DE3242158A1

DE3242158A1 - Elektrisches drehbauteil, insbesondere drehwiderstand

Info

Publication number: DE3242158A1
Application number: DE19823242158
Authority: DE
Inventors: Shoichi Henmi; Jun'ichi Imura; Isao Miyagi Moriya
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1982-11-13
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE3242158C2; JPS6320084Y2; US4477795A; JPS58124905U

Description

Alps Electric Co., Ltd. 5.November 1982

1=7 Yukigaya Otsuka-Cho IG/Wo G-RV-84o

Ofca-Ku_a Tokyo l45_s Japan VNR₀: Io2 -741

Elektrisches Drehbauteil ₉ insbesondere Drehwiderstand (Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 2o 46o/82 vom 16,Februar 1982).
Io

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Drehbauteilj insbesondere einen Drehwiderstand. .

Es sind bereits Drehwiderstände mit einem Substrat aus isoj 5 lierendem Werkstoff und einem an einer drehbaren Welle befestigten Kappe bekannt, deren einen Abstand zum isolierenden Substrat aufweisende Schürze einen Spalt bildet. Diese Drehwiderstände werden als teilweise befestigt (semifixed) bezeichnet! hier ist es nachteilig., daß Staub oder das Löt- bzw ο Flußmittel seinen Weg durch den Spalt hindurch unter die Kappe findet und die Wirkung des veränderbaren Widerstandes beeinträchtigt ο
Ein bekannter Drehwiderstand wird nachfolgend anhand der Figuren

1 und 2 erläutert₃ bei dem Figur 1 den Seitenaufriß eines iso~ lierenden Substrates eines veränderbaren Widerstandes und Figur

2 eine Seitenansicht eines veränderbaren Widerstandes der Gattung "semifixed" zeigen.

Das Substrat 1 des veränderbaren Widerstandes besteht aus Phenolharzschichten. Das Substrat 1 weist ein Nabenloch la in der Mitte aufj als auch eine halbkreisförmige Widerstandsbahn 2₃ die konzentrisch zum Nabenloch la auf einer Oberfläche niedergeschlagen ist und vorzugsweise aus aufgedruckten Kohlepartikelchen besteht. Die Widerstandsbahn 2 hat an den Enden ein Paar von Elektroden bzw. Leiterstücken 3a₉ 3b aus Silber,.

die durch Aufdrucken oder Aufdampfen auf dem Substrat 1 niedergeschlagen sind ο An die jeweiligen Enden der Leiterstücke 3a bzw. 3b ist jeweils ein Abgriffstück 4_S 4 mit Hilfe von Augenringen 4a bzitfo 4b befestigt₃ die um Befestigungsringe herum

im isolierenden Substrat 1 angeordnet sind. Ferner hat das Substrat 1 einen Schlitz Ib,der sich zentral zwischen den Leiterstücken 3a, 3b und benachbart zum Nabenloch la erstreckt. Der Schlitz Ib dient dazu, daß Einschleppen von Silberpartikelchen zu verhindern, die während des Niederschiagens der Leiterstücke 3a, 3b sonst eingeschleppt würden, mit der Folge, daß ein Kurzschluß zwischen den Leiterstücken 3a, 3b nicht entstehen kann.

Zur Montage des veränderbaren Widerstandes wird eine Welle 5 drehbar in dem Nabenloch Ib wie in Figur 2 gezeigt, montiert. Dann wird der bewegliche Kontakt β an das obere Ende der Wellej 5 befestigt und ein Abgrifflappen 7 wird an das gegenüber- ; liegende Ende des Substrates 1, in elektrisch leitender Verbindung mit der Welle 5, befestigt. Eine Stützscheibe 8 aus ! Kunstharz wird um die Welle 5 zwischen den beweglichen Kontakt 6 und das Substrat 1 montiert, um die Welle 5 in seiner Stellung zu halten. Eine Kappe 9 wird an das obere Ende der Welle 5 befestigt und besteht aus isolierendem Werkstoff,z.B.aus KunstharZjUnd kann gleichzeitig als Steuerknopf zum Drehen der Welle 5 dienen. Um den Drehwiderstand zu betätigen, werden Welle 5 und der bewegliche Kontakt 6 dadurch rotiert, daß die Kappe 9 betätigt wird, so daß das entfernte Ende des beweglichen Kontaktes 6 entlang der Widerstandsbahn 2 gleitet. Wird der bewegliche Kontakt 6 in vorbestimmter Position angehalten, ist¹ ein Widerstandswert zwischen dem Abgrifflappen I₃ der elektrisch mit dem beweglichen Kontakt 6 verbunden ist, und einem der Abgriffstücke 4, 4 hergestellt.

