DE68915856T2 - Einstellbares Potentiometer für elektronische Schaltungen, Verfahren zur Montage seiner Elemente und Verfahren zur Herstellung seiner Widerstandsplatte. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Potentiometer, das allgemein als "Einstell- und Steuerpotentiometer" bekannt ist, welches für elektronische Vorrichtungen verwendet wird und trotz seiner geringen Größe hohe Leistungen und Anwendbarkeiten zuläßt.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Montage seiner elektromechanischen Elemente oder Bauteile sowie ein Verfahren zur Herstellung seiner Widerstandsplatte.
• Herkömmliche Potentiometer dieser Art bestehen aus einem elektrisch isolierenden Körper in Form eines zylindrischen Bechers, der die Widerstandsplatte beinhaltet, welche in Form eines offenen, kreisrunden Ringes vorliegt, wobei die Enden der Platte mit Hilfe von Nieten an dem zylindrischen Becher befestigt sind. Die Nieten dienen dabei gleichzeitig der elektrischen Leitungsverbindung zwischen der Widerstandsplatte und den entsprechenden Anschlußklemmen. Der Becher wird durch den komplementären Kollektor der Widerstandsplatte abgeschlossen, welche sich radial zu der entsprechenden Anschlußklemme erstreckt. Ein ringförmiger Schleifer, der sich der Innenseite des Kollektors anpaßt, ist gelenkig mit einer Welle verbunden, weist einen schrägen Arm auf und endet in einem Vorsprung, durch welchen der Kontakt mit jedem Punkt der Widerstandsplatte ermöglicht wird, sobald die Drehbewegung der Welle beginnt. Diese Welle weist an mindestens einem Ende ein Mittel auf, das den Einsatz eines geeignetes Werkzeugs, wie zum Beispiel eines Schraubenziehers, ermöglicht. Die Probleme, die sich aus diesem Aufbau ergeben, sind zahlreich und vielfältig.
• Die zylindrische Anordnung ist bei der Handhabung des Potentiometers hinderlich, besonders was dessen richtige Positionierung auf der Leiterplatte betrifft, auf der es befestigt werden soll, wenn diese Montage automatisch durchgeführt wird.
• Der Drehwinkel des Schleifers, der theoretisch beträchtlich näher an eine komplette Umdrehung heranreichen könnte, wird auf einen Wert nahe 235º beschränkt.
• Der Kollektor bietet nur eine relativ kleine Wärmeverlustfläche, wodurch die Wirkung des Potentiometers negativ beeinflußt wird und möglicherweise sogar Verwerfungen hervorgerufen werden können.
• Die rauhe Oberfläche des Kollektors, die aus der spanabhebenden Bearbeitung zur Herstellung der mittigen Öffnung resultiert, bewirkt ein ungleichmäßiges Drehmoment.
• Der Kunststoff-Flansch zur Befestigung des Kollektors am Gehäuse bietet nur geringen Widerstand gegen den Axialdruck auf den Läufer oder Schleifer.
• Das Drehen von Läufer und Schleifer auf der Widerstandsplatte ist ungleichmäßig und schwer zu steuern.
• Der Teil der Anschlußklemmen, der mit der Leiterplatte verbunden wird, ist kurz, so daß bei Anschlußklemmen mit größerem Durchmesser das Einführen und folglich auch das anschließende Schweißen behindert wird. Außerdem entstehen bei den Kunststoffteilen der Komponenten durch ihre Anordnung nahe des Erwärmungsbereiches sowie beim Schweißen Verformungen, die sich auf die Kontinuität der elektrischen Kontakte auswirken.
• Mit der üblichen Befestigung der Widerstandsplatte an einer schwer zu kontrollierenden Oberfläche, bei der eine weitere, vorgebogene mechanische Klammer mit notwendigen Materialansammlungen vorhanden ist, entstehen Kontaktverluste zwischen Anschlußklemme und Widerstandsplatte bei zu geringer Druckanwendung beim Umbiegen des die Widerstandsplatte umgebenden Endstückes, während bei zu großem Druck möglicherweise die Widerstandsplatte zerbrochen wird.
• Die Befestigung der Anschlußklemmen des Gehäuses und der Widerstandsplatte verursacht zum Zeitpunkt des Anschweißens an die Schaltung Schwierigkeiten, falls dieses Schweißen manuell durchgeführt wird, durch die Abgabe von Wärme und speziell durch die Tatsache, daß bei manueller Erwärmung die Temperaturhöhe schwer zu steuern ist, so daß die Kunststoffmaterialien weich werden, was zeitweilig auftretende Verluste der elektrischen Leitung zur Folge hat.
• Das Potentiometer nach der Erfindung, sei es ein Cermet- oder Kohlenstoffpotentiometer, löst die vorgenannten Probleme zufriedenstellend und bietet noch weitere Vorteile.
• Deshalb ist speziell das Widerstandselement aus Sintermetallen mit Zuschlägen geformt, welche als Stromwiderstand dienen und auf einem als Substrat dienenden Dielektrikum aufgebracht sind. In beiden Fällen sind die Enden der Widerstandsschicht mit metallischen Anschlußklemmen verbunden, die den elektrischen Strom auch nach außen leiten.
