DE3132415A1 - Veraenderbarer widerstand - Google Patents

Description

10. August 1981 IG/ge

Alps Electric Co. Ltd.,

1-7 Yukigaya Otsuka-Cho, Ota-Ku, Tokyo, Japan, 145

Veränderbarer Widerstand

(Priorität der japanischen Anmeldung Nr. I3O83O/8O vom 13. September 198Ο)

Die Erfindung betrifft einen veränderbaren elektrischen auf einer Trägerplatte aufgebrachten Widerstand, dessen Widerstandwert durch einen längs einer Widerstandsbahn verschiebbar angeordneten Gleitkontakt abgegriffen und an eine äußere bzw. dritte Klemme angelegt ist.

Die Erfindung bezweckt, das bei der Verschiebung des Gleitkontaktes entstehende Geräusch zu verringern, welches auftritt, wenn der Gleitkontakt entlang einer stationär angeordneten Widerstandsbahn verschoben wird.

Bei den bekannten veränderbaren Widerständen wird dieses Geräuschproblem darauf zurückgeführt, daß an einem Widerstandskontakt ein Spannungsdrift auftritt. Zwar sind verschiedene Überlegungen angestellt worden, wie dieses Geräusch beseitigt werden könnte, jedoch haben solche Vorschläge bisher nicht einen hinreichenden Erfolg gezeigt.

Das anstehende Problem wird anhand des Gegenstandes der Fig. 1 erläutert, das eine Schaltung mit bekanntem veränderbarem Widerstand zeigt. Der elektrische Strom fließt durch den Widerstand R, der zwischen einer ersten und einer dritten Klemme angeordnet ist, während ein, an einer zweiten Klemme anliegender Gleitkontakt W entlang dieses Widerstandes R verschiebbar ist, so daß der veränderbare Widerstandswert an der zweiten Klemme anliegt. Bei diesem veränderbaren Widerstand wird ein Spannungsdrift durch den Gleitkontakt, der zur Übertragung der Spannung

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dient, erzeugt, weil das Gleitstück des Gleitkontaktes einen übergangswiderstand hat: es entsteht bei der Verstellung ein unangenehmes Geräusch.

Zwar ist ebenfalls vorgeschlagen worden, eine Mehrzahl von Gleitkontakten zu verwenden, jedoch ohne Erfolg.

Bei der bekannten Ausführung liegen folgende Spannungsverhältnisse zugrunde. Die Spannung V₁, die an der dritten Klemme anliegt, wenn der elektrische Strom i. durch die dritte Klemme fließt, wird durch die Gleichung V* = R χ i + CR χ i. dargestellt. Angenommen, daß der SpannungsdrxftΔCR durch den Kontaktwiderstand CR darzustellen ist. Dann wird die Spannung V. wie folgt dargestellt:

V₁ = R χ X₁ + CR χ X₁ +A CR χ X₁ = R χ X₁ + (CR+Δ CR) i .

Die zweite Klemme nimmt den Spannungsdrift ACR auf und dieser verursacht das zugehörige Rauschen. Es wird deshalb vorgeschlagen, daß das Rauschen durch eine Anordnung eliminiert werden kann, bei dem nur die Komponente, bestehend aus dem Produkt des Widerstandes und des Stromes in der Form von V„ = R χ i, aufgenommen wird, wätasnd jedoch die Komponenten, die in der obigen Formel die Faktoren beinhalten, die auf den Kontaktwiderstand CR und Spannungsdrift ACR zurückgehen, vernachlässigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungs- ; gleichen veränderbaren Widerstand das auf den Gleitkontakt bzw.

- i

seinen übergangswiderstand zurückgehende Rauschen zu verringern, i

Erfindungsgemäß wird dies durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in dem/ den Unteranspruch/en dargestellt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 2-3 dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: '

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine isolierende Trägerplatte, auf welchem Bauteile des veränderbaren Widerstandes gemäß der

. ^:lp. August I98I IG/ge

Erfindung ausgeformt sind und
Fig. 3 eine Schaltung zu (fen veränderbaren Widerstand gemäß

Fig. 2. ■ ι

Gemäß Fig. 2 ist eine isolierende Schicht 11 auf einer Trägerplatte vorhanden, die ebenfalls die erste bzw. zweite bzw. dritte Klemme 1,2 bzw. 3 aufweist. Die endseitigen leitenden Elektroden ' 4,5 sind aus Silber bestehende Filme und an ihren Enden mit der ersten bzw. der dritten Klemme durch Verbindungsieiter 4a bzw. 5a angeschlossen, während die anderen Enden der Elektroden jeweils an ein Ende der Widerstandsbahn 7 angeschlossen sind, die auf der isolierenden Schicht 11 aufgäaracht ist.Ferner ist eine Leiterbahn 6 ebenfalls auf der Schicht 11 aufgebracht und erstreckt sich von einer Elektrode 5 über die ganze Lange des Widerstandes 7 und im wesentlichen parallel zur letzteren. Auf der Schicht 11 ist ebenfalls einKollektor 8 vorhanden, der sich über die ganze Länge der Widerstandsbahn 7 erstreckt und an seinem einen Ende über ein Leiterstück 8a an die zweite Klemme angeschlossen ist. Es ist ein erster -Gleitkontakt 9 vorhanden, der eine Mehrzahl von Kontaktstücken 9a, 9h hat, während ein zweiter Gleitkontakt 10 eine Mehrzahl von zweiten Kontaktstücken 10a, 10b hat. Diese Gleitkontakte werden von einem Träger in ansich bekannter Weise abgestützt. Die isolierende Schicht 11 und ihre zugehörige Trägerplatte werden an das entsprechende Gerät über Befestigungslöcher 11a montiert.