In der bekannten Ausführung hat man sich bemüht, die Gesamtabmessung des elektrischen Bauteiles dadurch zu verringern, daß man das Abgriffende 4b des AbgriffStückes 4 nahe aa die Welle 5 heranlegte und folglich unmittelbar unter eine Schürze 9a der Kappe 9· Hierdurch ist es aber notwendig, einen Spalt h zwischen der Schürze 9a der Kappe 9 und dem Abgriffende 4b des Abgriffstückes 4 zu bilden. Man muß dabei jedoch die Schürze 9a und die obere Fläche des isolierenden Substrates 1 in hin-

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reichendem Abstand zueinander halten und zwar durch einen größeren Spalt H. Allerdings ist der Spalt H deshalb nachteilig., weil er gestattet _s daß Staub imd Lötf lußmittel) in die Kappe 9 eintreten kann«, was dazu führt_s daß das elektrische Bauteil unbrauchbar wird. Ferner ist hier ebenfalls nachteilig,, daß der Schlitz Ib die mechanische Festigkeit des Substrates i herabsetzt mit der Folge₉ daß bei Auftreten von Außenkräften das Substrat bricht bzw. rissig wird» Zwar ist vorgeschlagen xirorden., einen mit dem Abgrifflappen 7 einstückigen Kollektor zu verwenden, dessen greiferartig ausgebildeten Finger in besondere Nuten Ic eingreifen_s die an entgegengesetzten Rändern des Substrates 1 vorhanden sind_s um letzteres widerstandsfähiger zu machen. Hierzu sind aber besondere Arbeitsvorgänge am Substrat notwendig , besondere Montageschritte um den Kollektor zu montieren und zusätzliche Kosten für den Kollektor selbst«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s durch eine vereinfachte Konstruktion des Bauteiles das Eintreten von Staub in den Spalt zwischen Kappe und dem isolierenden Substrat zu verhindern=

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen d.es Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt.

In dem nunmehr ein Formteil aus Kunstharz odgl» fest mit dem isolierenden Substrat verbunden bzw. montiert wird und ein Teil des Formkörpers eine besondere Wand hat_s die eine Staubschutzwand ist und den Spalt zwischen der Schürze und dem isolierenden Substrat abdeckt _s wird wirksam verhindert₃ daß Staub oder das Flußmittels welches zum Verlöten von Lappen oder Drähten des Abgriffes benutzt werden muß ^diesen Spalt eindringen kann. Somit wird das elektrische Drehbauteil und sein isolierendes Substrat wirksam gegen Beschädigung bewahrt. Da diese Staubwand fest d.urch Angußformung (outsert molding) fest mit dem

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isolierenden Substrat verbunden ist, wird die Anzahl der not- '■ wendigen Bauteile nicht vergrößert, aber auch nicht die Anzahl; der Arbeitsschritte. Durch das Verfahren des Angießens kann < die Staubschutzwand einfach hergestellt werden, erhält einfache Form und fördert die Massenproduktion. Ferner gestattet diese Staubschutzwand, vgl. H in Figur 2, zwischen der Schürzedes Deckels und dem isolierenden Substrat den Spalt größer auszugestalten, so daß die am Ende stattfindende Befestigung der endseitigen Leiterstücke bzw. der Abgriffstücke so erfolgen kann, daß diese nahe an die Abstützung für die Welle angebracht werden können: Man erreicht den Vorteil, daß das isolierende Substrat kleinere Abmessungen erhält.

Eine derartige Montage der Leiter- bzw. Ab griff stücke an einenv Teil des Formkörpers verhindert wirksamer als bisher, daß diese Leiter- bzw. Abgriffstücke ähnliche elektrische Elemente be- : nachbarter elektrischer Bauteile oder Leitungsdrähte kontakt- '. tieren, so daß auch Kurzschlüsse besser vermieden werden.

