DE7521682U - Potentiometer, insbesondere fuer elektronische schaltungen - Google Patents

Description

SOGIETE FRANCAISE DE L» ELECTRO-RESISTANCE OBE 1720

Potentiometer, insbesondere für elektronische Schaltungen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Potentiometer, insbesondere für elektronische Schaltungen.

Bekanntlich bringt die Herstellung van einwandfreien elektrischen Verbindungen zwischen den Enden der Widerstandsbahn eines Potentiometers und den zugehörigen metallischen Anschlüssen Schwierigkeiten mit sich· Diese Verbindungen müssen nämlich eine genügende Festigkeit besitzen, um die mechanischen und thermischen Beanspruchungen, welchen sie im Betrieb ausgesetzt sind, lange ohne merkliche Verringerung der Qualität der elektrischen Verbindung auszuhalten.

Es sind Potentiometer bekannt, bei welchen die Enden der aus einem keramischen Werkstoff bestehenden Widerstandsbahn mit den äusseren Anschlußschuhen durch Niete verbunden sind. Dieses System hat keine genügende Nachgiebigkeit, da der keramische Werkstoff mechanische Beanspruchungen ziemlich schlecht aushält. Außerdem erzeugen die thermischen Beanspruchungen eine Alterung der Niete, welche allmählich ihre Fähig-

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keit verlieren, den elektrischen Kontakt einwandfrei herzustellen.

Gemäß einer anderen bekannten Ausführung wird die betreffende elektrische Verbindung durch Anlötung der Anschlüsse an die Widerstandsbahn hergestellt. Die Ausführung dieser Lötungen ist heikel, ebenso wie die erforderliche vorherige Metallisierung des Widerstands. Da die mechanische Festigkeit der Lötungen verhältnismäßig gering ist, erhöht man diese durch Auftrag eines häufig durch einen organischen Werkstoff gebildeten Verkittungsprodukts.

Die Erfahrung hat gezeigt» daß derartige zusammengesetzte Anordnungen nicht eine genügende Festigkeit für thermische Beanspruchungen haben, und zwar wegen der Differenz zwischen den thermischen Kenngrößen ihrer Bestandteile.

Ferner ist vorgeschlagen worden, die Verbindung zwischen dem Widerstand und den äusseren Anschlüssen durch Klammern herzustellen, welche den elektrischen Kontakt durch Druck erzeugen. Da die Klammer das Ende des Anschlusses bildet, muß einer ihrer Schenkel genügend bildsam sein, um bei der Montage gebogen werden zu können. Der andere Schenkel muß genügend elastisch sein, um dauernd auf den Widerstand den für einen guten elektrischen Kontakt erforderlichen Druck ausüben zu können.

Die doppelte Bedingung, welcher die Klammer genügen muß, macht die Herstellung dieser Ausführungsform sehr heikel und daher teuer. Sie erfordert insbesondere eine strenge Kontrolle der thermischen Kenngrößen und der Form der Klammern, welche nicht Immer befriedigend sind.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen durch Herstellung eines Potentiometers abzuhelfen, bei welchem die elektrischen Verbindungen zwischen dem Widerstand und den äusseren Anschlüssen selbst nach einer langen Betriebsdauer insbesondere hinsichtlich der thermischen Beanspruchungen durchaus befriedigend bleiben.

Das erfindungsgemäße Potentiometer, insbesondere für elektronische Schaltungen, mit einem Isoliergehäuse, welches einen an einer isolierenden Unterlage befestigten Widerstand enthält, wenigstens zwei mit dem Widerstand verbundenen, durch das Gehäuse tretenden elektrischen Ausgangsanschlüssen

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und einem mit einem Betätigungsorgan versehenen Läufer zur Re gelung des Widerstands ist dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel aufweist, welche die Unterlage elastisch an drei Stützpunkten halten, von denen wenigstens zwei durch die Endabschnitte der Ausgangsanschlüsse gebildet werden.

Hierdurch werden in zweckmässiger Weise die

elektrischen Kontakte durch eine elastische Abstützung des Halters des Widerstands an drei Zonen mit beschränkter Oberfläche sichergestellt. Hierdurch kann der von den Enden des Widerstands auf die Endabschnitte der Ausgangsanschlüsse ausgeübte Druck auf einen hohen Wert eingestellt werden, welcher einen sehr guten Kontakt zwischen den betreffenden Teilen gewährleistet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Potentiometers werden die Mittel zur Andrückung der Unterlage durch ein elastisches Organ gebildet, welches der Fläche der Unterlage gegenüberliegt, welche der den Widerstand trägenden entgegengesetzt ist.

Das Gehäuse dient zur Abstützung des elastischen Organs, welches die Unterlage gegen die beiden Anschlüsse drückt, wobei es diese Elemente in zweckmässiger Weise für die

thermischen Beanspruchungen selbständig lässt.