Um bei dieser Ausführungsform, die erste, zweite bzw. dritte als Abgriff dienende Klemme 1, 2 bzw. 3 hat, den veränderbaren Widerstand zu erhalten, wird elektrischer Strom zugeführt, so daß ; er zwischen der dritten und der ersten Klemme fließt; die Gleitkontakte 9 j 10 werden als gemeinsame Einheit so verschöben, daß die Kontaktstücke 9b, 10b die gleiche Stellung an der Widerstandsbahn 7, bezogen auf die Längsrichtung der letzteren, haben; diese Richtung ist durch die Pfeile A - B dargestellt. Der veränderbare Widerstand kann somit über den Gleitkontakt 10 abgenommen werden. Beim Schaltungsdiagramm gemäß Figur 3 ist der Stromverlauf/ Spanungsverhältnisse gemäß Fig. 2 dargestellt. Wenn der elektrisch^ Strom I₁ zwischen der dritten und ersten Klemme fließt, erreicht '

V; August 1981 IG/ge

dieser Strom i die erste Klemme 1 über die Elektrode 5, die Leitorbahn 6 ,den Gleitkontakt 9 und die Wideratandsbahn 'f. Deäialb wird der maximale Widerstandswert dann erreicht, wenn die Gleitkontakte 9 und 10 am Ende und benachbart zur dritten Klemme 3 angeordnet sind; und dieser Widerstandswert nimmt progressiv ab, wenn die Gleitkontakte in Richtung des Endes verschoben werden, der zur ersten Klemme 1 benachbart ist. Somit wird der minimale Widerstandswert erreicht, wenn die Gleitkontakte 9, 10 ihre Stellung am Ende haben, welches zur ersten Klemme 1 benachbart ist. Um die maximale Abschwächung des Widerstandswertes zu erreichen, ist in vorteilhafter Weise ein verlängertes Stück 4 im oberen Bereich der Elektrode 4, vgl. Fig. 2, vorhanden.

Durch den Gleitkontakt 9 wird der elektrische Strom i. in die Widerstandsbahn 7 eingespeist, während der Gleitkontakt 10 dazu dient, über die zweite Kllanme die Spannung abzunehmen.

Wenn deshalb der elektrische Strom i. in der Größenordnung von zehnfachen Milliampere über Kontaktstück 9t> dem ersten Gleitkontakt 9 zugeführt wird, wobei letzterer an der Widerstandsbahn 7 anliegt, fließt nur ein relativ kleiner elektrischer Strom in Richtung der zweiten Klemme, obgleich der Kontaktwiderstand CR vorhanden ist, unter der Voraussetzung, daß die Eingangsimpedanz des Kreises, die an der zweiten Klemme 2 anliegt, genügend hoch ist. Folglich ist die Spannung V„, abgegriffen von der zweiten Klemme 2, so gut wie frei von einer Spannungekomponente, die dem Spannungsdrift A CR entspricht, welcher wie gesagt auf den Übergangswiderstand CR zurückgeht. Hieraus ergibt sich, daß das unerwünschte Rauschen, welches bei der bekannten Ausführung nicht unterdrückt werden konnte, durch die erfindungsgemäße Ausführungsform in vorteilhafter Weise eliminiert wird.

Die erfindungsgemäße Verbesserung durch Anordnung der elektrischen Bauteile mit einem Schaltungsmuster wie in Fig. 2 dargestellt, in Verbindung mit der Anordnung und Ausbildung der Gleitkontakte gestattet, das Rauschen fast vollständig zu eliminieren und einen veränderbaren Widerstand mit stabiler Charakteristik für

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die Regelung des Ausgangsstromes zu schaffen.

Eine Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß die vorstehen^ de Anordnung in entsprechender Weise angepaßt wird., so daß die
anmeldungsgemäßen Vorteile auch bei Drehwiderständen zur Geltung kommen.

Andere weitere Ausgestaltungen ergeben sich im Einzelfall aus dem Schutzumfang der Patentansprüche.

Claims (2)

12. August I98I IG/Wi. G-RV-773 Alps Electric Co.,Ltd. Patentansprüche

1.) Veränderbarer, elektrischer aif einer Trägerplatte aufge-

brachter Widerstand, dessen WIderstand«wert durch einen längs !> der Widerstandsbahn verschiebbar angeordneten Gleitkontakt, bzw. Gleitkontakten abgegriffen und an einer dritten Klemme angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der isolierenden Schicht eine leitende, als Kollektor (8) dienende Bahn parallel zur Widerstandsbahn (7) angeordnet als auch an einem Ende an eine zweite, nach außen führende Klemme (2) angeschlossen ist, während eine auf der gleichen Schicht (11) angeordnete Leiterbahn (6) relativ zu der der Widerstandsbahn (7) sich

1, andere über die ganze Länge der letzteren erstreckt und an dasVEnde, bzw. die Stirnseite der Widerstandsbahn (7) über eine Elektrode (5) angeschlossen ist, während ein erster, bzw. ein zweiter Gleitkontakt (9), bzw. (lo) auf einem Trägerbauteil gemeinsam verschiebbar sind und die Kontaktstücke (9a, 9b) des ersten Gleitkontaktes (9) über die Widerstandsbahn (7) als auch entlang, der Leiterbahn (6) verschiebbar sind, die Kontaktstücke des zweiten Gleitkontaktes (lo) jedoch entlang der Widerständsbahn (7) als auch des bahnförmigen Kollektors (8) in entsprechend gleichen Stellungen auf der Widerstandsbahn (7), bezogen auf die Längsrichtung der letzteren, verschiebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn (G) an der gegenüber liegenden r.oito der Widerstandsbahn (7), bezogen zum bahnförmigen Kollektor (8), angeordnet ist.