DE1490454C - Miniaturpotentiometer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Miniaturpoten- eine wirksame Dichtung durch den zwischen Rotor

tiometer mit einer Grundplatte, einer auf die Grund- und Kappe angeordneten Dichtungsring herbeigeführt

platte aufgesetzten, mit dieser einen abgeschlossenen wird. Daher muß bei der Herstellung eines derartigen

Raum bildenden Kappe, einem innerhalb der Kappe Potentiometers im Hinblick auf die Abmessungen des

angeordneten Rotor, der über einen durch eine obere 5 Rotors auf besondere Genauigkeit geachtet werden

Öffnung in der Kappe hindurchgehenden Teil ver- (französische Patentschrift 1 298 703).

drehbar ist, einer zwischen Rotor und Kappe an- Es ist ein Knopfpotentiometer bekannt, bei dem

geordneten elastischen Dichtung, die in einer Nut des die Knopfkappe, die auf eine fest mit der Grundplatte

Rotors liegend um die Öffnung der Kappe herum- verbundene Achse aufgesteckt ist, mit Hilfe einer

gelegt ist, einem innerhalb der Kappe angeordneten, io Buchse, die sich gegen einen Haltering an der Achse

den Rotor umgebenden Widerstandselement, einem abstützt, an der Grundplatte gehalten wird. Das mit

von dem Rotor gehaltenen, mit dem Widerstands- einer Widerstandsschicht auf der Grundplatte in

element in schleifendem Eingriff stehenden Kontakt- schleifendem Eingriff stehende Kontaktelement ist an

element und einer auf dem Rotor aufsitzenden, mit einem Federelement angebracht, das sich an der

diesem verdrehbar und mit dem Kontaktelement elek- 15 Kappe abstützt und durch in eine Ausnehmungen der

trisch leitend verbundenen becherförmigen Buchse, Achse hineinragende Ansätze an einer Drehung ge-

die mit einer Stromzuführung in schleifendem Ein- hindert wird. Es ist ferner ein Federelement vor-

griff steht. gesehen, das sich gegen eine Stromzuführung in der

Es ist ein Potentiometer bekannt, bei dem eine Grundplatte einerseits und gegen das das Kontakt-Stromzuführung federnd ausgebildet ist, um bei einer 20 element haltende Federelement andererseits federnd Verdrehung eines elektrisch leitenden, hülsenförmigen anliegt. Das Federelement ist ebenfalls mit Ansätzen Rotors, der ein Kontaktelement zum Eingriff mit in Ausnehmungen der Achse gegen eine Drehung geeiner Widerstandsschicht trägt, einen elektrischen- sichert. Eine gewisse Abdichtung des Knopfpoten-Kontakt aufrechtzuerhalten. Bei einer anderen Aus- tiometers wird dadurch erreicht, daß die Kappe aus führungsform ist an einem elektrisch leitenden, mas- 25 elastischem Material geformt und beim Zusammensiv ausgeführten Rotor, der wiederum das Kontakt- bau in leicht zusammengedrückter Lage gegen die element trägt, eine Kontaktfeder ausgebildet, die bei Grundplatte verspannt wird (USA.-Patentschrift einer Drehung des Rotors einen leitenden Kontakt 2974 299). :

mit dem fest angeordneten Ende einer Stromzufüh- Schließlich ist ein Knopfpotentiometer bekannt,

rung aufrechterhält (USA.-Patent 2 884 506). 30 bei dem eine Stromzuführung als eine mit einer

Bei einem anderen bekannten Potentiometer ist an Grundplatte verbundene starre Achse ausgebildet ist. einem Rotor ein federnder Schleifkontakt befestigt, Die starre Achse besitzt eine Einschnürung, in die der gegen eine Stromzuführung anliegt. Der federnde ein federnd ausgebildeter Bürstenträger eingesetzt ist. Schleifkontakt ist einstückig mit einem Kontakt- Der Bürstenträger hat ferner die Funktion, die als element ausgebildet, das die Windungen einer Wider- 35 Rotor ausgebildete Knopfkappe auf der Achse zu Standsspule untergreift. Bei Drehung der Rotorwelle halten. Durch die federnde Wirkung des Bürstenbewegt sich der Rotor in Richtung der Längsachse trägers wird somit die Knopfkappe über die Achse der Welle, so daß das Kontaktelement quer zu den gegen die Grundplatte gedrückt, so daß eine gewisse Widerstandswindungen schleift. Dabei sorgt der Abdichtung zwischen Grundplatte und Knopfkappe federnde Schleifkontakt dafür, daß das Kontakt- 40 erzielt wird (deutsche Patentschrift 1 042081).
element dauernd elektrisch mit der Stromzuführung Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin,.das verbunden ist (USA.-Patent 2 773 966). bekannte, eingangs beschriebene Potentiometer in

