DE3490216C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Scheibentrimmer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie Trimmerkondensatoren und Trimmerpotentiometer mit mehreren Umdrehungen.

Trimmerkondensatoren und -potentiometer sollten idealerweise mit mehreren Umdrehungen betrieben werden können, von der Umgebung abgeschlossen und billig in der Herstellung sein, Diese Merkmalskombination wird jedoch von den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik noch nicht erreicht.

Nicht abgeschlossene Trimmerkondensatoren und -potentiometer werden mit mehreren Umdrehungen betrieben, wobei die Verdreheinrichtung eine exzentrische Zahnradanordnung aufweist, die die Möglichkeit zu mehreren Umdrehungen bietet. Die Verdreheinrichtung läßt sich relativ billig herstellen, indem ein Zahnrad innerhalb der Grenzen eines weiteren Zahnrades angeordnet ist, welches von einer, von außen zugänglichen Achse gedreht werden kann. Eine solche Verdreheinrichtung ist aus der DE-OS 25 21 501 bekannt. Hierbei ist das eine Zahnrad exzentrisch, aber drehfest auf die Achse aufgesetzt. Das weitere Zahnrad ist drehbar in dem Gehäuse des Scheibentrimmers gelagert und trägt eins der elektrisch leitfähigen Elemente. Der offene Aufbau des Scheibentrimmers weist mehrere Probleme auf, die insbesondere darauf zurückzuführen sind, daß sich innerhalb der Vorrichtung chemische Lösungen bilden können, die durch das Eindringen verschiedener Chemikalien aus der Umgebung entstehen können. Diese Lösungen verändern die Betriebseigenschaften des Dielektrikums. Solche nicht abgedichtete Vorrichtungen erfüllen auch nicht die Vorschriften bei Salzsprüh- und Feuchtigkeitstests. Darüber hinaus müssen bei der Herstellung teure Produktionstests vorgenommen werden, um Lösungs- und Entfettungsmittel daran zu hindern, die Vorrichtung schon bei der Herstellung zu beschädigen.

Abgedichtete Trimmer sind ebenfalls bekannt, bieten aber als Trimmbereich gewöhnlich nur den Bruchteil einer Umdrehung und weisen demzufolge eine schlechte Auflösung auf. Sie sind daher nur sehr schwer genau einstellbar, wobei die Einstellung zudem nur sehr schlecht gehalten werden kann, ohne daß ein Abdriften auftritt. Auch bekannte Scheibentrimmer mit mehreren Umdrehungen weisen zum Teil abgedichtete Gehäuse auf. Ein solcher Scheibentrimmer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist das Modell Nr. 1102 der Murata Erie North America Inc. mit einem Planetenradantrieb. Eine solche Vorrichtung ist jedoch relativ groß und teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Scheibentrimmer mit abgedichtetem Gehäuse aufzuzeigen, der relativ kostengünstig in der Herstellung ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Scheibentrimmer ein Trimmerkondensator mit mehreren Umdrehungen, der eine Statorelektrode und eine im Abstand von der Statorelektrode angeordnete Rotorelektrode als leitfähige Elemente aufweist. Ein Rotorzahnrad mit einem Satz Zähne auf der Rotorelektrode und ein peristaltisches Zahnrad mit einem Satz federnder Zähne sind mit Abstand zueinander, ineinander angeordnet, wobei das Rotorzahnrad und das peristaltische Zahnrad eine ungleiche Zähnezahl aufweisen. Der Kondensator weist zugleich eine Einrichtung auf, die die Zähne des peristaltischen Zahnrades nacheinander in die Zähne des Rotorzahnrades in Eingriff bringt und anschließend wieder trennt, so daß das Rotorzahnrad und die Rotorelektrode gegenüber der Statorelektrode verdreht werden.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Scheibentrimmer ein Trimmerpotentiometer mit mehreren Umdrehungen, bei dem das andere leitfähige Element ein langgestrecktes Widerstandselement ist und das eine leitfähige Element einen Rotor mit einem Satz Zähne, einen leitfähigen Taster, der das langgestreckte Widerstandselement berührt und elektrisch mit dem leitfähigen Element gekoppelt ist und ein peristaltisches Zahnrad, welches einen Satz federnder Zähne enthält, aufweist. Das peristaltische Zahnrad und das Rotorzahnrad weisen wiederum ungleiche Zähnezahlen auf. Das Potentiometer weist außerdem Einrichtungen auf, die die Zähne des peristaltischen Zahnrades nacheinander mit dem Rotorzahnrad in Eingriff bringen und das Rotorzahnrad verdrehen, so daß sich der leitfähige Taster im Schleifkontakt über das langgestreckte Widerstandselement entlangbewegt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Scheibentrimmer, bei dem ein ringförmiger, federnder Abschnitt des Gehäuses das Innenzahnrad bildet, wobei Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, die drehbar am Gehäuse gelagert sind und nacheinander Abschnitte des federnden Gehäuses mit dem Außenzahnrad des Rotors in Eingriff bringen.