Bei einer Anwendung der Erfindung auf Drehpotentiometer, bei welchen die Unterlage zylindrisch ist und einen ringförmigen Widerstand trägt, dessen Enden mit den beiden Anschlüssen vertamden sind, ist das elastische Organ ein gebogenes metallisches Federblatt, dessen Enden sich an dem Gehäuse abstützen,und welches einen ringförmigen Druck auf die Unterlage ausübt, während der dritte Stützpunkt der Unterlage durch eine innere Verstärkung des Gehäuses gebildet wird.

Die Kraft ist auf die Unterlage so zentriert,

daß diese praktisch gleichmässig auf die drei Stützpunkte übertragen wird, was ein gutes Gleichgewicht der Unterlage gewährleistet.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Potentiometers.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht längs der Linie

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H-II der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie IH-III der Fig. 5»

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 5.

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4 unter Wegbrechung von Teilen.

Fig. 6 ist eine von der Seite gesehene Teilansicht mit Wegbrechung von Teilen, welche in großem Maßstab die elektrische Verbindung zwischen dem V/iderstand und einem Ausgangsanschluß des Potentiometers der Fig. 1 zeigt.

Fig. 7 ist eine schaubildliche Ansicht einer Ausführungsabwandlung des elastischen Organs.

Bei der in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführung ist das erfindungsgemäße Potentiometer ein Drehpotentiometer. Es besitzt ein Isoliergehäuse 1 mit einem durch einen kreisförmigen Vorsprung 1b verlängerten kubischen Abschnitt 1a. In dem Gehäuse 1 ist eine zylindrische Ausnehmung 7 mit der Achse X-X ausgebildet, welche einen an einer isolierenden zylindrischen Unterlage 3 befestigten ringförmigen Widerstand 2 enthält. Die Unterlage kann insbesondere aus Aluminiumoxyd besteru->i, während das Gehäuse 1 aus Preßmasse ist.

Drei in einer Flucht liegende elektrische An-Schlüsse 4, 5i 6 treten durch das Gehäuse 1, von denen nur die äusseren Anschlüsse 4, 6 mit den Enden der Widerstandsbahn 2 verbunden sind. Der mittlere Anschluß 5 bildet ein Stück mit einer metallischen Lochscheibe 9? welche zu der Achse X-X gleichachsig und zwischen den kubischen Abschnitt 1a und die Kappe 1b eingelassen ist.

Ein Läufer 8 ist in der Ausnehmung 7 zwischen der ihm als Abstützung dienenden Lochscheibe 9 und der Unterlage 3 angeordnet. Der Läufer 8 wird bei dieser Anordnung durch einen elastischen V-förmigen Teil mit Schenkeln 8a, 8b mit etwa kreisförmigen Umrissen gebildet. Der Schenkel 8a tragt einen Kontaktstift 30 zur Herstellung des Kontakts mit der Widerstandsbahn Die Schenkel 8a, 8b enthalten gleichachsige öffnungen 11, 12, so daß durch die Kappe 1b ein drehbares Regelorgan 13 treten kann, welches von aussen durch einen Schraubenzieher betätigt werden kann, wofür es einen axialen Schlitz 20

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"besitzt.

Der Schenkel 8b besitzt Mitnehmer 14, welche in die öffnung 12 vorspringen und in entsprechende Längsnuten 15 des Betätigungsorgans 13 eingreifen.

Erfindungsgemäß weist das Potentiometer Mittel auf, welche die Unterlage 3 elastisch an drei Stützpunkten halten, von denen zwei durch die Endabschnitte 4a, 6a der Ausgangsanschlüsse 4, 6 gebildet werden.

Der dritte Stützpunkt ist eine innere Verstärkung 16 des Gehäuses 1 (Fig. 2, 3 bis 5), welche an das Gehäuse mitangeformt ist und dem mittleren Anschluß 5 gegenüberliegt.

Da die Endabschnitte 4a, 6a der Anschlüsse 4, 6 einen Winkelabstand von etwa 120 Grad haben, hat die Verstärkung 16 von jedem von ihnen ebenfalls einen Abstand von etwa 120°.

Die genannten Mittel umfassen ein elastisches Organ 17, welches zwischen der der die Widerstandsbahn 2 tragenden Seite der Unterlage 3 entgegengesetzten Seite und einer ringförmigen Rippe 21 angeordnet ist, welche zu der Achse X-X gleichachsig und an das Gehäuse 1 mitangeformt ist.

Gemäß einem Kennzeichen der Erfinlung wird das elastische Organ 17 durch ein gebogenes metallisches Federblatt gebildet, dessen Enden 17a, 17b sich an dem Umfang der Rippe 21 abstützen.