Bei einem anderen bekannten Potentiometer ist der Richtung auf eine wirksame Abdichtung nach außen

Rotor, der ein mit einer Widerstandsschicht in Ein- zu verbessern.

griff bringbares Kontaktelement trägt, axial beweg- 45 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die lieh und wird-mit Hilfe einer Feder in Richtung auf Grundplatte einen mittigen,,,, nach oben weisenden eine Grundplatte gedrückt, die sowohl die Wider- isolierenden Stift besitzt, der durch eine Öffnung in Standsschicht als auch eine Stromzuführung aufweist. der unteren Fläche der becherförmigen Buchse hin-Die Grundplatte ist. am umgebördelten Rand des durchgeht und der in eine mittige Bohrung des Rotors Potentiometergehäuses befestigt und wird durch den 50 hineingreift, und daß die Stromzuführung für den federbeaufschlagten Rotor gegen den Rand gedrückt, Rotor einen Schleifring mit einem aufwärts geboso daß im Gegensatz zu den bisher beschriebenen genen ringförmigen Teil besitzt, der über den Stift gePotentiometern eine gewisse Abdichtung des Poten- schoben ist und der gegen die untere Stirnfläche der tiometers erzielt wird (französische Patentschrift becherförmigen Buchse des axial geringfügig ver-1 258 610). 55 schiebbaren Rotors federnd anliegt.
... Bei einem weiteren bekannten Miniatur-Poten- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der tiometer ist zwischen dem Rotor und einer den Rotor Erfindung ist ein Teil der Stromzuführung in einer umgebenden Kappe, durch die der Rotor durch eine Ausnehmung der Grundplatte angeordnet und durch obere Öffnung hindurchragt, eine elastische Dichtung diese gegen Drehung gesichert,
vorgesehen, die in einer Nut des Rotors liegend, um 60 Dadurch, daß die Stromzuführung für den Rotor die Öffnung der Kappe herumgelegt ist. Über einen federnd ausgebildet ist, wird die zwischen Rotor und Teil des Rotors ist eine elektrisch leitende, becher- Kappe angeordnete Dichtung in ihrer Wirksamkeit förmige Buchse geschoben, die ein mit dem Wider- verstärkt. Das erfindungsgemäße Potentiometer ist Standselement in schleifendem Eingriff stehendes denkbar einfach aufgebaut. Bei seiner Herstellung Kontaktelement trägt und die ferner mit einer Strom- 65 braucht insbesondere im Hinblick auf die Abmessunzuführung in schleifendem Eingriff steht. Bei diesem gen des Rotors nicht auf besondere Genauigkeit gebekannten Potentiometer müssen die Abmessungen achtet werden, da der Rotor axial geringfügig verdes Rotors so gewählt sein, daß ohne weitere Mittel schiebbar ist.

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Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel schenstückes 118 ist ein Anschlag 120 vorgesehen,