Weitere Ausgestaltungen des Anmeldungsgegenstands, die insbesondere auch die Antriebseinrichtung betreffen, sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Trimmerkondensators mit mehreren Umdrehungen;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Trimmerkondensators gemäß Fig. 1 mit weggebrochenen Teilen;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Trimmerkondensator gemäß Fig. 1 und 2 längs der Linie 3-3;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Trimmerpotentiometers;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Trimmerpotentiometers gemäß Fig. 4 mit weggebrochenen Teilen und

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Statorteiles des Trimmerpotentiometers gemäß Fig. 4 und 5.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Trimmerkondensator 7 mit mehreren Umdrehungen. Ein Stator 11 weist eine halbkreisförmige Statorelektrode 10 in Form einer Metallbeschichtung auf einem Teil der Bodenfläche des scheibenförmigen Dielektrikums 12, das am Rand mit einem Schlitz 13 versehen ist, auf. Ein Rotor 15 ist drehbar auf den Stator aufgesetzt und weist eine halbkreisförmige Rotorelektrode 16 an seiner Unterseite auf, die aus einer Metallbeschichtung 20 gebildet ist, welche auf der Oberfläche des Dielektrikums 12 entlanggleitet. Der Rotor weist außerdem einen Fuß 17 auf, der im Abstand von der Elektrode 16 angeordnet ist und ebenfalls auf der Statoroberfläche aufliegt und für das Gleichgewicht sorgt. Der Rotor ist weiterhin mit einem Außenzahnrad 18 versehen, das achtzehn regelmäßig angeordnete Zähne 19 aus Metall aufweist und oberhalb einer Lagerfläche 14 angeordnet ist. Ein ringförmiger Rotorkontakt 21 liegt auf der Rotorfläche 20 auf, wobei eine Anschlußfahne 22 seitlich des Rotors durch den Statorschlitz 13 nach außen reicht. Ein Statorkontakt 24, der halbkreisförmig ausgebildet ist, liegt auf der Statorelektrode 10 auf, wobei eine Anschlußfahne 25 abwärts nach außen reicht.

Der Kondensator weist weiterhin ein Kunststoffgehäuse 30 auf, welches anfangs beim Zusammenbau der Kondensatoreinzelteile eine im wesentlichen tassenförmige Gestalt gemäß Fig. 1 besitzt. Das Gehäuse ist mit zwei Längsschlitzen 32 und 33 versehen, welche die Anschlußfahnen 22 und 25 aufnehmen und die bis zu einer ringförmigen Schulter 31 reichen. Das Gehäuse hat einen oberen, ringhülsenförmigen Abschnitt 36, der aus relativ weichem, federndem Kunststoff gebildet ist und im Inneren mit zwanzig einwärts zeigenden Zähnen 38 versehen ist, welche sog. peristaltischen Zähne darstellen und oberhalb einer zylindrischen Hülsenbohrung 34 angeordnet sind. In ihrer entspannten Lage liegen die Zähne 38 im Abstand zu den Zähnen 19 des Rotors. Beim Zusammenbau des Kondensators wird das Bodenteil des Gehäuses 30 unter den Stator 12 und den Statorkontakt 24 angegossen und abgedichtet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, so daß der Rotor eingekapselt ist.

