DE2600156C2 - Einstellbarer elektrischer Drehwiderstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren elektrischen Drehwiderstand mit einer eine kreisbogenförmige Widerstandsbahn sowie eine zentrisch zur Widerstandsbahn angeordnete Kollektorplatte tragenden Grundplatte aus Keramik, mit einem um eine Drehachse senkrecht zur Grundplatte an einem Schaft mit Kreisquerschnitt drehbar geführten Schleiferträger, der an seiner der Widerstandsbahn zugekehrten Stirnseite eine sich radial zur Drehachse erstreckende, zur Widerstandsbahn hin offene Ausnehmung aufweist, in die mit radial zur Drehachse verlaufender Längsachse eine auf der Kollektorplatte und der Widerstandsbahn aufsitzende Kontaktspirale, sowie ein die Kontaktspirale an die Grundplatte drückendes elastisches Druckpolster eingelegt sind, und mit einem den Schleiferträger im Bereich des Schafts haltenden Gehäuse, an dem der Schleiferträger mit einer von der Grundplatte wegweisenden Anschlagschulter ansitzt und welches die Grundplatte auf ihrer der Widerstandsbahn abgekehrten Seite mit Malterungselementen hintergreift.

Derartige Drehwiderstände sind als »Trimmer« bekannt. Sie dienen beispielsweise zur Einstellung bzw Justierung von Bildröhren in Farbfernsehgeräten, zurr Einstellen von Bezugsspannungen bei Steuer- bzw. Regelschaltungen oder zum Korrigieren elektrischer Unsymmetrien in Schaltungen.

Im Gegensatz zu häufig zu verstellenden Potentiomelern, wie sie z. B. als Lautstärkeregler. Klangblenden, usw. Verwendung finden, soll mit Hilfe eines Trimmers ein einmal eingestellter Wert möglichst dauerhaft festgehalten werden. Trimmer werden verhältnismäßig selten, z.B. 100- oder l50mal während ihrer Lebensdauer bewegt, müssen dann aber den eingestellten Wert zuverlässig festhalten. Der eingestellte Wert soll sich insbesondere nicht bei Erschülterungen des Trimmers verändern, und er muß Umgebungseinflüssen, die unter Umständen Änderungen der Kontaktübergangswiderstände hervorrufen können, wie z. B. der Einfluß von Luftfeuchtigkeit, sicher widerstehen. Die Erfüllung dieser Forderungen gestaltet sich problematisch, da bei Trimmern die Reinigung?wirkung des auf der Widerstandsbahn beim Verstellen des Schleiferträgers hin- und herbewegten Schleifkontakts entfällt.

Ein als Trimmer verwendbarer elektrischer Drehwiderstand der eingangs näher erläuterten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 52 974 bekannt. Das durch eine Kontaktspirale gebildete Kontaktelement des Schleiferträgers ermöglicht zwar eine auch im Dauerbetrieb zuverlässige Konlaktgabe, doch führen bereits einige wenige Drehbewegungen des Schleiferträgers bei sehr hochohmigen Widerstandswerten der Widerstandsbahn, z. B. bei Widerstandswerten zwisehen 40 und 100 ΜΩ, zu unzulässig hohen Änderungen dieser Widerstandswerte. Sehr hochohmige Widerstandsbahnen sind außerordentlich empfindlich gegenüber Nebenschlüssen, wie sie etwa der auf der Grundplatte abgelagerte Abrieb darstellt. Da jedoch die Kontaktspirale zwischen der Widerstandsbahn und der Kollektorplatte in ihrer ganzen Länge auf der z. B. aus harter Keramik bestehenden Grundplatte aufliegt, wird bereits durch wenige Einstellspiele des Schleiferträgers der Metallabrieb der Kontaktspirale den Widerstandswert der Widerstandsbahn unzulässig verringern.