der Erfindung. welcher sich über einen kleinen Teil des Durchmessers

In Fig. 1 ist eine Ausführungsart der Erfindung des Zwischenstücks 118 radial nach innen erstreckt, dargestellt, bei der eine nichtleitende Grundplatte 80 Die genaue Ausgestaltung und die Funktion des Aneinen zentrischen Stift 82 aufweist, der sich von der 5 Schlages 120 wird im einzelnen in Verbindung mit Grundplatte 80 nach oben in einen dort gebildeten den folgenden Figuren beschrieben. Das Zwischenzylindrischen Raum entlang dessen Achse erstreckt. stück 118 kann mit der Grundplatte 80 aus einem Teil Etwa an der Basis des zentralen Stiftes 82 befindet gebildet sein oder- — wie im Ausführungsbeispiel — sich ein Schleifring 84, welcher einen im wesentlichen als besonderes Konstruktionselement vorgesehen sein ringförmigen Teil 86 und einen Kabelschuh 88 be- ίο und dann eine Reihe von im Winkel versetzten Nasen sitzt, der sich radial von außen von dem ringförmigen 122 enthalten, welche das Zwischenstück 118 gegen Teil 86 nach außen wegerstreckt. Die oberen Enden eine Winkelverdrehung in bezug auf die Grundplatte 90 des Kabelschuhes 88 können um die Enden eines 80 blockieren und welche weiter unten näher beäußeren Leiters 92 gelagert werden, welcher in das schrieben werden.

Innere des Potentiometergehäuses durch den Boden 15 Oberhalb des zentrischen Stiftes 82 ist ein Rotor der Grundplatte 80 eintritt. Der Boden der Grund- 124 dargestellt, welcher einen unteren, zylindrischen platte 80 kann an seiner inneren Oberfläche aus- Teil 126 aufweist, der axial ausgespart ist und so eine gespart sein, wodurch eine Ausnehmung 94 entsteht, Bohrung 128 bildet, welche als Lager für den Rotor welche den Kabelschuh 88 und das Ende des äußeren auf dem zentrischen Stift 82 dient. Der obere Teil des Leiters 92 gegen jegliche Winkelverschiebung um den 20 Rotors 124 besitzt einen größeren Querschnitt und zentrischen Stift 82 sichert. Der ringförmige Teil 86 enthält einen sich radial erstreckenden Anschlagarm des Schleifringes 84 ist in Axialrichtung gebogen, um 130, welcher sich nach außen bis kurz vor dem Inneneine axiale Federwirkung in dem Schleifring aus durchmesser des Zwischenstückes 118 erstreckt, je-Gründen zu erzeugen, die noch dargelegt werden. doch über den sich nach innen erstreckenden An-

Weitere Leiter 96, von denen in dem Aufriß nach 25 schlag 120 hinaus. Die obere Fläche des Rotors 124 F i g. 1 lediglich einer dargestellt ist, sind in gleicher ist ausgespart und bildet eine kreisförmige Nut 132, Weise durch den Boden der Grundplatte 80 geführt welche konzentrisch um die Achse der zylindrischen und können in einer kleineren Ausnehmung 98, kreisförmigen Teile herum angeordnet ist, die vorweiche im oberen Teil der Grundplatte 80 gebildet stehend beschrieben wurden. Zur Abdichtung ist ein ist, enden. In allen Fällen sind die Leiter im wesent- 30 O-Ring 134 in der Nut 132 angeordnet, welcher axial liehen hermetisch gegenüber der Grundplatte ab- zwischen dem Rotor 124 und der inneren Oberfläche gedichtet und werden mechanisch von ihr fest um- des oberen Teiles der Metallkappe 112 in Axialrichschlossen. tung zusammengedrückt wird. Eine Stellschraube

Der innere Durchmesser des oberen Teils 100 der 136, welche sich von dem Rotor 124 durch die zen-

Grundplatte 80 ist im Vergleich zu deren unteren 35 irisch angeordnete Öffnung 116 in der Metallkappe

Teil stufenartig vergrößert, so daß eine ringförmige 112 nach oben erstreckt, kann einen Schlitz für die

Schulter 104 zwischen den beiden zylindrischen Aufnahme eines Schraubenziehers enthalten. Die

Teilen entsteht. Ein toroidartiges Widerstandselement Stellschraube 136 kann zusammen mit dem Rotor

106, welches einen äußeren Durchmesser besitzt, der 124 aus einer Einheit bestehen oder aber, wie es in

nahezu gleich dem inneren Durchmesser des oberen 40 den Figuren dargestellt ist, aus einem selbständigen

Teils 100 ist, ist innerhalb des Teils 100 auf der Teil bestehen, der einen gerändelten oder ausgekehl-

Schulter 104 angebracht. Das Widerstandselement ten zylindrischen Zapfen 138 besitzt, welcher in die

106 kann aus einer gewickelten Drahtspule bestehen zentrische Öffnung in der oberen Oberfläche des

oder aus einer ringförmigen Widerstandskarte. Zwi- Rotors 124 eingedrückt ist.