Der Kondensator enthält ferner ein Antriebsglied 40 in Form einer Kappe oder Hülse mit zylindrischen Seitenwänden 42 und mit einer einwärts zeigenden Lippe 44 am Unterrand, die in eine Ringnut 39 im Gehäuse 30 einrastet, so daß das Antriebsglied drehbar am Gehäuse gefestigt ist. Das Antriebsglied weist eine obere Abschlußwand 45 auf, die mit einem Schlitz 46 zum Ansetzen eines Schraubenziehers versehen ist, damit sich das Antriebsteil gegenüber dem Gehäuse verdrehen läßt. Das Antriebsteil ist mit einem einwärts zeigenden Vorsprung 47 versehen, der so weit einwärts reicht, daß er den federnden Abschnitt 36 des Gehäuses verformt, sobald das Antriebsteil am Gehäuse befestigt ist. Diese Verformung ist so bemessen, daß mindestens zwei Zähne 38 in das Zahnrad 19 des Rotors 18 eingreifen.

Beim Betrieb sind die Anschlußfahnen 22 und 25 elektrisch mit einem elektrischen Schaltkreis verbunden, so daß zwischen der Statorelektrode 10 und der Rotorelektrode 16, die durch ein Dielektrikum 12 getrennt sind, ein Kondensator gebildet ist. Die Größe der Kapazität läßt sich durch Drehen der Rotorelektrode 16 gegenüber der Statorelektrode 10 einstellen. Anhand Fig. 1 ist erkennbar, daß eine Drehbewegung des Rotors die Fläche der Rotorelektrode verändert, die der Statorelektrode gegenüberliegt. Diese Änderung liegt zwischen zwei Extremstellungen, in denen einmal die halbkreisförmige Rotorelektrode die halbkreisförmige Statorelektrode vollständig überdeckt und ein anderes Mal die Statorelektrode von der Rotorelektrode überhaupt nicht überdeckt ist. Alle Zwischenpositionen sind möglich, in denen ein Teil der Rotorelektrode die Statorelektrode überdeckt und ein anderer Teil die Statorelektrode nicht überdeckt.

Um eine Änderung der relativen Position der Rotorelektrode zur Statorelektrode zu erreichen, wird das Antriebsglied 40 mittels eines in den Schlitz 46 eingesetzten Schraubenziehers gedreht. Wenn das Antriebsteil 40 gedreht wird, ist aus Fig. 3 zu ersehen, daß der Vorsprung 47 gegen die kreisförmige Fläche der federnden Ringhülse 36 des Gehäuses 30 stößt. Dabei werden die Zähne 38 des Gehäuses nacheinander etwa in radialer Richtung mit den Zähnen 19 des Rotors 18 in einer peristaltischen Bewegung in und außer Eingriff gebracht. Da das Gehäuse zwei Zähne mehr aufweist als der Rotor, ist der Rotor gezwungen, in Verbindung mit der Drehbewegung des Antriebsteiles und des Vorsprunges 47 umzulaufen. Dabei dreht sich das Gehäuse 36 und die zahnradartige Struktur nicht. Da das Gehäuse zwanzig Zähne aufweist und der Rotor nur achtzehn, bewirkt eine Drehung des Antriebsteilers 40 um 360 Grad eine Drehung des Rotors 15, deren Winkel sich um zwei Rotorzähne unterscheidet. Eine Drehung des Antriebsteiles 40 ergibt daher eine 2/18- oder 1/9-Drehung. Der Kondensator kann daher mit mehreren Umdrehungen betätigt werden. Da der Rotor vollständig innerhalb des Gehäuses 30 eingekapselt ist, sind die Kondensatorelektroden ständig von der Umgebung abgeschlossen. Nachdem die Einrichtung eingestellt ist, kann das Antriebsteil 45 entfernt werden, indem die Lippe 44 ausgerastet wird, so daß der Kondensator später nicht versehentlich verstellt werden kann.