• Dies schließt weiterhin ein flexibles, metallisches Bewegungselement, den sogenannten Schleifer, ein, das in der Lage ist, über die Widerstandsschicht zu gleiten, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen Widerstandsplatte und Kollektor hergestellt wird, bestehend aus einem statischen Metallelement, welches wiederum einen metallischen Ansatz aufweist, der ebenfalls als elektrische Anschlußklemme zum äußeren Bereich des Elements dient.
• Basierend auf diesen metallischen Anschlußklemmen, die mit der Widerstandsschicht und dem Kollektor verbunden sind, kann das Potentiometer in Leiterplatten integriert werden.
• Die äußere Form des Potentiometers gleicht der eines quaderförmigen Kastens oder Gehäuses, aus dem drei metallische Anschlußklemmen oder Anschlußstücke austreten, die in geeigneter Länge und Form hervorragen, um eine Verbindung mit oder Einführung in elektronische Schaltungen zu ermöglichen, wobei sie zu diesem Zweck an den vom Gehäuse am weitesten entfernten Enden Formen oder Verformungen aufweisen, die die leichteste und sicherste Verbindung gewährleisten.
• Das Potentiometer weist eine axiale Öffnung auf, in der sich ein elektrisch isolierendes Element, nämlich der Einstell-Läufer, befindet, der Drehbewegungen zusammen mit dem Schleifer ermöglicht und der an seinem von außen direkt zugänglichen Ende so ausgebildet ist, daß der Einsatz von verschiedenen Werkzeugen ermöglicht wird, also beispielsweise in Form eines Schlitzes für einen Schraubenzieher oder in Form einer Sechskant-Ausnehmung für einen Inbusschlüssel.
• Die dazugehörigen Anschlußklemmen können, abhängig von den unterschiedlichen gewünschten Montagen in einer elektronischen Schaltung, an verschiedenen Stellen vorgesehen sein.
• Der beschriebene Aufbau ist für das automatische Aufbringen auf andere Komponenten mit Hilfe von Linearmaschinen, Transfermaschinen und Hochfrequenzmaschinen vorgesehen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren zur Montage des Potentiometers selbst unter Verwendung der genannten Maschinen durchgeführt, mit elektrischem und pneumatischem Antrieb, wobei diese Maschinen durch einen Mikroprozessor gesteuert werden, der für die Steuerung des Arbeitsablaufs und der festgelegten Parameter zur Überprüfung des Produkts am Ende dieses Ablaufs verantwortlich ist.
• Das Verfahren wird mit Metallbändern durchgeführt, aus denen die Kollektoren, Anschlußklemmen und Schleifer ausgestanzt werden, welche wiederum als Träger für die während des ganzen Montageverfahrens automatisch zugeführten Kunststoffteile dienen.
• Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung der Widerstandsplatte. Das Verfahren besteht aus dem Auftragen einer oder mehrerer leitender Widerstandspasten, die durch einen physiochemischen Prozeß auf einem flexiblen Kunststoffträger haften, welcher vorher in Bänder geeigneter Breite geschnitten wurde, wobei das Hauptaugenmerk auf die Tatsache gerichtet ist, daß dieses Auftragen ohne Unterbrechung stattfindet.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Stellpotentiometer für elektronische Schaltungen nach der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht im Schnitt.
• Fig. 3 zeigt eine Draufsicht.
• Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils Möglichkeiten oder Alternativen der Aufnahme der Anschlußklemmen im Potentiometer.
• Fig. 6 zeigt einen Detailausschnitt des Systems zur Befestigung des Kollektors am Gehäuse.
• Fig. 7 zeigt einen weiteren Detailausschnitt bezüglich des Befestigens und Annietens jeder Anschlußklemme an das Gehäuse. Fig. 8 zeigt einen weiteren Detailausschnitt der Befestigung zwischen der Widerstandsplatte, dem Gehäuse und der Anschlußklemme.
• Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf das Gehäuse des Potentiometers.
• Fig. 10 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 9. Fig. 11 zeigt eine weitere Draufsicht auf die Seite des Gehäuses, die der in Fig. 9 dargestellten Seite gegenüberliegt. Fig. 12 zeigt einen weiteren Querschnitt des Gehäuses entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 9.
• Fig. 13 zeigt eine Draufsicht auf die Widerstandsplatte.
• Die Fig. 14, 15 und 16 zeigen jeweils eine Vorderansicht, eine Profilansicht und eine Draufsicht auf eine der im Potentiometer enthaltenen Anschlußklemmen.
• Fig. 17 zeigt eine perspektivische Detailansicht der Verbindung zwischen einer Anschlußklemme und der Widerstandsplatte, wenn es sich bei dieser Widerstandsplatte um Cermet handelt.
• Die Fig. 18, 19 und 20 zeigen eine Vorderansicht, eine Profilansicht und eine Draufsicht auf die Art von Anschlußklemmen, wie sie im unter Fig. 17 beschrieben Fall verwendet werden.
• Die Fig. 21, 22 und 23 zeigen jeweils Vorderansicht und Querschnitte des Schleifers, wobei Fig. 22 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 21 darstellt und Fig. 23 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 21.
