DE3008814C2 - Drehpotentiometer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Drehpotentiometer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (US-PS 00 359).

Solche Potentiometer werden als Trimmer benutzt, um eine Vorspannung in elektronischen Kanalwählern, Abstimmgeräten u. dgl. vorzugeben.

Zwar ist bereits ein Drehwiderstand bekannt, wobei ein Schleifarm auf einer Platte aus Isolierwerkstoff so angeordnet ist, daß er entlang einer Widerstandsbahn gleitet und mit ihr einen Kontakt bildet. Der Schleifarm ist durch eine Stellbewegung eines aus Kunstharz bestehenden Druckknopfes verstellbar. Seine Stellachse ist durch eine öffnung in der Platte hindurchgeführt.

Bei der bekannten Ausführung sind jedoch der Schleifarm und der Druckknopf als separate selbständige Bauteile ausgeführt Andererseits wird von miniaturisierten Potentiomentern gefordert daß sie und ihre Einzelteile sehr kleine Abmessungen haben sollen, die naturgemäß schwierig zu montieren sind. Die Montage des bekannten Protentiometers, bedarf somit einer unterschiedlichen kostenerhöhenden Lagerung dieser Teile bei der Montage (US-PS 30 32 734).

Es ist ferner ein Drehpotentiometer bekannt bei dem allerdings das Schleifelement bzw. ein Schleifarm von der Rotorwand einen nach außen gehenden Arm aufweist und das Problem nicht angesprochen wird, für eine erleichterte Montage den Innen- bzw. Hohlraum des Rotors auszunutzen. Dies erschwert die Montage besonders, eine Automatisierung bei Drehpotentiometern in Richtung der Miniaturisierung (US-PS 28 63 030), wird erschwert.

Es ist ebenfalls bekannt, ein elastisches Armende des Schleifelementes mit einer Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen zu versehen. Allerdings ist hier die zugehörige Achse als Schraube ausgebildet die von der Unterseite der aus Isolierstoff bestehenden Platte verstellbar ist, so daß eine Ausbildung mit einem axial hohlen zylindrischen Rotor, der ein Schleifelement bei Drehung verstellt, nicht angesprochen wird (FR-PS 21 19 209).

Es ist noch ein gattungsgleiches Drehpotentiometer bekannt bei dem allerdings der an der Rückseite der IsolierstofffJatte angeordnete Rotor mit seiner Stirnfläche in den Isolierwerkstoff eingebettet ist und nicht genügend sanft bei der Drehbewegung gleiten kann. Der bekannte Rotor hat eine Vielzahl von Einzelteilen wie ein Lager für den Schleifarm und ein büchsenartiges Lager für die Rotorwand selbst. Das kontaktgebende Ende des Schleifelementes wird aus der hohlraumartigen öffnung des bekannten Rotors radial nach außen herausgeführt, eine Kontaktgabe im Innenraum wird nicht angesprochen. Die Rückseite der aus Isolierwerkstoff bestehenden Platte wird zur Erleichterung der Kontaktbildung des Drehpotentiometers nicht herangezogen. Die Anzahl der einzelnen Teile des Rotors ist erhöht, die Montage beansprucht mehr Zeit, da eine Mehrzahl von einzelnen Teilen durch Schweißen zu montieren ist. Außer höherem Zeitaufwand kann, besonders bei miniaturisierten Teilen, das Fluß- oder Lötmittel sich in unerwünschter Weise im Potentiometer ausbreiten (US-PS 32 00 359).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage des Drehpotentiometers der eingangs genannten Art in betriebssicherer Weise zu vereinfachen, die Automatisierung hinsichtlich der Montage der Einzelteile zu fördern und einzelne Bauteile einfacher auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Montage wird hierdurch einmal vorteilhaft dadurch wesentlich beschleunigt, daß die Achse und die Federscheibe lose aufsteckbar sind, die Achse durch die Öffnung in der Platte hindurchgeführt ist und die Achse durch Aufstecken des Rotors mit dem vormontierten Schleifelement in der Betriebsstellung — mit einwandfreier Kontaktierung der Leiterbahn auf der Rückseite der Platte — mit Vorspannung montiert ist. Zugehörige Achse und Federscheibe haben eine einfache Bauform mit glatten Außenwänden. Diese Montage kann leichter als bisher mit Hilfe von Montageautomaten durchgeführt werden. Der Hohlraum des Rotors wird durch die

elastischen Vorsprünge zu Haltezwecken in vereinfachter Weise ausgenutzt Die Achse braucht nur einstückig ausgebildet zu werden. Ein sanftes Gleiten des Rotors auf der Vorderseite der Isolierstoffplatte ist trotzdem gewährleistet