In den Fig. 4 bis 6 ist ein erfindungsgemäßes Trimmerpotentiometer mit mehreren Umdrehungen dargestellt. Das Potentiometer ist mit einem scheibenförmigen Stator 50 versehen, durch welchen drei Anschlußfahnen 51, 52 und 53 reichen und auf der Oberfläche enden. Eine elektrisch leitfähige Fläche 54 ist auf dem Substrat 50 vorgesehen, die das Ende der Anschlußfahne 51 erfaßt und mit dieser elektrisch verbunden ist. In ähnlicher Weise ist eine elektrisch leitfähige Fläche 55 auf der Oberseite des Substrats vorgesehen, welche die Anschlußfahne 52 umgibt und elektrisch mit dieser verbunden ist und von der Fläche 54 getrennt ist. Ein bogenförmiges Widerstandselement 55 ist ebenfalls auf der Oberfläche des Substrats vorgesehen und elektrisch mit den Flächen 54 und 55 verbunden. Eine kreisförmige Fläche 56 auf der Oberseite des Substrats umgibt das Ende der Anschlußfahne 53 und ist mit diesem elektrisch verbunden und im Abstand zu den Flächen 54 und 55 und zum Widerstandselement 55 angeordnet.

Das Potentiometer weist außerdem einen Rotor 60 auf, welcher aus festem Kunststoffmaterial gebildet ist und ein Unterteil 61 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Fußflächen 62 und 63 enthält, wobei die Flächen in einer Ebene liegen und auf dem Statorsubstrat gleitend aufliegen. Ein elektrisch leitfähiger Taster 64 mit mehreren Fingern ist an der Unterseite des Unterteiles zwischen den beiden Fußflächen 62 und 63 angeordnet, so daß sie unter der gemeinsamen Ebene der beiden Fußflächen 62 und 63 in einer Kontaktposition sind. Der Rotor ist außerdem an seinem oberen Ende über einer Lagerfläche 65 mit einem Außenzahnrad 66 versehen, welches achtzehn Zähne 67 aufweist.

Das Potentiometer weist ebenfalls ein Kunststoffgehäuse auf, mit einem offenen unteren Ende, welches beim Zusammenbau der Einrichtung um das Statorsubstrat gelegt und abgedichtet wird, wobei die Anschlußfahnen 51, 52 und 53 nach außen reichen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Wie bei dem zuvor beschriebenen Kondensator ist eine federnde, ringhülsenförmige Kappe 71 über einer Schulter 74 vorgesehen, die im Innern zwanzig kreisförmig angeordnete Zähne 72 aufweist, die über der Bohrung 77 ein ringförmiges Zahnrad bilden. In diesem Fall ist das Gehäuse jedoch nicht mit Längsschlitzen versehen, da die Anschlußfahnen 51 bis 53 durch das Statorsubstrat 50 hindurchreichen. Die Vorrichtung enthält jedoch eine Ringnut 73 zum Einrasten einer Ringlippe 76 am Antriebsteil 75. Das Antriebsteil ist gleich ausgebildet wie das in Fig. 1 dargestellte und ist mit einem Schlitz 79 zum Ansetzen eines Schraubenziehers versehen, wie das Teil 40 in Fig. 1. Das Antriebsteil ist kappenförmig ausgebildet, wobei an der inneren zylindrischen Fläche ein einwärts gerichteter Vorsprung 78 vorgesehen ist, der so bemessen ist, daß die Kappe 72 so verformt wird, daß die Zähne 66, wie zuvor bei dem Trimmerkondensator beschrieben, angetrieben werden.