• Die Fig. 24 und 25 einerseits und die Fig. 26 und 27 andererseits zeigen jeweils Detailansichten des Kontakts zwischen Schleifer und Kollektor bzw. zwischen Schleifer und Widerstandsplatte.
• Die Fig. 28 und 29 zeigen jeweils Axialansichten des Läufers.
• Die Fig. 30 und 31 zeigen den Läufer, wobei erstere ein Querschnitt und letztere eine Seitenansicht sind.
• Die Fig. 32 und 33 zeigen jeweils eine Vorderansicht und eine Profilansicht des Kollektors.
• Fig. 34 zeigt einen Detailausschnitt des Flansches an der mittigen Öffnung des Kollektors, der die entsprechende gleitende Bewegung des Läufers gewährleistet.
• Fig. 35 zeigt eine perspektivische Sprengansicht der Anschlußklemmen entsprechend der Widerstandsplatte, des Gehäuses und der Widerstandsplatte selbst, während der Phase der Montage dieser Elemente.
• Fig. 36 zeigt die in der vorhergehenden Figur beschriebene Einheit, jedoch ordnungsgemäß montiert und als Teil einer durchgehenden Reihe.
• Fig. 37 zeigt eine der Fig. 35 ähnliche perspektivische Sprengansicht der Welle oder des Läufers, des Schleifers, welcher auch Teil eines durchgehenden Bandes ist, und des Kollektors, der ebenfalls Teil eines durchgehenden Bandes ist.
• Fig. 38 zeigt die in der vorhergehenden Figur dargestellte Einheit, jedoch ordnungsgemäß montiert.
• Fig. 39 zeigt eine Profilansicht der vormontierten Teile, wie sie in den Fig. 36 und 38 dargestellt wurden, für die Endmontage.
• Fig. 40 zeigt eine Vorderansicht der Einheit aus der vorhergehenden Figur, jedoch fertig montiert und immer als Teil der durchgehenden Herstellungsreihe.
• Die Fig. 41, 42, 43, 44, 45 und 46 zeigen schließlich die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte des Verfahrens zur Herstellung der Widerstandsplatte.
• Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besitzt das Stellpotentiometer für elektronische Schaltungen nach der Erfindung ein quaderförmiges Gehäuse oder Kasten 1 mit viereckiger Grundfläche, wobei es die nötigen Abmessungen aufweist, die zur Aufnahme der zum Betrieb verwendeten Bauteile des Potentiometers ausreichen. Das Material des Gehäuses ist aufgebaut aus geladenen Polymeren mit einer hohen dielektrischen Festigkeit, welche die thermische, mechanische und chemische Stabilität des Gehäuses gewährleisten.
• Das Gehäuse 1 weist Ausnehmungen 2 auf zur Verbindung und Positionierung der Anschlußklemmen 3, wobei diese Verbindung mit Hilfe rechteckiger Nasen 4 zustande kommt, welche einerseits der automatischen Positionierung und dem Vorschub des betreffenden Gehäuses während des im folgenden noch beschriebenen Montageprozesses dienen und andererseits durch plastische Verformung, wie sie vor allem in der Detailansicht in Fig. 7 beschrieben ist, die Verbindung der Anschlußklemmen gewährleisten.
• Außerdem weist das Gehäuse 1 Öffnungen zum Einsetzen der Anschlußklemmen auf, besonders zwei Öffnungen 5 zur Befestigung der Anschlußklemmen 3 am Gehäuse und zwei weitere Öffnungen 6 zur anschließenden Verbindung mit der Widerstandsplatte 33, wie jeweils aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich.
• Auf den Seiten weist das Gehäuse 1 Ausnehmungen 7 auf, die in den Fig. 9 und 12 dargestellt sind und die, wie in Fig. 6 dargestellt, der Befestigung des Kollektors am Gehäuse dienen.
• Es weist außerdem Vertiefungen 8 für die richtige Positionierung des Kollektors auf.
• Das Gehäuse enthält an einer seiner Grundflächen eine Skalenscheibe 18, die es in Verbindung mit einem am Läufer angebrachten Pfeil ermöglicht, die Position, an der sich der Schleifer auf der Widerstandsschicht befindet, genau zu erfassen. Dieser Schleifer umschließt die Verbindungsöffnung des Läufers, eine weite Eingangsöffnung 19, durch die die Montage des Läufers erleichtert wird.
• Die Widerstandsplatte 33, die in Fig. 13 im Detail dargestellt ist, ist am Boden des Gehäuses 1 befestigt und besteht aus verschiedenen Sintermetallen mit Zuschlägen, je nachdem, ob es sich um ein Kohlenstoff- oder Cermetpotentiometer handelt. Die Platte besteht aus einer Widerstandsschicht, die auf einem elektrisch isolierenden Substrat aufgebracht ist, wobei als Substrat zum Beispiel Kunststoff, Phenolpapier, Keramik oder ähnliches verwendet werden; die vorgenannten Komponenten ergeben die Widerstandsplatte.
• Die Widerstandsplatte liegt in Form eines offenen, kreisrunden Ringes mit flachen Enden 9 vor, wobei diese Form die Positionierung im Gehäuse 1 ermöglicht, sowie mit einem sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung 10 in Form eines Keils mit abgerundeten Ecken zur leichteren automatischen Positionierung, wobei dieser Vorsprung durch plastische Verformung mit den Vertiefungen 34 des Gehäuses 1 vernietet und so eine perfekte Verbindung der Widerstandsplatte 33 mit dem Gehäuse ermöglicht wird.
• Die Oberfläche der Widerstandsschicht kann einen oder mehrere Bereiche mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit umfassen.