Das Federblatt 17 hat eine mittlere öffnung 22 für den Durchtritt des Organs 13 zur Betätigung des Läufers 8, wobei das Organ 13 durch die Unterlage 3 in einem zentralen Loch 23 derselben tritt. Der Durchmesser der öffnung 22 ist etwas grosser als der des Betätigungsorgans13·

Das Federblatt 17 steht durch eine die öffnung 22 umgebende ringförmige Zone 17£ in elastischer Berührung mit der Unterlage 3·

Die Erfindung sieht ferner vor, die Endabschnitte 4a, 6a so anzuordnen, daß sie sich an die Verbindung mit den Enden der Widerstandsbahn 2 herstellenden metallisierten leitenden Zonen 24 abstützen.

Hierfür sind die leitenden Zonen 24 an der Unterlage 3 auf ihrer die Widerstandsbahn 2 tragenden Seite befestigt.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Endabschnitte 4a, 6a vorzugsweise gegenüber der Oberfläche der leitenden Zo-

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nen 24 etwas schräg. Diese Schräglage kann z.B. etwa 15° be- /IQ tragen.

In den Enden 17a, 17b des Federblattes 17 sind Schlitze 25 und 26 beiderseits der zentralen öffnung 22 ausgebildet.

Zwischen den metallisierten Zonen 24 besitzt die Unterlage 3 eine Nut 27, in weiche eine zu der Achse X-X parallele Rippe 28 des Gehäuses 1 eingreift. Hierdurch verhindert die Rippe 28 eine Drehung der Unterlage 3.

Die technische Wirkung und die Vorteile dieser Ausführung sind folgendet

Das Federblatt 17 übt mit seiner ringförmigen Zone 17c eine elastische Kraft auf die Unterlage 3 aus.

Diese Kraft wird praktisch gleichmässig auf die drei Stützpunkte 16, 4a, 6a verteilt, welche für die Unterlage 3 feste Anschläge bilden, welche praktisch in einer Ebene liegen und eine geringe Oberfläche haben. Infolgedessen ist der von den leitenden Zonen 24 auf die En dabschnitte 4a, 6a der Anschlüsse 4, 6 ausgeübte Druck sehr hoch, wodurch ein ausgezeichneter elektrischer Eontakt gewährleistet wird. Die Biegung des Federblattes 10 kann z.B. so eingestellt werden, daß dieses auf die Unterlage 3 eine Kraft von etwa 500 Gramm ausübt.

Die Erfindung trennt die doppelte Eigenschaft der Elastizität und der Biegsamkeit voneinander, welche bei den Kontaktteilen der bekannten Ausführungen erforderlich äst, was einen >. sehr wesentlichen Vorteil darstellt. Die elastische Kraft zur Herstellung der elektrischen Verbindung rührt nämlich von dem Federblatt 17 her. Andererseits können die Ausgangsanschlüsse 4, 6, mit welchen das Federblatt 17 zusammenwirkt, aus einem Metall hergestellt werden, welches nur eine Biegsamkeit zu haben braicht, um ohne Schaden gebogen werden zu können.

Die Abstützung der Unterlage 3 an drei Punkten gewährleistet die Beständigkeit einer befriedigenden elektrischen Verbindung mit den Ausgangsanschlüssen 4, 6. Diese Verbindung wiicl bei beliebigen Verformungen sichergestellt, weiche an den betreffenden Elementen insbesondere infolge der thermischen Beanspruchungen auftreten können.

Das Federblatt 17 erfüllt zweckwässig außer seiner oben erwähnten Funktion noch die der Wärmeleitung der von der Widerstandsbann 2 durch die Unterlage 3 hindurch abgeführten

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Kalorien. Das Federblatt 17 bildet also eine Wärmeaustauschfläche, welche zur Abfuhr der von der Widerstandsbahn 2 kommenden Wärmeenergie nach ausserhalb des Potentiometers beiträgt. Die Schlitze 25 und 26 machen das Federblatt 17 biegsamer, was gestattet, es bequem an dem Gehäuse festzuklemmen,und einen guten Wärmekontakt mit der Oberfläche der Unterlage 5 begünstigt.

Die Ausgangsanschlüsse 4,6 müssen so starr sein, daß ihre Endabschnitte 4a, 6a sich unter dem ausgeübten Druck nicht merklich verformen. Sie müssen ferner eine genügende Bildsamkeit haben, um die Biegung der Endabschnitte 4a, 6a und erforderlichenfalls ihrer ausserhalb des Gehäuses 1 liegenden Abschnitte für ihre Einfügung in die elektrische Schaltung zu ermöglichen.

Legierungen, wie Messing, Spezialbronzen und Neusilber, haben sich als besonders zweckmässig erwiesen.