Darüber hinaus ist es im Zusammenhang mit Metallfilm-Potentiometern bekannt (Dummer, G. W. A.: »Variable Resistors and Potentiometers«, Pitman & Sons Ltd., 1963, London, Seiten 196 bis 199), den Metallfilm der Widerstandsbahn auf eine Glas-Grundplatte aufzubringen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen insbesondere für hochohmige Widerstandswerte geeigneten elektrischen Drehwiderstand mit auch im Dauerbetrieb zuverlässiger Kontaktgabe anzugeben, bei dem Nebenschlüsse der Widerstandsbahn sicher vermieden werden.

Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Drehwiderstand löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, daß zumindest die bei Drehung des Schleiferträgers von der Kontaktspirale zwischen der Widerstandsbahn und der Kollektorplatte überstrichene Oberfläche der Grundplatte mit einem eine glatte Oberflächenstruktur aufweisenden isolierenden Material beschichtet ist. Die Oberflächenstruktur des Materials soll hierbei glatt im Vergleich zur Oberflächenstruktur der Grundplatte sein. Die Überzugsschicht vermindert den Abrieb der Kontaktspirale und verhindert Nebenschlüsse der Widerstandsbahn durch den

<>5 Abrieb als auch Nebenschlüsse durch andere mechanische Einwirkungen. Die liberzugsschicht macht ein Polieren der Grundplatte unnötig, wodurch die Herstellungskosten des Drehwiderstands verringert werden.

26 OO

Weiterhin können bei der Wahl des Materials der Grundplatte Abriebsprobleme außer acht gelassen werden; dieses Material kann somit ausschließlich nach Gesichtspunkten ausgewählt werden, die seine elektrischen Eigenschaften sowie das Aufbringen bzw. Aufdampfen der Widerstandsbahn betreffen.

Bevorzugt wird eine Ausführungsforrn, bei der darüber hinaus zumindest auch die von der Kontaktspirale bei Drehung des Schleiferträgers überstrichene, über die Widerstandsbahn radial hinausreichende Oberfläche der Grundplatte mit dem eine glatte Oberflächer,;jiruktur aufweisenden, isolierenden Material beschichtet ist. Diese Ausgestaltung ist auch vorteilhaft, wenn die Kontaktspirale nicht über die Widerstandsbahn hinausreicht, da hierdurch der radialäußere Bereich um die Widerstandsbahn vor anderen mechanischen Einflüssen geschützt ist. Die Oberfläche der Grundplatte muß nicht vollständig mit einer Überzugsschicht versehen sein; es reicht aus, wenn die Überzugsschicht einen Ring um die Widemandsbahn herum bildet.

Die Überzugsschicht besteht vorzugsweise ihrerseits aus einem abriebfesten Material; als besonders geeignet hat sich Glas erwiesen, das sich nach dem Aufbringen der Widerstandsbahn, der Kollektorplatte und ggf. zugehöriger Anschlüsse aufschmelzen läßt. Geeignet sind Glaspasten, die auf die Grundplatte aufgestrichen, aufgespritzt oder z. B. im Siebdruck aufgedruckt und anschließend eingebrannt werden können.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht eines elektrischen Drehwiderstands,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Drehwiderstand nach Fig. 1 entlang der Linie 11-1I₁

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil einer eine Widerstandsbahn tragenden Grundplatte des Drehwiderstands nach Fig. 1,

Fig.4 einen Schnitt durch den Drehwiderstand nach Fig. 2 entlang der Linie IV-IV und

F i g. 5 eine Ansicht eines Schleifers, gesehen von der Kontaktseite her.

Die Figuren zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines als Trimmer verwendbaren elektrischen Drehwiderstands, dessen Widerstandswert mittels eines in einem Lager 3 drehbar gehaltenen Schafts 5 einstellbar ist. Der Schaft 5 ist der leichteren Handhabbarkeit wegen an seinem freien Ende mit einer Riffelung 7 versehen. Ein an diesem Ende vorgesehenes Sackloch 9 trägt an seinem Boden einen Schlitz Il und dient als Führung beim Verstellen mittels eines Schraubenziehers.