• Die Anschlußklemmen 3 - um noch einmal darauf zurückzukommen - können aus Eisen, Messing oder Kupferlegierungen sein, ganz oder teilweise mit Nickel, Zinn oder Zinn-Blei-Legierungen beschichtet. Diese Anschlußklemmen liegen im Gehäuse 1 den Öffnungen 5 des Gehäuses zugeordnet und sind, wie in der Detailansicht in Fig. 7 dargestellt, mit Hilfe der verformten Nasen 4 darin befestigt und in den entsprechenden Schlitzen 11 des Gehäuses untergebracht. Außerdem sind sie elektrisch leitend mit der Widerstandsplatte 33 selbst verbunden, was aus der Detailansicht 12 der Fig. 8 ersichtlich wird. Die gedachten Achsen, die den beiden Befestigungen entsprechen, stehen senkrecht zueinander, was während der Montage auf die elektronische Schaltung einen höheren Wärmeverlust ermöglicht, wodurch plastische Verformungen des Gehäuses 1 verhindert und der elektrische Kontakt gewährleistet werden, da es während der Montage, bei der - wie bereits erwähnt - Anschlußklemme, Gehäuse und Widerstandsplatte zusammengebracht werden, stabil und unverändert bleibt.
• Es sollte auch hervorgehoben werden, daß der Teil der Anschlußklemme 3, der mit der Widerstandsplatte 33 verbunden ist, eine in Fig. 16 deutlich erkennbare Verformung oder Versenkung 28 aufweist, die den im Detail 28 der Fig. 8 veranschaulichten elektrischen Kontakt gewährleistet. Die Anschlußklemmen werden durch plastische Verformung der Zapfen 4 am Gehäuse befestigt und sind, wie aus der Darstellung der Montage in Fig. 3 ersichtlich, außen in einem Hohlraum 2 des Gehäuses untergebracht, dessen Form sich im Verbindungsbereich genau der Umfangsfläche der Anschlußklemme anpaßt.
• Wenn das Widerstandselement des Potentiometers aus Cermet oder Kohlenstoff besteht, was ein Keramiksubstrat wie das in Fig. 17 unter der Nummer 32 angegebene Substrat erforderlich macht, dann wird die Anschlußklemme, wie in den Fig. 18 bis 20 dargestellt, leicht abgeändert, besonders dadurch, daß sie in einem verschmälerten Element 30 endet, das, wie im Detail der Fig. 17 dargestellt, am Ende des Widerstandselements sitzt. In diesem Fall kommt die Verbindung zwischen dem Teil der Anschlußklemme und der dem Widerstandselement entsprechenden Zone mittels eines elektrisch leitenden Polymers oder eines elektrisch leitenden wärmeabzweigenden Zements 31 zustande.
• Der in den Fig. 21 bis 23 im Detail dargestellte Schleifer besteht aus einem Element aus Metall, Messing, Bronze oder anderen Legierungen und dient als Stromübertragungsmittel für die Widerstandsplatte 33 und den Kollektor 23. Seine Struktur und Form ermöglichen beim Aufsetzen auf die Widerstandsplatte 33 die Übertragung einer flexiblen Bewegung auf die Platte mit einer variablen, einem Gewicht von 30 bis 250 Gramm entsprechenden Kraft.
• Dieser Schleifer 13 stellt beim Aufsetzen auf die Widerstandsplatte einen Doppelkontakt 14 mit dem Niet-Schnappglied 15 und einem halbrund ausgebildeten Kontaktelement her, um den Kontakt zu erleichtern und um zu verhindern, daß die nach einer spanabhebenden Bearbeitung typischerweise auftretenden Rillen und rauhen Kanten die Widerstandsschicht verkratzen.
• Dagegen stellt er in ähnlicher Weise einen elektrischen Kontakt mit dem Kollektor 23 her, durch einen Doppelkontakt 38, mit dem Niet-Schnappglied und dem halbrund ausgebildeten Kontaktelement 37, um den Kontakt zu erleichtern und auch hier zu verhindern, daß die nach einer spanabhebenden Bearbeitung typischerweise auftretenden Rillen und rauhen Kanten den Kollektor verkratzen. Dieser Schleifer 13 dreht sich zusammen mit einem Läufer 16 dank der Schlüssel-Schloß-Reaktion zwischen den Vertiefungen 36 des Schleifers und den homologen Hohlräumen 35 des Läufers, welcher anschließend und durch plastische Verformung der Vorsprünge 17 des Läufers so vernietet wird und eine perfekte Verbindung garantiert, daß er durch eine Drehbewegung von außen auf jeden Bereich der Widerstandsschicht aufgebracht werden könnte.
• Der Läufer 16 kann dabei aus thermoplastischen Polymeren oder aus jedem anderen Material mit einer hohen dielektrischen Festigkeit bestehen.
• Seine Drehung wird auf einen bestimmten Winkel beschränkt durch ein darin integriertes Endstück 20 und ein entsprechendes Endstück 21 im Gehäuse 1.
• Der Läufer könnte mit jedem geeigneten Werkzeug in Richtung seiner zentralen Ausnehmung 22 gedreht werden, wobei diese Ausnehmung rechteckig sein kann oder jede andere Form haben kann. An dieser Ausnehmung 22 könnten andere Teile wie zum Beispiel Stifte oder Knöpfe fest angebracht werden, um je nach gewünschter praktischer Anwendung im Einzelfall seine Bewegung zu erleichtern.