sehen den Anschlußpunkten des toroidartigen Wider- 45 Eine becherförmige Buchse 140 aus leitendem Mastandselementes 106 und den,, äußeren Leitungen 96 terial ist im Preßsitz über den unteren zylindrischen können spiralig geformte elastische Verbindungen Teil 126 des Rotors 124 gestülpt. Das untere Ende hergestellt werden. der Buchse 140 besitzt eine zentrische Öffnung um

Die Grundplatte 80 besitzt einen unteren Ansatz den zentrischen Stift 82 und ist auf dem zylindri-

108, der um die Peripherie des Bodens herumgeführt 50 sehen Teil des Rotors gegen Verdrehung gesichert,

ist und eine Schulter 110 bildet, welche eine das ge- Wie ersichtlich, stehen die unteren Teile der becher-

samte Potentiometer umgebende Metallkappe 112 mit förmigen Buchse 140 in gleitender Drehbewegung mit

einer zentrischen Öffnung 116 aufnimmt. Der Durch- dem ringförmigen Teil 86 des Schleifrings 84. Der

messer der inneren Oberfläche 114 der Metallkappe Rotor wird durch axial zwischen dem gewölbten

112 stimmt im wesentlichen mit dem äußeren Durch- 55 Schleifring und dem in Axialrichtung kompressiblen

messer der Teile 110 und 102 der Grundplatte 80 O-Ring gedrückt. Durch diese Maßnahme ist der

überein. Das obere Ende der Metallkappe ist schalen- elektrische Kontakt zwischen der Buchse und- dem

förmig ausgebildet und bis auf eine zentrische Öff- Schleifring gesichert, außerdem eine gute Abdichtung

nung 166 vollkommen geschlossen. zwischen dem O-Ring, der Metallkappe und dem

In Axialrichtung zwischen dem oberen Ende der 60 Rotor.

Metallkappe 112 und dem oberen Teil 100 der Durch Schweißen oder Löten ist mit der äußeren

Grundplatte 80 ist ein Zwischenstück 118 angeord- zylindrischen Oberfläche der Buchse 140 ein leiten-

net, welches die Form eines kurzen Hohlzylinders be- des Kontaktelement 142 verbunden, welches radial

sitzt, der einen nahezu mit dem Durchmesser der ausgebogen ist und zwischen der inneren Oberfläche

inneren Oberfläche 114 der Metallkappe 112 gleichen 65 des Widerstandselementes 106 und der auf dem Teil

Durchmesser aufweist. Der innere Durchmesser des 86 gleitenden Buchse 140 Kontakt macht.

Zwischenstückes 118 ist nahezu gleich dem des obe- In Fig. 2 ist ein Teil der Vorrichtung der Fig. 1

ren Teils 100. An der inneren Oberfläche des Zwi- der besseren Darstellung wegen perspektivisch her-

ausgezeichnet. Der Rotor 124 ist so dargestellt, daß er von dem zentrischen Stift 82 getragen wird und um ihn rotieren kann. Die Nut 132 für den dichtenden O-Ringl34 (in Fig. 2 nicht dargestellt) ist als Einkerbung in der oberen Oberfläche des Rotors 124 dargestellt. Vom mittleren Teil des Rotors nach oben verläuft die Stellschraube 136. Weiterhin ist dargestellt, daß sich der Anschlagarm 130 nach rechts radial nach außen erstreckt.

Die leitende Buchse 140 ist in einer axial auseinander gezogenen Darstellung wiedergegeben, und zwar mit Bezug auf ihre tatsächliche Lage, bei der sie über den unteren, zylindrischen Teil 126 des Rotors 124 geschoben ist. Das radial ausgebogene Kontaktelement 142 ist in seiner etwas radial ausgedehnten Lage dargestellt, aus der es in radialer Richtung zusammengedrückt wird, wenn es innerhalb des Potentiometers mit dem toroidartigen Widerstandselement 106 in Berührung kommt. Der Schleifring 84 ist am unteren Ende der Figur dargestellt. Bei dieser Darstellung ist klar zu sehen, daß er einen ringförmigen Teil 86 enthält, der in Axialrichtung leicht gewölbt ist und einen sich in der Zeichnung nach links erstreckenden Kabelschuh 88 enthält mit ein Paar oberen Enden 90, welche um einen elektrischen Leiter herumgelegt werden können, so daß diese mit der Potentiometereinrichtung elektrisch verbunden sind.

