DE3540892A1 - Verfahren zur herstellung eines einstellbaren potentiometers und nach demselben hergestelltes potentiometer - Google Patents

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HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE 3 540 8 9/!

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL-ING-W. LEHN DIPL.-ING. K. FuCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ■ DR. RER. NAT, H -A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GORG DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

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PIHER NAVARRA, S.A.

Tudela/Spanien

Verfahren zur Herstellung eines einstellbaren Potentiometers und nach demselben hergestelltes Potentiometer.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines einstellbaren Potentiometers und auf ein nach demselben hergestelltes Potentiometer, wobei derartige Potentiometer zur Schaffung eines genauen Widerstandswertes in einem Schaltkreis einer elektrischen oder elektronischen Anordnung verwendet werden.

Einstellbare Potentiometer, die in gewissen Grenzen den Wert des elektrischen Widerstandes eines Schaltkreises ändern können, werden hergestellt, indem man ihre Teile zusammenbaut, wobei die Teile im allgemeinen ein Gehäuse aus einem Isoliermaterial, vorzugsweise ein Kunststoff spritzgußgehäuse, umfassen, wobei das Spritzgießen

ARABELLASTRASSE 4 . D-8000 MÜNCHEN 81 · TELEFON COSSJ 911087 . TELEX 5-29619 CPATHEJ ■ TELEKOPIERER 91 S3

unabhängig von der Herstellung der anderen Teile durchgeführt wird. Diese Teile umfassen eine Isolierplatte mit der Widerstandsbahn, dem Kollektor und die entsprechenden Anschlüsse, die mit den äußeren Verbindungsanschlüssen verbunden werden, den Läufer oder Schleifer, ein Betätigungsteil für den Läufer und eine Läuferlagerung. Die gesamte Anordnung wird mit einem Abschlußteil fertiggestellt, das mit der die Widerstandsbahn tragenden Platte zusammenfallen kann.

Im allgemeinen umfaßt die Herstellung des oben erwähnten Potentiometers ein automatisches Zusammenbauverfahren der Teile, die durch die vorherigen unabhängigen Verfahren erzeugt wurden. Die Nachteile dieses Verfahrens liegen zwischen dem Zeitverlust zwischen der Herstellung der einzelnen Teile und dem Zusdammenbau zur gesamten Einheit, wobei dieser Zeitverlust, die Arbeitsstunden und das Zusammenbauen der Teile sich auf beträchtliche Endkosten des Potentiometers summieren.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein Potentiometer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Herstellungskosten gesenkt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Mit der Erfindung wird eine beträchtliche Vereinfachung der automatischen Produktion eines einstellbaren Potentiometers erreicht, indem man das Gehäuse und die Kontaktanschlüsse, die mit der Widerstandsbahn bzw; mit dem Kollektor in dem Gehäuse in Verbindung stehen,

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zusammen ausbildet. Das automatische Herstellungsverfahren kann durch einen Mikroprozessor gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Anschlüsse aus vorher ausgestanzten Metallstreifen bestehen und die im wesentlichen gleichzeitig direkt in das Gehäuse eingebaut werden, während letzteres ausgebildet wird, so daß sie sicher in dem Gehäuse gehalten werden und sicherstellen, daß die Elemente in ihrer Position verbleiben und dauernd ein Kontakt und eine Verbindung sichergestellt ist. Die restlichen das Potentiometer darstellenden Teile werden in einer ähnlichen automatisierten darauffolgenden Weise eingebaut.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 den Metallstreifen nach dem formgebenden Stanzen in einem Stanzvorgang, der nicht in den Umfang dieses Patents fällt, wo jedoch die ausgestanzten Zonen, die die Anschlüsse darstellen, gezeigt sind, welche das Ergebnis eines darauffolgenden Schneidvorgangs der Kanten des Streifens sind, die die verschiedenen Zonen verbinden;

Figur 2 einen Querschnitt des Streifens längs der Ebene II-II;