• Der Kollektor 23 schließlich wird aus den gleichen Materialien hergestellt und genauso beschichtet, wie es für die Anschlußklemmen 3 bereits beschrieben wurde, und wird an seinen Kanten mit Vorsprüngen 24 versehen, die den Vorgang seiner automatischen Montage vereinfachen. Er ist vor allem durch vier klammerartige gestanzte Arme 25 am Gehäuse befestigt, welche komplementär zu den Hohlräumen 7 im Gehäuse 1 sind; dies wird aus der Detailansicht in Fig. 6 ersichtlich.
• Seine Anordnung innerhalb des Gehäuses wird durch die Vertiefungen 8 im Gehäuse gesichert.
• Er weist eine mit einem Flansch versehene mittige Öffnung 26 auf, die eine gleichförmige und regelmäßige gleitende Bewegung des Läufers 16 gewährleistet und so als Führungslager dafür dient.
• Das äußere Ende des Läufers 16 ist durch plastische Verformung gefaltet, was aus der Fig. 2, in welcher die gefaltete Kante unter der Nummer 27 aufgeführt ist, deutlich hervorgeht.
• Der Läufer weist drei Vertiefungen 29 auf, die durch Druck auf den Flansch des Kollektors ein regelmäßiges und gleichförmiges Drehmoment gewährleisten, während gleichzeitig die feste und gleichbleibende Position des Kontakts zwischen dem Schleifer auf dem Widerstandselement und dem Kollektor selbst gesichert wird. Aufgrund seiner Form hat er eine große Oberfläche, die während des Betriebs innerhalb der elektronischen Schaltung zu einer erhöhten Wärmedissipation beiträgt.
• Das Verfahren zur Montage der beschriebenen Teile oder Elemente wird in den Fig. 35 bis 40 deutlich dargestellt, wonach dieses Verfahren von einem Trägerband 40 aus beginnt, auf dem ohne Unterbrechung die Anschlußklemmen 3 ordnungsgemäß so gestanzt werden, daß in einer ersten Maschine jede Widerstandsplatte 33 in jedes Gehäuse 1 integriert wird und jedes Gehäuse 1 wiederum mit den gebogenen Armen des entsprechenden Anschlußklemmen-Paars des durchgehenden Trägerbandes dieser Anschlußklemmen verbunden wird, entsprechend dem in Fig. 35 dargestellten Punkt der Ausrichtung und bis zum in Fig. 36 dargestellten Punkt der Endmontage. Zur gleichen Zeit werden in diesem Arbeitsschritt die beiden Enden der Anschlußklemme befestigt, wie es in den Detailansichten der Fig. 7 und 8 dargestellt wird.
• Dann werden, zwar zeitgleich, aber unabhängig voneinander, die Schleifer 13, die ebenfalls Teil eines durchgehenden Bandes 41 sind, sowie die Läufer 16 und die Kollektoren 23, die wiederum Teil eines durchgehenden Bandes 42 sind, weiterverarbeitet, wobei dieses Montageverfahren dem vorhergehenden ähnlich ist und der Darstellung aus den Fig. 37 und 38 entspricht. Genauer besteht der erste Arbeitsschritt in dieser zweiten Maschine daraus, den Schleifer 13 auf den Läufer 16 aufzubringen, und zwar in eine Aussparung, die der Läufer aufweist, worauf der überschüssige Teil des Bandes, der als Abfall gesammelt wird, wie im vorhergehenden Fall abgetrennt wird. Die vormontierte Einheit Läufer-Schleifer wird dann mit dem Kollektor 23 durch plastische Verformung des Läuferkopfes verbunden.
• Nach Herstellung der vormontierten Einheiten Gehäuse-Anschlußklemme-Widerstandsplatte einerseits und Läufer-Schleifer-Kollektor andererseits werden diese beiden vormontierten Einheiten entsprechend der Darstellung aus den Fig. 10 und 11 endgültig miteinander verbunden, wobei jedoch eine durchgehende Herstellungsreihe erhalten wird, über die Länge des den Anschlußklemmen für die erste vormontierte Einheit entsprechenden Bandes 40 und des den Kollektoren 23 für die zweite vormontierte Einheit entsprechenden Bandes 42.
• Schließlich werden die Reste der beiden Bänder 40 und 42 entfernt und die Anschlußklemmen gefaltet, wie in Fig. 40 dargestellt, wodurch die Potentiometer fertiggestellt und voneinander abgetrennt werden.
• Beim Falten der Anschlußklemmen hätten diese Anschlußklemmen die geeignetste Ausrichtung entsprechend der jeweiligen genauen Anwendung des Potentiometers erfahren, worauf schließlich als Abschluß des Verfahrens die automatische Selektion oder Qualitätskontrolle der Potentiometer folgt.
• Schließlich wird beim Verfahren zur Herstellung der Widerstandsplatte 33, in einer ersten Aktivierungsstation 43, wie in Fig. 41 dargestellt, eine physikalisch-chemische Affinität zwischen dem Kunststoffband 44 und einer darauf aufzubringenden Widerstandsfarbe erzeugt. Dies kann durch Anwendung einer elektrischen Entladung auf den Kunststoff erreicht werden, wodurch eine Aktivierung von dessen funktionellen Molekulargruppen bewirkt wird, oder durch eine spezielle Säurebehandlung, die zum selben Ergebnis führt. Diese Vorgänge schließen die Herstellung von Mikro-Hohlräumen ein, die die physikalische Befestigung oder Haftung durch Rauheit der aufgetragenen Widerstandspasten ermöglichen.
