wesentlichen flach ausgebildet ist. Die Kontaktplatte ist auf das Potentiometergehäuse aufgesteckt, wobei sie mit ihrem umlaufenden Flansch am zylindrischen Außenumfang des Potentiometergehäuses anliegt. Das Potentiometergehäuse ist mit einer zentralen Bohrung versehen, in der die mit einem Schleifkontakt verbundene Drehachse drehbar gelagert ist Da die topfförmig ausgebildete Kontaktplatte am Boden geschlossen ist, ist diese Drehachse jedoch nur von einer Seite her zugänglich und verdrehbar. Dieses bekannte Trimmpotentiometer besteht darüber hinaus auch aus einer Vielzahl von Einzelbauteilen, die eine relativ komplizierte Fertigung und Montage erforderlich machen. Wenn die in F i g. 5 dieser Patentschrift veranschaulichten Einzelteile zu der in F i g. 3 gezeigten Baueinheit zusammengefaßt sind, dann bedarf es zunächst der Festlegung des Schleifrings an der Isolierplatte und der Drehachse, bevor diese zweite Baueinheit nach Einsetzen des Schleif-