Der Kunstharz des Formkörpers,der in den Schlitz einfließt , dient dazu, in vorteilhafter Weise die mechanische Festigkeit in dem Substrat selbst zu erhöhen,der bei Vorliegen eines handelsüblichen Schlitzes geschwächt würde.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 3a einen Aufriß des isolierenden Substrates in einem veränderbaren Widerstand der Gattung "semifixed"

Fig. 3b einen vergrößerten Schnitt gemäß Linie B-B der Figur 3a

- Fig. 3c einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie C-C der Figur 3-a

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines isolierenden Substrates gemäß Figur 3a

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Fig» 5a einen Schnitt teilweise abgebrochen eines isolierenden Substrates gemäß anderer Ausführungsform 5

Fig* 5b einen Schnitt teilweise abgebrochen wiederum einer anderen Ausführungsform des Substrates,

Die Ausfuhrungsform gemäß Figuren 3 - 3c und 4 zeigt ein Substrat 1 bestehend aus Schichten von Phenolharz, mit einem zentralen Nabenloch la und einem Schlitz ib_sder sich benachbart zum Nabenloch la erstreckt und dazu dient ₃ einen Kurzschluß zwischen den Leiterstücken (Elektroden) 3a_s 3b zu verhindern. Eine Widerstandsbahn aus Kohlenstoffpartikelchen ist auf dem Substrat 1 niedergeschlagen. Die Leiterstücke 3a_s 3b bestehen aus Silberpartikelchen_s sind auf dem Substrat 1 niedergeschlagen und ihre Enden stehen Tiit dem jeweiligen Ende der Widerstandsbahn 2 in Verbindung. Abgriffstücke 4, 4 sind mit Hilfe von Augenringen 4a_s 4b befestigt und mit jeweiligen Enden der Leiterstücke 3a ₃ 3b verbunden.

Ein Formkörper (Guß- oder Spritzgußteil) Io ist auf dem isolierenden Substrat 1 durch das Angießverfahren angeformt. Der Formkörper Io besteht aus Kunstharz dessen Werkstoff unterschiedlich von demjenigen des Substrates 1 ist. Ein Teil des Formkörpers Io ist als ringförmige, Staub abwehrende Wand loa ausgebildet und erstreckt sich über den äußeren Umfang der Widerstandsbahn 2. Wie Figur 3b zeigt, ist die Wand loa außerhalb von und nahe zu einer Schürze 9a der Kappe 9 angeordnet» Kappe 9 ist über dem Substrat 1 angeordnet und bedeckt den Spalt zwischen Schürze 9a und dem Substrat 1. Ferner hat der Formkörper Io ebenfalls ein Bauteils welches als Verbindungsstück lob dient und sich radial nach einwärts von der Wand, loa her erstreckt«, und ferner einen Stützring loc als Abstandsstück am entfernten Ende des Verbindungsstückes lob. Der Stützring loc erstreckt sich um das Nabenloch la, vgl. Fig, 3bj,herum . Der Stützring loc hat ein zentrales Stützlooh Iod j ifelches koaxial zum Nabenloch la liegt. Der Formkörper Io hat ein anderes Bauteil, welches sich als ein schützender

Deckel loe über die Abgriffenden ¹Ib, 4b der Abgriff stücke 4, 4 erstreckt. Wie Figur 3c zeigt, erstreckt sich der schützende Deckel loe durch die Außenringe 4a, 4a, sowie durch den Schlitz Ib zur Rückseite des Substrates 1. Die zum elektrischen Abgriff nach außen dienenden Abgriffenden 4b sind durch den schützenden Deckel loe an beiden Oberflächen des Substrates 1 geschützt. Die Endteile des Substrates 1 an beiden Seiten des Schlitzes Ib werden gestützt als auch verstärkt mit Hilfe des schützenden Deckels loe. Hierdurch wird die nachteilige Auswirkung des Schlitzes Ib, der sonst die mechanische Festigkeit des Substrates 1 herabsetzt, behoben.

Bei der Montage des veränderbaren Widerstandes mit dem isolierenden Substrat 1 wird eine der drehbaren Welle 5 gemäß Figur 2 ähnliche Welle in das Stützloch Iod des Stützringes loe eingeführt. Dann wird ein beweglicher Kontakt 6 und die Kappe O aus isolierendem Werkstoff jeweils fest am oberen Ende der Welle 5 montiert. Es werden Abgriffelemente an die rückwärtige Wand des Substrates 1 montiert und mit der drehbaren Welle verbunden. Da ferner ebenfalls der Schlitz Ib in dem Substrat 1 mit verstärkendem Kunstharz ausgefüllt ist, sind die Enden des Substrates 1, auf welchem die Leiterstücke 3a, 3b montiert sind, vollständig gefahrfrei hinsichtlich dessen, daß die Enden seitlich zueinander spreizen und das Substrat beschädip;en können. Ferner ist es nicht mehr notwendig, bekannte Nuten, z.B. Nutei: Ic^ in den seitlichen Rändern des bekannten Substrates gemäß Figur 1 einzuarbeiten und einen besonderen teuren Kollektor in Eingriff mit diesen Nuten vorzusehen.