Figur 3 den Metallstreifen, wie in den vorangegangenen Figuren nach der Anbringung der beiden Flächen des Streifens am Gehäuse, das die übrigen Teile des Po-

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tentiometers enthält, wobei dieses Gehäuse ein Spritzgußgehäuse ist, das in einer Forr.i hergestellt wird, der der Metallstreifen zugeführt wird, so daß die das Gehäuse ausbildenden Teile eingeschlossen werden;

Figur 4 einen Längsschnitt der Anordnung längs der Linie IV-IV;

Figur 5 einen Querschnitt der Anordnung längs der Linie V-V;

Figur 6 das Gehäuse mit den eingeschlossenen An-Schlüssen nach dem Schneiden des Metallstreifens, wobei die Anschlüsse in der gleichen Ebene liegen;

Figur 7 einen Längsschnitt des Gehäuses;

Fiogur 8 das Gehäuse mit den Anschlüssen, die den Verlängerungen der Widerstandsbahn entsprechen, und so ausgebogen sind, daß ihre äußeren Enden in der gleichen Ebene wie der mittlere, dem Kollektor entsprechenden Anschluß liegen, jedoch mit einer zum Einsetzen des Potentiometers in eine gedruckte Schaltung geeignete Stellung;

Figur 9 einen Längsschnitt der Anordnung;

Figur 10, 11 und 12 Querschnitte des vollständigen Potentiometers mit den verschiedenen Bauteilen längs der Ebenen X-XI bzw. XII; und

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Figur 13 eine Aufsicht des Potentiometers zur Darstellung der Vorderseite.

In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

Der gestanzte Metallstreifen 1, der hier nicht weiter beschrieben wird und auch nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist mit einer Anzahl von Durchbrüchen versehen, die die Form und den Aufbau des Kollektors und der Anschlüsse für die äußeren Verbindungen bestimmen. Die Öffnung 2 entspricht dem Inneren des Kollektors, der die Form eines Kreisrings aufweist, vorbestimmt durch die Zonen 11. Die Räume 3 bestimmen die Form der Anschlüsse 4 und 5 und der beabsichtigten äußeren Enden und 7 und der Spatenenden 8 und 9, die äußeren Enden der Widerstandsspur den zukünftigen Potentiometer verbinden. Die Zone 10 wird der Anschluß des Kollektors mit dem bestimmten Anschluß 12.

Die Öffnungen 13 dienen zur Anordnung und Ausrichtung des Metallstreifens 1.

Die dargestellte Ausführungsform ist auf der einen Seite und der anderen Seite des Streifens 1 vor dem Zerschneiden des Streifens ausgebildet, so daß dauernd die relative Lage der Elemente, die den Kollektor und die Anschlüsse bilden, sichergeetellt ist.

Figur 3 und 4 zeigen, wie das Teil 15 des Gehäuses auf einer der Flächen des Streifens 1 angeordnet ist, während der Grundteil 14 des zukünftigen Potentiometers auf der anderen Fläche ausgebildet ist.

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Die Öffnung 16 entspricht der Mitte, und liefert die Öffnung für den Betätigungsknopf der Schleiferlagerung, wobei der Schleifer an der Position 17 koaxial zu der Öffnung angeordnet ist.

Nach der Fertigstellung des Gehäuses wird der Streifen darauffolgend an vorbestimmten Stellen geschnitten, see daß drei Anschlüsse vom seitlichen Teil der Streifen übrigbleiben und so angeordnet werden, daß das so hergestellte Teil die übrigen Teile des Potentiometers aufnehmen kann,d. h. die Widerstandsbahnlagerplatte, den Schleifer und die anderen Teile.

Die beschriebene Konstruktion führt zu der Lagerung des neuen Potentiometers und diese wird dann durch das Hinzufügen der unten erwähnten Teile zur Herstellung der fertigen Vorrichtung ergänzt.

Das Gehäuse des Potentiometers besteht aus dem oben erwähnten Körper 15, der einen rechtwinkligen Aufbau hat, wobei eine seiner Hauptseiten offen ist und die Öffnung so abgestuft ist, daß in der abgestuften Öffnung 18 eine Isolierplatte 19 einsetzbar ist, die die Widerstandsbahn und ihre Kontaktelemente aufweist.

Die oben erwähnte Platte 19 besteht vorzugsweise aus Aluminium oder einem Kunststoff, der im Handel als Melinex bekannt ist, ist quadratisch und hat insbesondere auf ihrer Arbeitsfläche einen geringen Rauhigkeitswert in der Größenordnung von 0,8 Micron. Die innere Fläche trägt eine Widerstandsspur aus einer Graphitablagerung in Form eines unvollkommenen Kreisrings, dessen äußere

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Enden, die Zonen 21 und 22 versilbert sind, so daß unter allen Bedingungen ein Kontakt sichergestellt ist, wobei das Silber mittels eines Ablagerungsverfahrens aufgebracht wird, durch welches eine gewisse Elastizität gegeben ist, die einer Vibration und anderen Wirkungen standhält, durch welche ein Bruch der Kontaktstellen herbeigeführt werden könnte.

Die innen gelegenen äußeren Enden der äußeren Anschlüse 4 und 5 sind indirekt mit den Zonen 21 und verbunden, welches in dargestelltem Fall für ein Potentiometer gegeben ist, welches in bezug auf die Ebene einer Isoliertafel, die die gedruckte Schaltung trägt, vertikal befestigt wird.

Eine Silberablagerung bildet eine Kreisfläche 23 analog zu 21 und 22 in der Widerstandskreisringmitte, wobei jedoch dieser Kreisring 20 nicht berührt wird und die Ablagerung sich in Form der Zone 24 erstreckt und an dieser der Ausgangsanschluß 10 angebracht wird. Eine alternative Anordnung der Anschlüsse ist mittels gestrichelter Linie in Figur 10 dargestellt, welche eine Montage des Potentiometers in einer horizontalen Ebene relativ zu der Isolierplatte der gedruckten Schaltung gestattet.

Ein elektrischer Kontakt zwischen den Zonen 21, 22 und 24 und den entsprechenden Anschlüssen ist mittels rostfreier Schraubenfedern 25 gegeben, die in den Durchbrüchen 26, 27 und 28 im Gehäuse 15 angeordnet sind.

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Der Läufer oder Schleifer 29 ist ebenfalls eine Feder, deren Spiralwindungen in Berührung stehen und aus rostfreiem Stahl ausgebildet sind, wobei die Enden in das Innere der Windung umgebogen sind. Sie

-5 wird innerhalb der Gehäuseaussparung 30 in prismatischer Form gehalten, die aus einem Betätigungselement 31 besteht, welches die Form eines kreisförmigen trapezförmigen Knopfes hat, das in der axialen Längsrichtung zur Verlängerung 32 verlängert ist, die einen diametral verlaufenden Schlitz 33 zum Einsetzen eines Schraubenziehers oder eines ähnlichen Werkzeugs aufweist, um den Knopf zu drehen und so den Schleifer längs der Widerstandsbahn zu bewegen und damit den Widerstandswert zwischen den Ausgangsanschlüssen des Potentiometers zu verändern.

Um einen geeigneten Druck des Schleifers kontinuierlich gegen die Widerstandsbahn 20 und gegen die konzentrische Zone 23 sicherzustellen, ist ein prismenförmiges elastisches Teil 34, zum Beispiel aus Silikon vorgesehen, daß als ein Schuh wirkt und einen Druck gegen den Schleifer aufbringt.