Nach dem Zusammensetzen läßt sich das Antriebsteil 75 mehrfach drehen, wobei der Vorsprung 78 gegen die Kappe 70 drückt und nacheinander die Zähne 72 mit den Rotorzähnen 77 in Eingriff bringt, wie es zuvor beschrieben wurde. Da achtzehn Rotorzähne und zwanzig Statorzähne vorgesehen sind, dreht sich der Rotor in einem relativ kleinen Winkel in Abhängigkeit von der Drehung des Antriebsteiles in einem relativ großen Winkel. Wie bekannt, bewegt sich der Taster 64 bei der Drehung des Potentiometerrotors über das bogenförmige Widerstandselement 55, wobei mit der Mittelfläche 56 ein ständiger Kontakt hergestellt ist.

Wie erkennbar ist, ist auf diese Weise eine relativ billige, abgeschlossene elektronische Vorrichtung vorgesehen, welche mit mehreren Umdrehungen arbeitet. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen stellen zwei bevorzugte Ausführungsformen dar.

Claims (10)

1. Elektrischer Scheibentrimmer mit einem abgedichteten Gehäuse und einer Verdreheinrichtung zum Verdrehen von zwei im Inneren des Gehäuses angeordneten, leitfähigen Elementen gegeneinander, wobei die Verdreheinrichtung ein Antriebsglied aufweist, welches mit einem der leitfähigen Elemente derart gekoppelt ist, daß eine Winkeldrehung des Antriebsgliedes gegenüber dem anderen leitfähigen Element eine kleinere Winkeldrehung des einen leitfähigen Elementes in bezug auf das andere leitfähige Element ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdreheinrichtung ein Außenzahnrad (18, 66) aufweist, um das mit Abstand ein Innenzahnrad angeordnet ist, wobei das Außenzahnrad und das Innenzahnrad ungleiche Zähnezahlen aufweisen und wobei die Zähne (38, 72) eines der Zahnräder federnd und weniger hart sind als die Zähne (19, 67) des anderen Zahnrades und wobei die Zähne (38, 72) des einen Zahnrades durch Deformation des einen Zahnrades in Eingriff mit den Zähnen (19, 67) des anderen Zahnrades gebracht werden können.

2. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zahnrad fest an dem einen leitfähigen Element gelagert ist.

3. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zahnrad fest an dem anderen leitfähigen Element gelagert ist und das eine leitfähige Element von der Umgebung abgekapselt und abgedichtet ist.

4. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine leitfähige Element eine Rotorelektrode (16) und das andere leitfähige Element eine im Abstand dazu angeordnete Statorelektrode (10) eines Trimmerkondensators mit mehreren Umdrehungen ist.

5. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere leitfähige Element ein langgestrecktes Widerstandselement (55) eines Trimmerpotentiometers ist und das eine leitfähige Element einen leitfähigen Taster (64), der im Schleifkontakt mit dem langgestreckten Widerstandselement steht und sich beim Verdrehen der leitfähigen Elemente gegeneinander über das langgestreckte Widerstandselement bewegt, aufweist.

6. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zahnrad das Innenzahnrad ist und als Zahnkranz mit einer federnden Umfangsfläche ausgebildet ist, und daß das Antriebsglied (40) drehbar gelagert um das Innenzahnrad angebracht ist, wobei die Innenfläche des Antriebsglieds (40) nur mit einem Teil der federnden Umfangsfläche des Innenzahnrads in Kontakt steht und dort die Deformation hervorruft.

7. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (40) eine Druckeinrichtung aufweist, die die Zähne (38, 72) des Innenzahnrades nacheinander in im wesentlichen radialer Richtung mit den Zähnen (19, 67) des Außenzahnrades (18, 66) in und außer Eingriff bringt.

8. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (40) eine drehbar an dem Gehäuse (30) gelagerte Hülse, mit einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung und einem einwärts gerichteten Vorsprung (47) als Druckeinrichtung, ist.

9. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (40) von dem Gehäuse (30) entfernbar ist.

10. Elektrischer Scheibentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) einen ringförmigen, federnden Abschnitt (36) aufweist, der das Innenzahnrad bildet.