• Man erhält in jedem Fall ein aktiviertes Kunststoffband, auf das dann entsprechend der Fig. 42 Farbe aufgetragen wird, indem das aktivierte Band durch den unteren Teil einer mit verschiedenen, horizontal und vertikal angeordneten Schablonen 45 versehenen Vorrichtung eingeführt wird, so daß die Widerstandsfarben mittels eines Systems von Farbeinspritzdüsen 46, die an verschiedenen Bereichen der Vorrichtung verbunden sind, eingespritzt werden können. Dieser Aufbau ermöglicht das gleichzeitige Auftragen von verschiedenen Widerstandspasten, synchron abgestimmt auf die Durchgangsgeschwindigkeit des Bandes und mit perfekter Regelung der Dicke des Farbauftrags auf das Kunststoffband 44, wobei die verschiedenen Bereiche perfekt in Längs- und Querrichtung des Bandes definiert werden, was aus Fig. 42 hervorgeht, in welcher das Band beim Austritt aus der Vorrichtung mit der Nummer 47 versehen wurde.
• Dann wird das Band 47 mit noch feuchter Farbe kontinuierlich in einen Trocken- und Härteofen 48 eingeführt, was aus Fig. 43 hervorgeht, in dem die aufgetragene Widerstandspaste polymerisiert wird, so daß man folglich ein "gehärtetes" Band 49 erhält. Das Band 49 wird dann, wie in Fig. 44 dargestellt, einer Rollvorrichtung 50 zum Aufbringen einer Silberglasur zugeführt, wobei die Vorrichtung 50 schmale, strategisch in Längsrichtung des Bandes angelegte Bänder hervorbringen kann. Dieser Prozeß ist ebenfalls kontinuierlich und führt zur Herstellung eines Kunststoffbandes mit einer gehärteten Widerstandspaste 51, die mit Schichten von feuchtem Silber 52 versehen wurde.
• Das Band 51-52 wird dann, wie in Fig. 45 dargestellt, einem Härteofen 53 zugeführt, um die aufgebrachte Silberglasur 52 zu polymerisieren, wodurch ein Kunststoffband 54 mit gehärteter Widerstandspaste und Silber entsteht.
• Nachdem all diese Arbeitsschritte kontinuierlich durchgeführt worden sind, wie in Fig. 46 dargestellt, wird das Band 54 spulenförmig aufgewickelt, was mit Hilfe einer Aufwickelmaschine 55 geschieht, mit der die entsprechende aufgewickelte Spule 56 verbunden ist, wobei das Band so ausgelegt ist, daß es dem anschließenden Stanzen, einem Arbeitsschritt zur Herstellung der Widerstandsplatte 33, die einzeln in den jeweiligen Potentiometern auftreten soll, standhält.
• Aus dem beschriebenen Aufbau des Potentiometers nach der Erfindung und aus dem Verfahren zur Montage desselben ergeben sich eine Reihe von Vorteilen, von welchen die folgenden hervorgehoben werden sollen:
• - Die quaderförmige Form des Gehäuses ist hilfreich für die Anordnung und den Vorschub für das automatische Einsetzen und die Montage des Bauteils in die elektronischen Schaltungen.
• - Die Befestigung der Anschlußklemmen am Gehäuse in einer Weise, daß zueinander senkrecht stehende Achsen gebildet werden, sowie deren Form ermöglichen einen höheren Wärmeverlust und verhindern so mögliche plastische Verformungen, die den elektrischen Kontakt verändern würden.
• - Die Form der Verbindung selbst erlaubt eine längere elektrische und mechanische Weglänge bei der Drehung, verglichen mit herkömmlichen Potentiometern derselben Größe.
• - Die größere Oberfläche des Kollektors ermöglicht einen höheren Wärmeverlust, wodurch eine bessere Funktion des Bauteils gewährleistet wird.
• - Das durch den Flansch des Kollektors hergestellte Lager gewährleistet ein konstantes und gleichmäßiges Drehmoment.
• - Der Flansch des Kollektors erlaubt das Anlegen eines Überdrucks auf den Läufer, wobei gleichzeitig ein gleichmäßiges Drehmoment erzielt wird, während eine exakte Position der Schleiferkontakte auf der Widerstandsschicht beibehalten wird und wobei diese Schicht nicht durch Vibrationen oder äußere Einwirkungen, denen das Bauteil ausgesetzt sein kann, verändert wird.
• - Die Klammer der Anschlußklemme, die die Widerstandsschicht umgibt, ermöglicht es, einen Druck auszuüben, der den elektrischen Kontakt ohne negativen Einfluß auf die Widerstandsplatte gewährleistet. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß dieser Druck auf eine fest geformte und daher leichter zu kontrollierende Oberfläche ausgeübt wird.
• - Die Skalenscheibe des Gehäuses ermöglicht es, den mechanischen Wendepunkt, an dem der Schleifer sich befindet, und folglich auch die Position des Potentiometers zu kontrollieren.
• - Da der Doppelkontakt des Schleifers auf dem Kollektor und der Widerstandsplatte flexibel ist, ermöglicht er es, daß Unregelmäßigkeiten bei der Montage sich nicht in Form von Veränderungen des elektrischen Kontakts auswirken.
• - Die Größe der Eingangsöffnung des Gehäuses erleichtert das Einführen des Werkzeugs zur automatischen Einstellung des Bauteils.
• - Aufgrund seiner Form und seines Aufbaus wird während des Produktionsverfahrens ein hohes Maß an Automation ermöglicht, so daß folglich auch Kosten reduziert werden.
• Die Form, Abmessungen und verwendete Materialien, oder generell alle Zubehörteile können unterschiedlich sein, vorausgesetzt, daß das Hauptmerkmal des beschriebenen Objekts nicht verändert oder modifiziert wird.