Die Endabschnitte 4a, 6a werden vorzugsweise mit Schichten aus einem Edelmetall, wie Gold oder Silber, überzogen, was eine gute elektrische Kontinuität unter allen vorgesehenen klimatischen Bedingungen gewährleistet. Die Schräglage der Endabschnitte 4a. und 6a schafft eine geringe Kontaktfläche, welche einen hohen Einheitsdruck zu erhalten^ stattet. Eine Verformung des Metalls dieser Endabschnitte und der sie überziehenden Silber- oder Goldschicht tritt an den Kontaktpunkten auf, was für die Qualität der elektrischen Verbindung günstig ist.

Bei der Ausführungsabwandlung der Fig. 7 wird das elastische Organ zur Andrückung der Unterlage 5 durch eine gebogene metallische Lochscheibe 29 gebildet, in deren mittlerem Abeine Öffnung 51 ausgebildet ist, während radiale Schlitze 52 auf ihren Umfang verteilt sind.

Die elastische Lochscheibe 29 kann sich in der Ausnehmung 7 mit ihrem ganzen Umfang an der ringförmigen Rippe 21 abstützen.

Die Erfindung kann in vielfacher Weise abgewandelt werden. So kann die AnIageverStärkung 16 durch einen dritten, den Anschlüssen 4 und 6 ähnlichen Anschluß ersetzt werden. Dieser würde eine mittlere Anzapfung bilden, welche bei gewissen Potentiometern vorhanden ist. Das Federblatt 17 und die Lochscheibe 29 können sich an einem metallischen ringförmigen Lager

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abstützen, welches in das Gehäuse 1 eingelassen ist und die '

Rippe 21 ersetzt. Die Form des elastischen Organs 17 oder 29 kann beliebig sein, und die Schlitze 25» 26, 32 können in beliebiger Zahl vorhanden sein oder auch ganz fortfallen. Die Vorteilung der Anschlüsse 4,6 und der Verstärkung 16 kann gegenüber dem beschriebenen Beispiel so verändert werden, daß die Endabschnitte 4a, 6a und die Verstärkung 16 die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks bilden, dessen Grundseite zwischen den Bndabschnitten 4a, 6a liegt. Die ringförmige Rippe 21 ist nicht unerlässlich, da ein Festklemmen an dem Gehäuse 1 zur Befestigung des elastischen Organs 17 ausreicht. Obwohl die beschriebenen Ausführungen Drehpotentiometer betreffen, ist die Erfindung auch unter entsprechenden Abänderungen auf Potentiometer mit geradliniger Widerstandsbahn anwendbar.

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Claims (6)

SCHUTZANSFRUCHE

1. Potentiometer, insbesondere für elektronische Schaltungen, mit einem Isoliergehäuse (1), welches einen an einer an dem Gehäuse befestigten isolierenden Unterlage (3) angebrachten Widerstand (2) enthält, wenigstens zwei elektrischen Ausgangsanschlüssen (4, 6), welche mit dem Widerstand verbunden sind und durch das Gehäuse treten, und einem mit einem Betätigungsorgan versehenen Läufer (8) zur Regelung des Widerstands, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Befestigung der Unterlage (3) an dem Gehäuse (1) elastisch und so ausgebildet sind, daß sie mit drei in einer Ebene liegenden Stützpunkten zusammenwirken, von denen wenigstens zwei durch die inneren Endabschnitte (4a, 6a) der Ausgangsanschlüsse (4, 6) gebildet werden.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel zur Befestigung der Unterlage (3) durch ein elastisches Organ (17) gebildet werden, welches der Fläche der Unterlage (3) gegenüberliegt, welche der den Widerstand (2) tragenden entgegengesetzt ist.

3. Potentiometer nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Unterlage (3) zylindrisch ist und einen kreisförmigen Widerstand (2) trägt, dessen Enden mit den beiden Anschlüssen (4a, 6a) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ (17) ein gebogenes metallisches Federblatt ist, dessen Enden sich an dem Gehäuse (1) abstützen, und welches durch seine mittlere Krümmung (17c) einen Druck auf das Zentrum der Unterlage ausübt, und daß der dritte Stützpunkt der Unterlage durch eine innere Verstärkung (16) des Gehäuses gebildet wird.

4. Potentiometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (4a, 6a) der Anschlüsse, welche mit leitenden metallisierten Zonen (24) in Kontakt stehen, welche an der Unterlage (3) befestigt sind und die Verbindung mit den Enden de3 Widerstands herstellen, etwas schräg gegenüber der Oberfläche der leitenden Zonen liegen, z.B. um etwa

5. Potentiometer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ (17) durch eine gebogene metallische Lochscheibe (29) gebildet wird, welche mit

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ihrem Umfang an dem Gehäuse festgeklemmt ist und sich mit ihrem zentralen Abschnitt an der Unterlage (3) abstützt.

6. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die drei Stützpunkte (24·) der Unterlage einen Winkelabstand von etwa 90 bis 130° haben«

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