In der oben beschriebenen Anordnung ist das Gehäuse 15, das die Teile des Potentiometers enthält und schützt vollständig durch die Platte 19 abgeschlossen, so daß das Potentiometer gegen ein Eindringen von äußeren Verunreinigungen, insbesondere mechanischer Art, als auch gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit geschützt ist. Die Lippe 3 5 wird durch Stauchen der Enden 3 6 des Gehäuses 15 erhalten und hält die Platte 19 in ihrer richtigen Stellung. Die Öffnungen 37 des Gehäuses 15

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sind durch innere Verlängerungen der Verbindungsanschlüsse verschlossen. Das Spiel zwischen den seitlichen Verlängerungen 32 des Schleiferhalteteils und der kreisförmigen Öffnung 16, die in der Mitte der Vorderseite des Gehäuses angeordnet ist, und durch die die Verlängerung verläuft, wird minimal gehalten, um das Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit zu verhindern.

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Claims (5)

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1. Verfahren zur Herstellung eines einstellbaren Potentiometers und nach demselben hergestelltes Potentiometer, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) aus Isoliermaterial, das das Widerstandsteil umschließende und schützende Teil darstellt, der Kollektor, der Läufer oder Schleifer (29) und die Läuferlagerung (31) durch ein Formverfahren ' fk

hergestellt werden, und mit einem vorher formgebend '

gepreßten Metallstreifen (1) mit ausgestanzten Räumen, die die Form des zukünftigen Kollektors und

der äußeren Verbindungsanschlusse (4, B, 12) bestimmen,

ARABELLASTRASSE 4 ■ D-SOOO MÜNCHEN 81 - TELEFON C089} 9110S7 ■ TELEX 5-29619 CPATHE^ ■ TELEKOPIERER 918S56

verbunden werden, wobei ein Teil des Gehäuses (15) einer Fläche des Streifens (1) und der andere Teil des Gehäuses (15) der anderen Fläche des Streifens (1) entspricht, so daß eine einstückige untrennbare Anordnung geschaffen wird.

2. Verfahren und Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Endform des Kollektors und die äußeren Verbindungsanschlüsse (4, 5, 12), die dem Gehäuse einstückig zugeordnet sind, durch Zerschneiden der mittels der ausgestanzten Räume im Streifen (1) begrenzten Zonen erhält, wobei weiter in diese Anordnung, umfassend das isolierte Gehäuse 15, dem darin aufgenommenen Kollektor und die äußeren Verbindungsanschlüsse (4, 5, 12), die restlichen Bauteile, die das veränderbare Potentiometer bilden, aufgenommen werden.

3. Verfahren und Potentiometer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schraubenelemente (25) aus rostfreiem Stahl in zylindrischen Räumen (26,27, 28) im Gehäuse (15) aufgenommen werden, wobei ihre äußeren Enden einen Druck gegen elektrisch leitende, den Anschlüssen (21, 22) der auf der Innenfläche der Gehäuseabschlußplatte (19) angeordneten Zonen, wobei die Abschlußplatte (19) auf der offenen größeren Fläche des Gehäuses (15) liegt, und gegen die inneren Enden der Verbindungsanschlüsse (4, 5, 12) ausüben.

4. Verfahren und Potentiometer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Läufer oder Schleifer (29) die Form einer Schraubenfeder mit konstantem Durchmesser aus rostfreiem Stahl hat und radial in dem Inneren eines drehbaren La-

gerteils (31) angeordnet ist, wobei die äußeren Enden der Schraubenfeder (29) einen Druck gegen die Widerstand's.*- bahn und gegen die elektrisch leitende Zone (23), die zu der Bahn konzentrisch ist, ausüben.

5. Verfahren und Potentiometer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das kreisförmige - trapezförmige - drehbare Lagerteil (31) für den Läufer eine rechtwinklige radiale Aussparung (30) aufweist, in der der Läufer oder Schleifer (29) und ein prismenförmiges Teil (34) aus elastischem Material, das auf den Läufer einen Druck ausübt und als Schuh wirkt, an^ geordnet ist, wodurch der Läufer (29) mit den zu verbindenden Metallteilen in Berührung gehalten wird.