Claims (10)

1. Potentiometer mit einem quaderförmigen Gehäuse (1), das aus geladenen Polymeren mit einer hohen dielektrischen Festigkeit gebildet ist, einer in dem Gehäuse (1) angeordneten Widerstandsplatte (33), einem die Widerstandsplatte (33) beaufschlagenden, durch einen Läufer betätigten Schleifer (13), zwei Anschlußklemmen (3) und einem Kollektor (23), wobei das Gehäuse (1) erste Öffnungen (5) zur Befestigung von Teilbereichen der beiden Anschlußklemmen (3) an das Gehäuse (1) aufweist sowie zweite Öffnungen (6) an solchen Positionen, die den Enden der Widerstandsplatte (33) entsprechen, um die Anschlußklemmen (3) mit der Widerstandsplatte (33) zu verbinden, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen den Anschlußklemmen (3) und der Widerstandsplatte (33) bewirkt wird, wobei das Gehäuse (1) des weiteren nach außen ragende Nasen (4) aus einem plastisch verformbaren Material aufweist, die die beiden Anschlußklemmen (3) am Gehäuse (1) befestigen, wobei der Kollektor (23) sich über eine Fläche des Gehäuses (1) erstreckt und Arme (25) besitzt, die in entsprechenden Ausnehmungen (7) befestigt sind, die in benachbarten Flächen des Gehäuses ausgebildet sind, wobei das Gehäuse (1) eine Fläche aufweist, die gegenüber der Fläche angeordnet ist, über die sich der Kollektor (23) erstreckt, wobei die gegenüberliegende Fläche eine Skalenscheibe (18) aufweist, die eine Öffnung (19) umschließt, in der sich der Läufer (16) bewegt, wobei die Öffnung (19) für eine leichtere Montage des Läufers (16) im Gehäuse (1) eine abgeschrägte Mündung besitzt.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (1) ein Paar von plastisch verformbaren Nasen (4) für jede der beiden Anschlußklemmen (3) aufweist, wobei jedes Paar der plastisch verformbaren Nasen (4) seine entsprechende Anschlußklemme (3) übergreift und überlagert.

3. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei der Kollektor (23) einen viereckigen Bereich aufweist, der sich im wesentlichen parallel zu einer Fläche des quaderförmigen Gehäuses (1) erstreckt.

4. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsplatte (33) eine Widerstandsschicht umfaßt, die aus einem Sintermetall und Erzzuschlägen gebildet ist, wobei die Widerstandsschicht auf einem elektrisch isolierenden Substrat (32) aufgebracht ist, und wobei die Widerstandsplatte (33) in Form eines offenen, kreisrunden Rings mit flachen Enden (9) und einem sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung (10) ausgebildet ist, der die Form eines Keils mit abgerundeten Kanten aufweist, um ein Positionieren der Widerstandsplatte (33) im Gehäuse (1) zu ermöglichen.

5. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei jede der beiden Anschlußklemmen (3) einen zusätzlichen Bereich aufweist, der sich in das Gehäuse durch eine zweite Öffnung (6) senkrecht zu dem Bereich der Anschlußklemme (3) erstreckt, der den elektrischen Kontakt mit der Widerstandsplatte (33) herstellt.

6. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei jede der beiden Anschlußklemmen (3) Oberflächenverformungen aufweist, die einen verbesserten Kontakt mit der Widerstandsplatte (33) ermöglichen.

7. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei der durch einen Läufer betätigte Schleifer (13) einen Doppelkontakt (14) mit Niet- Schnappgliedern (15) und halbrund ausgebildeten Kontaktelementen (37) an seinen diametral gegenüberliegenden Enden umfaßt, um einen elektrischen Kontakt zum Kollektor (23) oder der Widerstandsplatte (33) zu bilden, und wobei der Schleifer (13) und der Läufer (16) zusammenwirkende, einander beaufschlagende Vorsprünge und Zahnungen (36) aufweisen, die den Schleifer (13) an dem Läufer (16) in einer festen Winkelposition befestigen.

8. Potentiometer nach Anspruch 1, wobei der Kollektor (23) vier gestanzte Arme (25) aufweist, die in entsprechenden Ausnehmungen (7) im Gehäuse (1) befestigt sind, und wobei der Kollektor (23) des weiteren ein mittiges, mit einem Flansch versehenes Loch (26) umfaßt, das sich in gleitendem Kontakt mit dem Läufer (16) befindet und als Führung für diesen dient, wobei der Läufer (16) drei Vorsprünge (29) aufweist, die auf dem Flansch des mittigen Lochs (26) des Kollektors (23) aufliegen, wodurch ein regelmäßiges und gleichmäßiges Drehmoment sowie ein stabiler Kontakt des Schleifers (13) auf der Widerstandsplatte (33) und dem Kollektor (23) gewährleistet sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines Potentiometers nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bestehend aus den folgenden Schritten:

Anordnen einer Widerstandsplatte (33) in jeweils einem einer Anzahl von quaderförmigen Gehäusen (1),

Montage der Anzahl von Gehäusen (1) auf einem durchgehenden Band (40) von gestanzten Anschlußklemmen (3) derart, daß Teilbereiche von zwei Anschlußklemmen (3) in jedem Gehäuse aufgenommen sind,

Passen des durchgehenden Bands (40) von Anschlußklemmen (3), auf denen die die Widerstandsplatte enthaltenden Gehäuse (1) montiert sind, auf eine durchgehende Reihe (42) von Kollektoren (23), auf denen ein Läufer (16) und entsprechend dem jeweiligen Kollektor (23) ein Schleifer (13) angeordnet ist,

und Befestigen jedes Kollektors (23) der durchgehenden Reihe (42) an ein entsprechendes Gehäuse (1) des durchgehenden Bandes (40).

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Widerstandsplatten (33) hergestellt werden durch Erzeugung einer physikalisch-chemischen Affinität in einer ersten Aktivierungsstation (43) zwischen einem Kunststoffband (44) und einer auf dem Kunststoffband (44) aufzubringenden Widerstandsfarbe,

Anwendung einer elektrischen Entladung auf das Kunststoffband (44), wodurch eine Aktivierung von dessen funktionellen Molekulargruppen bewirkt wird, oder durch Säurebehandlung, durch sofortiges und kontinuierliches Aufbringen der Farbe auf das in eine Vorrichtung (45) eingeführte aktivierte Kunststoffband (44), die ein gleichzeitiges Aufbringen von verschiedenen Farben oder Widerstandspasten (51) auf das aktivierte Kunststoffband (44) ermöglicht,

Polymerisierung der aufgebrachten Widerstandspasten (51) in einem Trocken- und Härteofen (48), und

Aufbringen einer Silberglasur (52) auf die mittels einer Rollvorrichtung (50) gehärtete Paste (51), und

Polymerisierung der aufgebrachten Glasur.