Der Schaft 5 hat Kreisquerschnitt und tritt durch eine runde, seinem Durchmesser mit geringem Spiel angepaßte öffnung 13 des Gehäuses 1 ein. Die öffnung 13 bildet eine von zwei Lagerstellen des Lagers 3, dessen andere Lagerstelle durch einen von einem Steg 15 in Achsrichtung des Schafts 5 gegen die öffnung 13 versetzt am Gehäuse 1 gehaltenen Ring 17 gebildet ist. Der Ring 17 weist dem Steg 15 gegenüberliegend einen h₀ Schlitz 19 auf und liegt, da sein Innendurchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser des Schafts 5 gewählt ist, radial federnd am Schaft 5 an. Der Ring 17 bildet somit eine ausschließlich radiale Kräfte auf den Schaft 5 ausübende Reibhemmung, die den Schaft 5 verdre- (,5 hungssicher hält.

Der Schaft 5 erweitert sich im Inneren des Gehäuses 1 zu einem mit einer Anschlagschulter 21 am Gehäuse anliegenden Schleiferträger 23, dessen Unteransicht am besten aus F i g. 5 zu ersehen ist Der Schleiierträger 23 weist, wie in der Schnittdarstellung nach Fig.2 dargestellt ist, eine radial nach außen verlaufende Ausnehmung 25 auf, in die eine Kontaktspirale 27 sowie ein elastisches Druckpolster 29 eingelegt sind. Das Druckpolster 29 besteht aus einem elastischen Kunststoff- oder Gummimaterial und wirkt, wie der Schleiferträger 23 bzw. der Schaft 5 und das Gehäuse 1, elektrisch isolierend. Das Druckpolster 29 drückt die Kontaktspirale 27 gegen eine aus Keramik hergestellte Grundplatte 31 und verbindet eine auf der Grundplatte zentrisch zur Achse des Schafts 5 aufgebrachte Kollektorplatte 33 mit einer konzentrisch zur Kollektorplatte 33 verlaufend aufgebrachten ringförmigen Widerstandsbahn 35.

Die Anordnung der Kollektorplatte 33 und der Widerstandsbahn 35 ist am besten aus Fig. 3 zu ersehen, die einen Ausschnitt eines entsprechenden Teils der Grundplatte 31 zeigt. Fig. 3 zeigt auch nicht näher erläuterte Anschlußfahnen 37 und 39 der Enden der Widerstandsbahn 35 bzw. der Kollektorplatte 33. Der zwischen der Widerstandsbahn 35 und der Kollektorplatte 33 gelegene Bereich der Oberfläche der Grundplatte 31 ist, um Nebenschlüsse durch Abrieb der in diesem Bereich auf der rauhen Keramikoberfläche der Grundplatte 31 schleifenden Kontaktspirale 27 zu verhindern, mit einer ringförmigen Überzugsschicht 41 aus geschmolzenem Glas überzogen. Die Überzugssthicht 41 zeigt daher eine gegenüber der rauhen Keramikoberfläche der Grundplatte 31 glatte Oberflächenstruktur, auf der die Kontaktspirale 27 abriebfrei gleiten kann. Auf den radial außerhalb der Widerstandsbahn 35 gelegenen Bereichen der Grundplatte 31 ist ebenfalls eine ringförmige Überzugsschicht 43 aus Glas aufgeschmolzen, die das über die Widerstandsbahn 35 hinausragende Ende der Kontaklspirale 27 vor Abrieb schützt. Auf diese Weise können sich keine durch abgeriebenen Metallstaub gebildeten Nebenschlußwege entlang der Widerstandsbahn 35 ausbilden, die ansonsten, insbesondere bei sehr hochohmigen Widerstandsbahnen, deren Widerstandswert unzulässig verändern würden.

Die Grundplatte 31 sitzt, wie am besten aus F i g. 4 zu ersehen ist, auf Schultern 45 auf, die an von Seitenwänden 47 des Gehäuses 1 nach innen vorspringenden Rippen 49 ausgebildet sind. Die Schultern 45 verjüngen den Querschnitt der Rippen 49 zu Führungsflächen 51, die an den Kanten der Grundplatte 31 anliegen und diese führen. Die Führungsflächen 51 können auch eine von der Breite der Rippen 49 abweichende Breite aufweisen, d. h. schmäler oder breiter sein. Gegebenenfalls können beiderseits der Führungsflächen 51 Schlitze vorgesehen sein, so daß die Führungsflächen 51 federnd an den Kanten der Grundplatte 31 anliegen können. Während die Schultern 45 den minimalen Abstand der Grundplatte 31 vom Gehäuseboden festlegen, definieren den Schultern 45 entgegengerichtete Anschlagflächen 53 den entsprechenden maximalen axialen Abstand. Die Anschlagflächen 53 werden durch keilförmig zur Grundplatte 31 hin sich erweiternde Rastnasen 55 gebildet, die an den freien Enden federnder, durch Schlitze 57 in den Seitenwänden 47 gebildeter Zungen 59 angeformt sind. Die Zungen 59 sind von den seitlichen Kanten der Grundplatte 31 beabstandet und werden beim Einsetzen der Grundplatte 31 in das Gehäuse mittels der Rastnasen 55 auseelenkt. rterpn Arnrhlairflärhpn 51

26 OO

hinter der Grundplatte 3t einschnappen.

Zur Begrenzung des Drehwinkels des Schlcifcrträgers 23 auf etwa 270° ist auf der inneren Bodenfläche des Gehäuses 1 ein Stopper 61 angeformt, der mit einer aus F^:ig. 5 ersichtlichen, vom Schleiferträger 23 radial abstehenden, einen Teil der Ausnehmung 25 aufnehmenden Nase 63 zusammenwirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

26 OO 156 Patentansprüche:

1. Einstellbarer elektrischer Drehwiderstand mit einer eine kreisbogenförmige Widerstandsbahn sowie eine zentrisch zur Widerstandsbahn angeordnete Kollektorplatte tragenden Grundplatte aus Keramik, mit einem um eine Drehachse senkrecht zur Grundplatte an einem Schaft mit Kreisquerschnitt drehbar geführten Schleiferträger, der an seiner der Widerstandsbahn zugekehrten Stirnseiie eine sich radial zur Drehachse erstreckende, zur Widerstandsbahn hin offene Ausnehmung aufweist, in die mit radial zur Drehachse verlaufender Längsachse eine auf der Kollektorplatte und der Widerstandsbahn aufsitzende Kontaktspirale, sowie ein die Kontaktspirale an die Grundplatte drückendes elastisches Druckpolster eingelegt sind, und mit einem den Schleiferträger im Bereich des Schafts haltenden Gehäuse, an dem der Schleiferträger mit einer von der Grundplatte wegweisenden Anschlagschulter ansitzt und welches die Grundplatte auf ihrer der Widerstandsbahn abgekehrten Seite mit Halterungselementen hintergreift, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die bei Drehung des Schleiferträgers (23; 123) von der Kontaktspirale (27) zwischen der Widerstandsbahn (35) und der Kollektorplatte (33) überstrichene Oberfläche der Grundplatte (31) mit einem eine glatte Oberflächenstruktur aufweisenden isolierenden Material beschichtetist.

2. Drehwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß darüber hinaus zumindest auch die von der Kontaktspirale (27) bei Drehung des Schlciferträgers (23; !23) überstrichene, über die Widerstandsbahn (35) radial hinausreichende Oberfläche der Grundplatte (31) mit dem eine glatte Oberflächenstruktur aufweisenden, isolierenden Material beschichtet ist.

3. Drehwiderstand nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übemigsschicht (41,43) aus G las besteht.