Im Betrieb wird die Kappe 9 durch Finger der Bedienungsperson rotiert und somit die Welle und der an der Welle abgestützte bewegliche Kontakt ebenfalls rotiert. Wenn das entfernte Ende des beweglichen Kontaktes in vorbestimmter Stellung auf der Widerstandsbahn Ί angehalten wird, ist ein Widerstandswert zwischen einem Ende der Abgriffstücke 4 und einem Abgriffende welchen elektrische Kontaktberührung mit der Welle hat, hergestellt. Die Schürze 9a der Kappe 9 bewegt sich ebenfalls

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unter einem Winkel innerhalb der Wand loa, welche wirksam das Eintreten von Staub zwischen Schürte 9a und Substrat 1 vor-. hindert.

Bei einer Ausführungsform ist die Wand Iu a außerhalb von und nahe zur Schürze 9a der Kappe 9, vgl. Figur ^h₉ montiert,. Eine andere Ausführungsform sieht jedoch vor j daß die gegen Staub schützende Wand loa innerhalb und nahe f.ur Schürze 9a montiert werden kann., vgl. Figur Sa· Eine alternative Ausführungsform der Wand loa sieht ihre Anordnung unmittelbar unter der Schürze 9a gemäß figur 5b vor.

Die Erfindung ist auf die Aus-f ührungs formen nicht eingeschränkt. Sie kann sinngemäß bei Drehschaltern, insbesondere Drehschaltern kleiner Abmessungen ,eingesetzt verden». "

Hieraus sind auch weitere Vorteile ersichtlich: Abgriff stücke ^]\ und Abgriff enden '4b sind weniger gefährdet, gleiche oder ähnliche elektrische Elemente anderer elektrischer Bauteile oder Leiterdrähte zu berühren, ein Kurzschluß wird sicherer vermieden.

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Claims

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Alps Electric Co._s Ltd. 5.November 1982

1-7 Yukigaya Otsuka-Cho IG/Wo G-RV-84o

Ota-Ku, Tokyo 145₅ Japanl VNR,: Io2 7.41

Patentansprüche

Elektrisches Drehbauteil, insbesondere Drehwiderstand, in dessen isolierendes als tragendes Bauteil dienendes Substrat aus Isolierwerkstoff ein Nabenloch für eine drehbare Welle und eine das Nabenloch auf einer Seite umfassende Widerstandsbahn vorhanden sind, die jeweiligen Enden eines Paares von als Elektroden dienenden Leiterstücken mit jeweiligen Encen der Widerstandsbahn elektrisch verbunden sind und ferner ein Paar von elektrisch gleitenden Abgriffstücken

1-5 jeweils mit diesen Leiterstücken verbunden sind_s dadurch gekennzeichnet s daß auf der Welle (5) über dem isolierenden Substrat (1) eine Kappe (9) montiert ist, den beweglichen Kontakt (6) bedeckt und eine Schürze (9a) aufweist, die durch einen Spalt zum Substrat (1) einen Abstand aufweist und ferner ein Formkörper (lo) aus Kunstharz auf dem Substrat (1) montiert und ein Teil des Formkörpers (lo) als Staub abschirmende Wand (loa) ausgebildet ist, die den Spalt zumindest teilweise bedeckt.

2„ Elektrisches Bauteil nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die den Staub abschirmende Wand (ioa) außerhalb von^jedoch nahe an der Schürze (9a) der Kappe (9) angeordnet ist.

3ο Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wand (loa) innerhalb aber nahe an der Schürze (9a) der Kappe (9) angeordnet ist.

4« Elektrisches Bauteil nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet _s daß die den Staub abschirmende Wand (loa) unmittelbar unter der Schürze (9a) der Kappe (O) angeordnet ist.

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5. Elektrisches Bauteil nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die als Elektroden dienenden Leiterstücke (3a, 3b) bzw. die Abgriffstücke (4, 4 ,4b) mit ihren Halteteilen auf dem Substrat (1) montiert sind und der Formkörper (lo) mindestens ein Bauteil (lob, loc, loe) aufweist, der mindestens teilweise diese Halteteile bzw. Abgriff- bzw. Leiterstücke bedeckt.

6. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Substrat (1) einen Schlitz (Ib) aufweist, der zwischen den Leiterstücken (3a, 3b) angeordnet ist und durch» diesen Formkörper (lo) bzw. einem Teil dieses Formkörpers ausgefüllt ist.

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