DE2856315C2 - Drehpotentiometereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Drehpotentiometereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Drehpotentiometereinrichtung dieser Art (US-PS 28 71 328) sind ein oder mehrere auf einer Leiterplatte angeordnete Einzelpotentiometer jeweils von einem auf die Leiterplatte aufgesetzten Gehäuse abgedeckt; das Gehäuse bildet jedoch lediglich eine topfförmige Abdeckkappe und erfüllt keine weiteren Funktionen. Die Betätigung jedes Potentiometers erfolgt von der anderen Seite der Leiterplatte aus mit Hilfe eines durch eine Bohrung geführten Drehzapfens, der einen Schlitz aufweist mit dessen Hilfe beispielsweise die Verstellung des Potentiometers mit einem Schraubenzieher möglich ist Der Drehzapfen lagert einen scheibenförmigen Schleifer, der einstückig mit äußeren Zungen eine ringförmige Widerstandspiste kontektiert, die unmittelbar auf der Leiterplatte angebracht, beispielsweise aufgeklebt ist und mit weiter nach innen gerichteten Zungen auf einem Kollektor gleitet, wobei dessen Anschlüsse und die beidseitigen Widersiandspisten-Anschlüsse an einer Randkante der Leiterplatte zur Ermöglichung einer externen Kontaktierung geführt sind.

Es ist ferner grundsätzlich bekannt (beispielsweise bei einem Schiebepotentiometer — DE-OS 25 21 789) mindestens einige, ein Potentiometer bildende Bauelemente unmittelbar auf einer Leiterplatte anzuordnen, die hierdurch selbst ein tragendes Teil oder einr Art Gehäuse für das Potentiometer bildet

Bekannt ist ferner eine Drehpctentiometereinrichtung geschlossener Bauart (GB-PS 10 80 693), bei dem ein äußerer, eine Rändelung oder Griffmulden aufweisender Betätigungsring im Abstand zu den beiden Potentiometerendflächen eine metallische Ringscheibe lagert, die mit einer inneren Bohrung eine zentrale Achse umfaßt, so daß Radialbewegungen des Betätigungsnngs verhindert werden. Die metallische Ringscheibe dient gleichzeitig der Lagerung von Potentiometer-Betätigungselementen, nämlich des die Widerstandspiste kontaktierenden Schleifers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe . t'grunde, eine gegen äußere Einflüsse geschützte Drehpotentiometereinrichtung einfach und schnell auf einer Leiterplatte zu befestigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß nach Bestückung der Leiterplatte der gesamte Steuer- oder Regelbaustein lediglich durch Aufrasten des das Betätigungsrad für die Drehpotentiometereinrichtung umfassenden Gehäuses endmontiert ist, woraufhin dann der Baustein, jetzt wiederum unter Benutzung von Rastmitteln am Gehäuse, in ein entsprechendes Gerät eingesetzt werden kann. Dabei ist gerade de." einer häufigen Stelleinwirkung unterworfene Potentiometerbereich des Bausteins geschützt. Die mit dem eine dreidimensionale Form, nämlich kastenförmig ausgebildeten Gehäuse verrastete Leiterplatte nimmt dabei und lagert gleichzeitig unter Herstellung der elektrischen Verbindungen alle weiteren erforderlichen elektrischen und elektronischen Baue'emente für den Regeloder Steuerbaustein und das Gehäuse umfaßt im Randkantenbereich der Leiterplatte die Drehpotentiometereinrichtung und macht gleichzeitig das Betätigungsrad öder Drehpotentiometereinrichtung einer äußeren Stelleinwirkung zugänglich.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Drehpotentiometereinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die robuste Lagerung des Betätigungsrades, welches durch beidseitige Schrägen in Zusammenwir-

ken mit den Leiterplattenrandbereichen beidseitige Stelianschläge bildet, wobei der von einem Lagerbolzen getragene metallische Schleifer drehfest vom Betätigungsrad mitgenommen wird. Alle elektrischen Anschlüsse mit den Leiterbahnen der Leiterplatte ergeben sich durch Vernieten der Bauelemente im Bereich der Drehpotentiometereinrichtung.

Der ganze auf diese Weise gebildete Steuer- oder Regelbaustein mit Drehpotentiometereinrichtung kann dann in eine geeignete Aufnahmeöffnung eines entsprechenden Gerätes eingeschoben und an diesem wieder durch Verrastung, in diesem Fall über das Gehäuse, befestigt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil der Drehpotentiometereinrichtung bei abgenommener Gehäuseabdeckung und entferntem Betätigungsrad;

F i g. 2 die Darstellung der F i g. 1 im Schnitt längs der Linie H-II;

F i g. 3 die Darstellung der F i g. 1 in einer Seitenansieht, wobei der Schleifer völlig von der Widerstandsbahn weggedreht ist;

Fig.4 die Drehpotentiometereinrichtung in Draufsicht, vervollständigt durch das Betätigungsrad und das darüber angeordnete und verrastete Gehäuse;

F i g. 5 die Darstellung der F i g. 4 im Schnitt längs der Linie V-V und

F i g. 6 das Drehpotentiometer mit Gehäuse und Betätigungsrad in einer Ansicht von oben.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

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Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, einen ein Drehpotentiometer umfassenden Steuer- oder Regelbaustein zu schaffen, der stufenlos die Einstellung bestimmter physikalischer Größen, beispielsweise Drehzahl, Temperatur u. dgl. ermöglicht und bevorzugt in Haushaltsgeräten, Kleinmaschinen u. dgl. eingesetzt werden kann. Die gesamten Teilelemente zur Bildung des Steuer- bzw. Regelbausteins sind auf einer Leiterplatte vorgegebener Abmessungen montiert, wobei die Leiterplatte eine solche Form aufweist, daß sie, bevorzugt an ihrem einen Ende, gleichzeitig Teil, und zwar formgebendes und lagerndes Teil des Potentiometers ist Das Potent'ometer besteht aus einer auf der Leiterplatte aufgebrachten Widerstandsbahn aus geeignetem Material und dem Schleifer, der konzentrisch zur Widerstandsbahn auf einer vorspringenden Zunge der Leiterplatte mit Hilfe eines Bolzens gelagert ist, der gleichzeitig dal Betätigungsrad für den Schleifer lagert Diese wenigen Elemente werden dann noch von einem darübergestülpten Gehäusebauteil abgedeckt, wobei dieses Gehäuse die Bauelemente des Potentiometers auch zueinander fixieren kann, mindestens das Einstellrad halten kann und gleichzeitig den gesamten, so gebildeten Steuer- oder Regelbaustein vervollständigt und iijetzt seinerseits, da das Gehäuse, im Gegensatz etwa zur 'Leiterplatte, eine stärker ausgeprägte, dreidimensionale Form hat, den so gebildeten Baustein zu lagern vermag, etwa in einem geeigneten Ausschnitt des mit einem solchen Baustein zu bestückenden Geräts.

In Fig. 1 ist die Leiterplatte mit 1 bezeichnet; sie ist sowohl als integrales· Träger- und Bauelementeteil für das Potentiometer als auch als Trägerteil für die elektronischen Bauelemente ausgelegt und daher auf ihrer Rückseite 16 mit Leiterbahnen, gebildet aus übücher Kupferkaschierung, versehen. Die in F i g. 1 sichtbare Bauelementenseite nimmt in dem mit Ic bezeichneten, umrandeten Teil beliebige Elektronik-Bauteile auf, die im Zusammenwirken mit dem Potentiometer den Steuer- und Regelbaustein bilden; der Endbereich der Leiterplatte 1 trägt dann das eigentliche Potentiometer. So ist zunächst die Widerstandsbahn 3 auf der Leiterplatte unmittelbar befestigt, beispielsweise mittels zweier Rohrnieten 3a, 36 auf der Leiterplatte aufgenietet Diese beiden Rohrnieten 3a, 36, die durch die Leiterplatte 1 geführt sind, stellten gleichzeitig auf der die Cu-Leiterbahnen aufweisenden Rückseite 16 die Kontaktierung zwischen den beidseitigen Anschlüssen der Widerstandsbahn 3 und den Leiterbahnen dar; die Rohrnieten 3am, 3b können zusätzlich auf Ger Leiterbahnseite \b verlötet sein.

Die Leiterplatte 1 verfügt weiterhin über eine etwa mittig von dem die Widerstandr -ihn 3 tragenden Endbereich ausgehende Leiterplatten-7unge 2, die einen Lagerbolzen 5 sowie den Schleifer 4 des Potentiometers trägt.

Zur drehbaren Lagerung des Schleifers 4, der die For-n einer Kontaktzunge aufweist, verfügt der Lagerbolzen 5 über eine Verjüngung bzw. einen (angedrehten) Bund 5a, der dann seinerseits wieder in ein sich weiter verjüngendes Mittelteil 56 übergeht mit welchem der Lagerbolzen 5 in einer Aufnahmeöffnung 6 der Leiterplatte 1 befestigt ist Der Mittelteil 56 des Lagerbolzens 5 kann rohmietenartig ausgebildet sein und dem Einnieten des Lagerbolzens 5 in der Aufnahmeöffnung 6 der Leiterplatte 1 dienen, wie bei 7 angedeutet Hierdurch erhält der Lagerbolzen 5 einen festen unverrückbaren Sitz, wobei der Schleifer 4 dadurch drehbar am Bund Sa des Lagerboizeris 5 gehalten ist, daß die Höhe des Bundes 5a die Materialdicke des Schleifers 4 übersteigt und die Aufnahmebohrung des Schleifers 4 so ausreichend bemessen ist daß sich der Schleifer 4 im Bund 5a frei bewegen kann. Da die den Schleifer 4 bildende Kontaktzunge aus einem federnden Material besteht, kann man ihr eine solche Biegeform verleihen (s. F i g. 3, bei welcher der Scn'eifer 4 sich in einer von der Widerstandsbahn 3 abgehobenen Position befindet), daß sich beim Aufliegen der Kontakiwarze 4a des Schleifers auf der Widerstandsbahu 3 die erforderliche Kontaktkraft ergibt Gleichzeitig ergibt sich hierdurch und aufgrund der bekannten Hebelgesetze eine vergleichsweise sehr hohe Anpreß- oder Kontaktkraft zwischen dem a-n inneren Bund 5a des Lagerbolzens 5 anliegenden Teil des Schleifers 46, so daß sich eine sichere Kontaktierung zwischen dem jeweils abgegriffenen Punkt der Widerstandsbahn 3 über den Schleifer 4, den Kontaktbereich bei 46, den Lagerbolzen 5 mit Mittelteil 5i> schließlich zur Leiterseite 16 der Leiterpratte 1 und zu der mit dem Lagerbolzen 5 vernieteten oder verlöteten, dort befindlichen Cu-Leiterbahn ergibt.

Der Läget bolzen 5 dient mit seinem vorderen verdickten Teil gleichzeitig zur drehbaren Lagerung des den Schleifer 4 längs der Widerstandsbahn verstellenden Betätigungsrades 8, wie aus Fig.4>,Fig.5 sowie den Fig.7a,7b und8a,8b ersichtlich. Das mit 8bezeichnete Betätigungsrad ist mit einer zentralen Öffnung 8a versehen und m^;t dieser auf den Lagerbolzen 5 aufgeschoben; da sich der Schleifer 4 in seinem mittleren Bereich, also zwischen der Kontaktwarze 4a und dem Kontaktbereich 46 zum Bund 5a, wie aus F i g. 2 ersieht-

lieh, nach oben von der Widerstandsbahn 3 wegwölbt, ergibt sich hier ein Bereich, an welchem der Schleifer 4 beidseitig von geeigneten Vorsprüngen oder Nocken 9a, 96 am Betätigungsrad 8 erfaßt und so gehalten werden kann, daß sich der Schleifer bei Drehen des Betätigungsrades 8 auf dem Lagerbolzen 5 über die Widerstandsbahn 3 bewegt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Betätigungsrad über angespritzte Nocken 9a, 96 oder, wie in Fig.7a gezeigt, über einen inneren Randwulst 10. der die zentrale Öffnung 8a umgibt und in zwei nach unten offene Stege 10a, 106 ausläuft, die zwischen sich den Schleifer aufnehmen. Mit dem Randwulst 10 kann das Betätigungsrad 8 auf dem den Lagerbolzen 5 umgebenden Material der Leiterzunge 2 aufliegen. Das Betätigungsrad 8 für den Schleifer 4 ist in etwa kreisrund und verfügt über die im Querschnitt der Fig.5 erkennbare zweigeteilte Form.

Auf jeden Fail verfugt das Betatigungsrad S über zwei angespritzte Schrägen 11a, lit (s. Fig.4), die in den jeweiligen Endstellungen durch Anschlag an die Seitenflächen 12a, 126 der Leiterplattenzunge 2 den Betätigungsbereich begrenzen. Außerdem ist auf der zur Widerstandsbahn 3 zeigenden Seite des Betätigungsrades 8 ein Nocken 13 angespritzt, mit welchem ein zusätzlich auf der Leiterplatte 1 angebrachter Schalter betätigt werden kann.

Zum Einschalten wird zunächst der Schnappschalter betätigt und anschließend durch weitere Verdrehung des Betätigungsrades 8 die gewünschte Steuer- oder Regelposition eingenommen.

Es ist weiter schon erwähnt worden, daß über den bisher geschilderten Aufbau eines Potentiometers noch ein Gehäuse 14 geschoben ist, welches eine im wesentlichen rechteckförmige, unten offene und oben mit einer einen Ausschnitt 14c bildenden Durchbrechung versehene Form aufweist. Durch dieser, Ausschnitt ragt ein Teil des Betätigungsrades 8 über die obere Gehäuseabmessung hinaus und ist zur leichteren Handhabung mit einer Rändelung 15 versehen.

Der Darstellung der Fig. 1 läßt sich entnehmen, daß seitlich an der Leiterplatte 1 Rastnasen 16a, 166 vorgesehen sind, die bei aufgeschobener Endstellung des Gehäuses 14 in Ausnehmungen 17a, 176 von sich nach unten erstreckenden Gehäuselappen 18a, 186eingreifen und das Gehäuse in dieser Position an der Leiterplatte fest verankern. Das Gehäuse deckt mit einer Vorderwand 14a, einer Rückwand 146 sowie Seitenv/änden 19 und 20 wesentliche Teilbereiche des Potentiometeraufbaus ab und verhindert mit seiner Vorderwand 14a gleichzeitig, daß das Betätigungsrad 8 vom Lagerbolzen 5 abgenommen werden kann.

Zur weiteren Verankerung des Gehäuses kann dieses an seiner Vorder- und/oder Rückwand 14a, 146 noch über Verriegefungsnasen 40 verfugen (in F i g. 5 ist Iediglich an der Rückwand 5 eine Verriegelungsnase dargestellt), die in eine Hinterschneidung 21 am Betatigungsrad 8 eingreift- Da das Gehäuse aus vergleichsweise steifem Kunststoffmaterial besteht und im oberen Teil über verstärkende Querrippen 22, 23 verfügt, ist ω hierdurch auch bei Abspreizen der Aufnahmeöffnungen 17a, 176 von den Rastnasen 16a, 166 der Leiterplatte 1 eine Abnahme des Gehäuses nicht mehr möglich, da dieses sich mit seiner Rückwand 146 an dem Betätignngsrad S festhält. Im wesentlichen aus elektrischen Sicherheitsgründen, aber auch zur weiteren Abdeckung und zum Schutz des Betätigungsrads 8 kann das Gehäuse angrenzend an die äußeren Seiten des Betätigungsrades 8 noch kreissegmentartig ausgeschnittene Abdekkungen 24a, 246 aufweisen (siehe F i g. 4 und 5).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Drehpotentiometereinrichtung, insbesondere für einen Steuer- oder Regelbaustein, mit einem auf einer Seite offenen und mit dieser auf eine Leiterplatte aufgesetzten Gehäuse, einem Schleifer und einem Betätigungselement für dessen Verstellung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (4) von einem Betätigungsrad (8) angetrieben ist, welches seinerseits in dem kastenförmig ausgebildeten Gehäuse (14) gehalten ist, das an die, weitere Elemente des Steuer- oder Regelbausteins lagernde Leiterplatte (1) an deren Randkanten seitlich angerastet ist und den Venrastungsmitteln (16a, 16ώ; 17a, t7b) gegenüberliegend einen Ausschnitt (i4c) zur Verstellung des Betätigungsrades (8) aufweist

2. Drehpotentiometereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungsmittei (16a, ibö; i/a, YJb) von seitlichen Rasinasen an der Leiterplatte (1) gebildet sind, die sich in Ausnehmungen an seitlichen, nach unten verlaufenden Gehäuselappen (18a, Mb) erstrecken.

3. Drehpotentiometereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsrad (8) mit einer Rändelung (15) durch den Ausschnitt (14c^des Gehäuses(14) ragt.

4. Drehpotentiometereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am Ausst .nitt (\4c) des Gehäuses (14) in Höhe des Betätigungsrads (8) kreisav-schnittsförmige Abdeckungen (24a, 24b) angeordnet sind.

5. Drehpotentiometereinnchti'-g nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vom Schleifer kontakiierie V/idcrstandsbahr. unmittelbar auf der ein tragendes Lagerelement bildenden Leiterplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zur Widerstandsbahn ein sowohl den Schleifer (4) lagernde als auch als Drehachse für das ßetätigungsrad (8) dienender Lagerbolzen (5) befestigt ist

6. Drehpotentiometereinrichtung nach Anspruch

5, wobei die Widerstandsbahn als kreisausschnittsförmige Piste an einem Leiterplattenendbereich befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mitte der Leiterplatte (1) eine materialeigene Zunge (2) zur Lagerung des Lagerbolzens (5) ausgeht.

7. Drehpotentiometereinrichtung nach Anspruch

6, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer Aufnahmeöffnung (6) der Lagerplatten-Materialzunge (2) befestigte Lagerbolzen den verdrehbaren Schleifer (4) mit einem Bund (5a) aufnimmt.

8. Drehpotentiometereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (5) und die Befestigungsteile für die Widerstandsbahn (3) mit der Leiterplatte (1) vernietet und die Vernietungen (7) elektrisch mit Leiterbahnen der Leiterplatte (1) verbunden sind.

9. Drehpotentiometereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsrad ;(8) den.Schleifer (4) mit seitlichen'Vorsprüngen (9a, 9b) drehfest erfaßt.