Die in den Unteransprüchen dargestellten Ausführungsformen vereinfachen einmal die Montage, wenn das Schleifelement im Rotor eingebettet und gemeinsam als Spritz- bzw. Gußteil hergestellt wird, bzw. erhöhen die Sicherheit der elastischen Anpressung _]0 zwischen den Vorsprüngen das Schleifelementes und der Achse im Sinne der axialen Vorspannung, um die Achse im Drehpotentiometer sicherer zu halten. Die Automatisierung kann dadurch gefördert werden, daß eine Unterlegscheibe aus gut stromleitendem Werkstoff im Bereich der Plattenrückseite zwischen Federscheibe und Leiterbahn verwendet wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform des Drehpotentiometers,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Drehpotentiometer,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Rotor des Drehpotentiometers, an welchem das Schleifelement befestigt ist F i g. 4 eine Stirnansicht auf den Rotor gemäß F i g. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht auf eine Achse des Drehpotentiometers nach einer anderen Ausführungsform,

Fig.6 eine Seitenansicht auf eine Achse nach einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Rotor, an den das Schleifelement nach einer anderen Ausführungsform befestigt ist,

Fi g. 8 einen Schnitt durch eine andere Ausführungs- js form des Drehpotentiometers.

Eine Platte 1 aus Isolierstoff kann, gemäß Fig. 1—4, als eine mit einem Phenol laminierte Platte ausgebildet sein, in der eine oder mehrere durchgehende öffnungen 2 vorhanden sein können. Ein bahnförmiger Schichtwiderstand 3 und eine Leiterbahn 4 sind jeweils auf der Vorder- bzw. Rückseite der Platte 1 derart vorhanden, daß sie sich um die Öffnung 2 herum gruppieren, vgl. auch F i g. 2.

Es ist ein hohlzylindrischer Rotor 5 aus isolierendem Kunstharz vorgesehen, der einen kreuzförmigen Schlitz für ein Werkzeug, z. B. einen Schraubenzieher, sowie ein gleitfähiges, als Kontakt dienendes Ende 8 aufweist, welche in Kontaktberührung entlang der Platte 1 gleiten kann. Ein Schleifelement 9 ist einstückig in dem Rotor 5 eingebettet.

Das Schleifelement 9, vgl. F i g. 3, besteht aus Metallblech hoher elektrischer Leitfähigkeit und hat ein erstes Armende 11 und ein zweites Armende 10. Das erste Armende 11 ist in drei, z. B. gekrümmte, Streifen aufgeteilt, wobei die mittleren Teile gebogen sind, um einen Kontaktteil 11a, vgl. Fig.4 zu bilden. Das teilweise im Rotor 5 eingebettete innere Armende 10 greift mit seinen elastischen Vorsprüngen 10a in eine Öffnung 12 des Rotors 5 ein. Dieser Hohlbereich wird ω durch die Innenwände 6 bestimmt. Die Vorsprünge 10a drücken fest gegen die Achse 13 an und dienen dazu, den elektrischen Kontakt zwischen dem Schleifelement 9 und der Achse 13 herzustellen und zwischen ihnen ein Lager zu bilden.

Eine aus Metallblech bestehende Federscheibe 4 hoher elektrischer Leitfähigkeit hat ein Kontaktteil 14a. welches in Berührung mit der Leiterbahn 4 auf der Rückseite der Platte 1 gleitet, aber auch mit einem gabelförmigen Teil 14c, das eine Öffnung 146 zur Einführung der Achse 13 aufweist

Die aus einen Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit bestehende Achse 13 hat einen Schaft 13a und eine·! tellerförmigen Bund 136. Die Achse 13, vgL Fig.2 wird im Zustand, bei welchem der Schaft 13a die Federscheibe 14 durchdringt, durch die Öffnung 2 von der Rückseite der Platte 1 eingeführt und erh.SJt einen festen Sitz in der Öffnung 12 des Rotors 5. Auf diese Weise wird der Schaft 13a der Achse 13 verläßlich mit dem Schleifelement 9 kontaktiert und von diesem gehalten und zwar unter Berücksichtigung der Anpressung durch die elastischen Vorsprünge 10a. In diesem Montagezustand unter elastischer Anpressung werden das Schleifelement 9 und die Federscheibe 14 jeweils in clekirischer Kontaktberührung mit dem Schichtwiderstand 3 und der Leiterbahn 4 gehalten und folglich sind die Widerstandsbahn 3 und die Leiterbahn 4 mit Hilfe des Schleifelementes 9, der Achse 13 und der Federscheibe 14 elektrisch verbunden; wenn jetzt der Rotor 5 durch einen Schraubenzieher od. dgl. betätigt wird, gleitet das Schleifelement 9 entlang des Schichtwiderstandes 3 zusammen mit dem Rotor 5 und es wird der gewünschte Widerstandswert eingestellt.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß es möglich ist, das Drehpoientioirieter so zu montieren, daß Rotor 5 und die Achse 13 rotierbar auf der Platte 1 angeordnet sind, indem man die elastischen Vorsprünge 10a verwendet, die in die öffnung 12 des Rotors 5 vorspringen und einen Haltesitz für die Achse 13 bilden. Durch die elastische Kraft der Vorsprünge 10a wird somit eine mechansiche Kupplung zwischen dieser Achse 13 und dem Rotor 5 in außerordentlich zuverlässiger und fester Weise geschaffen, dessen zugehöriger elektrischer Kontakt sehr stabil ist. Weiter ist von Vorteil, daß durch Einpassen der Achse 13 und des Rotors (also ohne starre Befestigung bzw. ohne zugehörige Verfahrensschritte) eine hochwirKsame Montage erreicht wird, die auch eine automatisierte Montage für eine Mehrzahl von kleinen Teilen von nunmehr vereinfachter Struktur leichter ermöglicht. Besonders dann, wenn man eine Mehrzahl von veränderbaren Widerständen auf nur einer isolierenden Platte montieren soll, wird eine wesentliche Beschleunigung, auch bei automatischer Ausführung der Montage erreicht.

Da ferner die Schichtwiderstände 3 und die Leiterbahnen 4 auf der Vorder- und einmal auf der Rückseite der Platte 1 getrennt sind, und da die Federscheibe 14 benutzt wird, um als elektrisches Kontaktstück eine Kontakt mit der Leiterbahn 4 herzustellen, während gleichzeitig die Achse 13 in den Rotor 5 von der Rückseite der Platte 1 eingeführt wird, um mit dem Rotor 5 gekuppelt zu werden, wird es möglich, die sogenannte Packungsdichte der Bahnen auf der Oberfläche der Platte 1 zu erhöhen und gleichzeitig die Schichtwiderstände zu miniaturisieren. Fs fällt der Nebenvorteil ab, daß der Kontaktdruck zwischen jeweiligem Schleifelement 9 und der Federscheibe 14 genauer definierbar und mehr stabil ist, weil diese Eigenschaften durch Anordnung und Ausbildung der Federscheibe 14 selbst mit festgelegt werden kann.

Bd der vorstehenden Ausführungsform hat der Schaft 13a der Achse 13 die Form eines kreisförmigen Zylinders. In einigen Fällen jedoch ist es nützlich, eine Stufe 13c, vgl. Fig. 5 vorzusehen oder auch einen griffigen bzw. mit Rippen bestückten Bereich des

Schaftes 13d, vgl. F i g. 6, wobei nach wie vor die Kontaktbildung und mechanische Kupplung zwischen der Achse 13 und dem Schleifkontakt 9 sichergestellt sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die Vorsprünge 10a in getrennter Bauweise herzustellen. Eine solche Ausführungsform ist auch F i g. 7 und 8 zu entnehmen. Hierbei sind die elastischen Vorsprünge als einstückige Bauelemente 10a' hergestellt, indem sie eine vorzugsweise sechseckige öffnung 20 haben, wobei der Schaft 13a der Achse 13 mit Preßsitz in eine öffnung 20 eingeführt wird, während der griffige Teil 13c/ der Achse 13 mit Preßsitz in den Rotor 5 eingedrückt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehpotentiometer mit einem um eine durchgehende Öffnung in einer Platte aus Isolierstoff auf deren Vorderseite angeordneten Widerstand, bei dem entlang der Schleifbahn des Widerstandes ein erstes Armende eines ersten Schleifarmes eines mit einem hohlzylindrischen Rotor fest verbundenen Schleifelementes verstellbar ist dessen zweiter Schleifarm durch die Rotorwand nach einwärts in das Innere des Rotors geführt ist und mit einem zweiten Armende an einem als Leiter ausgebildeten Lager anliegt, wobei von der Rückseite der Platte ein als elektrischer Leiter ausgebildeter Zapfen aus Metall in den Hohlbereich des Rotors mit dem Schleifelement elektrisch kontaktierend eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand als Schichtwiderstand (3) und der Rotor (5) aus Kunstharz ausgebildet sind und der Rotor mit seiner Stirnseite (7) unmittelbar auf der Oberfläche der Vorderseite der Platte (1) gleitend geführt ist, daß der als Achse (13) ausgebildete in der öffnung der Platte (1) gehaltene Zapfen im Bereich der Vorderseite der Platte konzentrisch im Hohlbereich des Rotors verläuft und dort mit einer Mehrzahl am zweiten Armende (10) des Schleifelementes (9) ausgebildeter elastischer Vorsprünge (1Oa^ elektrisch kontaktiert, die konzentrisch eine öffnung (12) umgeben und klemmend an der in diese öffnung eingeführten Achse (13) diese in axialer Richtung _}0 vorspannend anliegen, und daß auf der Rückseite der Platte (1) eine elektrische Leiterbahn (4) aufgebracht ist, die über ein gut leitende Federscheibe (14), an der die Achse (13) mit einem Bund (13b) unter der vom zweiten Armende (10) erzeugten Vorspannung anliegt, mit der Achse (13) elektrisch verbunden ist.

2. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) unter Einbettung des Schleirelements (9, 10, 10a, 11) als Spritz- bzw. Gußteil hergestellt ist.

3. Drehpotentiometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Achse (13) anliegenden Vorsprünge (10a, 1Oa^ eine von der Platte (1) weggerichtete Abbiegung aufweisen.

4. Drehpotentiometer nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Federscheibe (14, 14c, 14a^ und der Leiterbahn (4) eine eingelegte Unterlegscheibe aus gut stromleitendem Werkstoff vorgesehen ist.