In F i g. 3 ist die Grundplatte 80 mit dem Ansatz 108, der dadurch entstehenden Schulter 110 und dem oberen zylindrischen Teil 100 dargestellt. Die äußeren Leiter 92, 96 sind als vom unteren Teil der Grundplatte wegverlaufend dargestellt, so daß sie mit einem äußeren Stromkreis verbunden werden können. Der tragende zentrische Stift 82 erstreckt sich von der Grundplatte weg nach oben in den durch die Grundplatte 80 und das Zwischenstück 80' gebildeten Raum. Die Nasen 122, die eine Winkelverdrehung des Zwischenstücks 118 relativ zu der Grundplatte verhindern, sind am oberen Teil 100 der Grundplatte 80 befestigt. Der Anschlag 120 erstreckt sich von der Peripherie des Zwischenstücks 118 aus nach innen und bildet die Begrenzung für die Drehbewegung des Rotors 124 dadurch, daß der Anschlagarm 130 auf den Anschlag 120 trifft.

Aus der Beschreibung einer Ausführungsform des Potentiometers gemäß der Erfindung geht hervor, daß in jedem Fall eine zentrisch angeordnete Rotorvorrichtung vorgesehen ist, die einen Abgriff aufnimmt, welcher eine gleitende elektrische Verbindung mit dem Widerstandselement herstellt. Es wird dann eine elektrische Verbindung zwischen dem Abgriff und einer durch das Gehäuse, vorzugsweise der Grundplatte, hindurchführenden elektrischen Leitung hergestellt, um eine äußere elektrische Verbindung zu bilden. Zu beachten ist, daß der Rotor in jedem Fall mechanisch einfach ist, vorzugsweise aus einem Stück besteht und die Bauart eines äußerst kleinen Potentiometers gestattet. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß alle Teile des Rotors in jedem Falle aus derartigen Materialien hergestellt sind, daß der Abgriff von der Ummantelung des Gehäuses elektrisch isoliert ist.

ίο Es ist somit ein Potentiometer beschrieben worden, das mit äußerst kleinen Abmessungen hergestep. werden kann, das einfach, robust und billig in der Fertigung ist und das sich zusammen mit anderen elektrischen Bauelementen für die Verwendung in gedruckten Schaltungen eignet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Miniaturpotentiometer mit einer Grundplatte, einer auf die Grundplatte aufgesetzten, mit dieser einen abgeschlossenen Raum bildenden Kappe, einem innerhalb der Kappe angeordneten Rotor, der über einen durch eine obere Öffnung in der Kappe hindurchgehenden Teil verdrehbar' ist, einer zwischen Rotor und Kappe angeordneten elastischen Dichtung, die in einer Nut des Rotors liegend um die Öffnung der Kappe herumgelegt ist, einem innerhalb der Kappe angeordneten, den Rotor umgebenden Widerstandselement, einem von dem Rotor gehaltenen, mit dem Widerstandselement in schleifendem Eingriff stehenden Kontaktelement und einer auf dem Rotor aufsitzenden, mit diesem verdrehbar und mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbundenen becherförmigen Buchse, die mit einer Stromzuführung in schleifendem Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (108) einen mittigen, nach oben weisenden, isolierenden Stift (82) besitzt, der durch eine Öffnung in der unteren Fläche der becherförmigen Buchse (140) hindurchgeht und der in eine mittige Bohrung (128) des Rotors (124) hineingreift, und daß die Stromzuführung für den Roior (124) einen Schleifring (84) mit einem aufwärts gebogenen ringförmigen Teil besitzt, der über den Stift

(82) geschoben ist und der gegen die untere Stirnfläche der becherförmigen Buchse (140) des axial geringfügig verschiebbaren Rotors (124) federnd anliegt.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (90) der Stromzuführung (84) in einer Ausnehmung (94) der Grundplatte (108) angeordnet und durch diese gegen Drehung gesichert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen