DE1065066B - Potentiometer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Potentiometer, die wahlweise Allein oder in einer Mehrfachkombination verwendbar Sind und leicht an verschiedene Zwecke angepaßt werden können.

Die Potentiometer sind andererseits so ausgebildet, daß sie nur einen sehr geringen Raum einnehmen und trotzdem die Abführung einer erheblichen Energiemenge gestatten. Derartige Anordnungen besitzen großen Nutzen, denn sie finden; insbesondere in zahlreichen elektrischen oder elektronischen Schaltungen Anwendung, z. B. bei gedruckten Stromkreisen, Kleinströhren, Transistoren usw., die in immer größerem Umfang Verwendung finden.

Durch die Erfindung erhält man ein Potentiometer von besonderer Ausbildung, durch die es ermöglicht wird, das Potentiometer einzeln zu benutzen, durch einfaches Aufeinandersetzen von völlig gleichartig aufgebauten Potentiometereinheiten, die keiner Änderung bedürfen, eine Mehrfachkombination von Potentiometern zu bilden und die verschiedenen Schleifer der Mehrfachkombination mittels einer einzigen Welle anzutreiben, die auf ihrer gesamten Länge ein gleiches Profil hat.

Die Erfindung betrifft also ein Potentiometer, das wahlweise allein oder in einer Mehrfachkombination verwendbar ist. Es hat zwei koaxial aufeinandergesetzte Schalen, deren eine eine Widerstandsbahn mit Anschluß fahnen trägt, während die andere den Schleifer und einen Schleifring enthält und deren beide eine axiale öffnung für den Durchtritt einer durchgehenden Antriebswelle aufweisen, die den bzw. die Schleifer antreibt, wobei eine gesonderte Deckplatte mit dem Lager für die Achse vorhanden ist.

Erfindungsgemäß sind die Schalen je einer der untereinander völlig gleichartig gestalteten Einheiten von einem Mantel zusammengehalten, dessen Mantelfläche Zungen aufweist, durch die die Schalen je eines einzelnen Potentiometers zusammengehalten sind als auch weitere Zungen und zugehörige Bügel, durch die mehrere Potentiometer dieser Art zu einer Mehrfachkombination zusammengehalten sein können.

Die Vereinigung mehrerer gleicher Potentiometer zu einer Mehrfachkombination kann also auf diese Weise durch einfaches Aufeinandersetzen der einzelnen Potentiometerblöcke erfolgen, ohne daß man dazu irgendeines zusätzlichen Teiles bedarf und ohne daß die Einheiten verändert zu werden brauchen.

Es sind bereits Kleinpotentiometer bekannt, aus welchen durch Aufeinandersetzen Mehrfachsysteme mit gemeinsamem Antrieb hergestellt werden können. Keine dieser bekannten Konstruktionen läßt es jedoch zu, aus einem Einzelpotentiometer eine Mehrfachkombination durch bloßes Aufeinandersetzen völlig gleicher Elemente zu schaffen, ohne daß zusätzliche Potentiometer

Anmelder:

Societe Francaise
de l'Electro-Resistance,
Nizza (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreica vom 29. Juli 1955

Teile oder Abänderungen wenigstens eines der Potentiometer erforderlich sind.

So muß man bei einer bekannten Ausführung von dem zweiten Potentiometer einer Mehrfachkombination ab jedes Potentiometer aus seinen Einzelteilen aufbauen. Weiterhin erfordert die Antriebswelle, die sich hier aus mehreren Teilen zusammensetzt, zusätzliche Verbindungsorgane. Schließlich hat die Deckplatte des letzten Potentiometers eine von den Deckplatten der anderen Einheiten abweichende Gestalt. Bei einer anderen Ausführung sind die Potentiometer nicht völlig gleich, und sie müssen je nach ihrer Stellung in der Mehrfachkombination unterschiedlich ausgebildet sein. Für eine der äußeren Einheiten müssen zudem Anschlußorgane vorgesehen werden mit der Folge, daß ein Potentiometer, das als Einsatzpotentiometer verwendbar sein soll, nicht ohne weiteres mit einem anderen Potentiometer vereinigt werden kann.

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Schließlich ist es bei einer weiteren Ausführung erforderlich, für eines der äußeren Potentiometer einer Mehrfachkombination eine Deckplatte vorzusehen, so daß man auch hier nicht eine Mehrfachkombination aus einzelnen Potentiometern ohne jegliche Abänderung derselben aufbauen kann.

Bei allen diesen bekannten Ausführungen sind übrigens Spannschrauben od. dgl. erforderlich, deren Länge von der jeweiligen Potentiometeranzahl der betreffenden Mehrfachkombination abhängig ist. Solche zusätzlichen Elemente werden durch die Erfindung eingespart.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. Hierin zeigen Fig. 1 bis 15 die Teile eines erfindungsgemäßen Potentiometers, und zwar

Fig. 1 eine Seitenansicht der äußeren Abschirmung, in welche die anderen Elemente eingesetzt werden,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt des Isolierdeckels,

Fig. 3 einen auf den Deckel aufzulegenden Metallring im senkrechten Schnitt,

Fig. 4 den Läufer in Seitenansicht,

Fig. 5 einen Achsenschnitt einer Isolierscheibe, die im Inneren des Gerätes angebracht wird,

Fig. 6 einen Schnitt der Grundplatte, auf der die Widerstandsbahn gelegen ist,

Fig. 7 einen Axialschnitt der Anordnung nach dem Zusammenbau,

Fig. 8 eine Stirnansicht des Teiles nach Fig. 2, Fig. 9 eine Stirnansicht des Teiles nach Fig. 3,

Fig. 10 die Seitenansicht des Läufers im rechten Winkel zu der Ansicht der Fig. 4,

Fig. 11 die Stirnansicht des Teiles nach Fig. 5,

Fig. 12 eine Ansicht des Teiles nach Fig. 6 von unten zur Darstellung der Widerstandsbahn,

Fig. 13 und 14 die zusammengebaute Anordnung nach Fig. 7 in Ansichten von unten und oben und

Fig. 15 das fertige Potentiometer, von außen gesehen;

Fig. 16 bis 19 sind Seitenansichten der Teile eines Ausführungsbeispiels für die Betätigungs- und Befestigungsorgane ;

Fig. 20 bis 23 sind Draufsichten der Teile aus Fig. 16 bis 19, und

Fig. 24 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Anordnung aus zwei Potentiometern zusammen mit ihren Betätigungs- und Befestigungsorganen.

Die vorgefertigten Teile für ein erfindungsgemäßes Kleinstpotentiometer sind in stark vergrößertem Maßstäbe in Fig. 1 bis 6 in der Reihenfolge dargestellt, in der sie beim Zusammenbau aufeinandergelegt werden müssen.

Fig. 1 zeigt eine Abschirmung 1, die einen Boden 2 mit einer Mittelbohrung, am Umfang angebrachte Befestigungslaschen 3 und diese verlängernde Zungen 4 umfaßt. Am Unterteil der Laschen 3 sind Bügel 5 (Fig. 13) ausgearbeitet, die den nachträglichen Zusammenbau mehrerer Potentiometer erlauben.

Im Inneren der Abschirmungl kann ein isolierender Deckel 6, der z. B. aus Kunststoff besteht, angebracht werden (Fig. 2 und 7). Dieser Deckel hat eine ringförmige Höhlung 30 und einen radialen Vorsprung 10, der zwischen zwei einander gegenüberstehende Laschen 3 zu liegen kommt (s. Fig. 15). In der Achse des Deckels 6 befindet sich eine Mittelbohrung 7, die für den Durchgang der Betätigungswelle bestimmt ist. Ferner ist im Deckel 6 eine Ausnehmung 20 vorgesehen, deren Aufgabe noch erläutert wird, sowie eine Nut 8, welche die Nase 9 eines in

Fig. 3 und 9 sichtbaren Kollektorringes 11 aufzunehmen bestimmt ist. Dieser Ring ist durch eine radiale Fahne 12 verlängert, die als Anschlußfahne dient. Nach entsprechender Umbiegung kommt die Fahne in eine Rille 13 des Deckels 6 zu liegen.

Gemäß einer wichtigen Besonderheit der Erfindung kann der Läufer sich in der Gabel 23 der Kontaktfeder 19 verlagern (Fig. 4 und 10). Im einzelnen besteht der Läufer aus einem bohnenartigen Körper 18, der aus zwei Halbkugeln gebildet ist, die durch einen zylindrischen Mittelteil verbunden sind (Fig. 4).

Die Kontaktfeder 19 besteht aus einem Ring, der den gleichen Durchmesser wie der Ring 11 hat und längs eines Durchmessers zusammengefaltet ist, so daß er zwei Arme 21 und 22 bildet, die bei elastischer Verformung einander genähert werden können (Fig. 10). Der Arm 22 ist durch zwei abgebogene Finger 23 verlängert, zwischen denen die Kontaktperle 18 klemmend eingefügt ist. Die so angebrachte Kontaktperle kann kippen und sich in geeigneter Weise gegen die Widerstandsschicht legen.

Auf diese Anordnung wird eine Isolierscheibe 25 aufgesetzt (Fig. 5 und 11), die eine mittlere Profilöffnung 26 für die Betätigungswelle, eine Ausnehmung 28 für die Kontaktperle 18 und einen Querschlitz 29 für die Laschen 23 besitzt.

In Fig. 6 und 12 ist die Grundplatte dargestellt, die als Träger für die elektrische Widerstandsbahn des Potentiometers dient.

In dem dargestellten Beispiel wird dieser Widerstand durch Aufspritzen eines halbleitenden Stoffes in einem ringförmigen Hohlraum 32 erhalten. Man bekommt so eine Widerstandsbahn 33, auf der die Kontaktperle 18 gleiten kann.

Die Grundplatte 31 wird vorzugsweise durch Pressen eines warmhärtbaren Kunststoffes hergestellt, wobei die Anschluß fahnen 35 eingegossen werden. Sie enden im Inneren der Grundplatte in dem ringförmigen Hohlraum 32 zu beiden Seiten eines radialen Vorsprunges 36, der dem Vorsprung 10 des Deckels 6 entspricht (s. Fig. 12).

Wie man sieht, sind die senkrecht zur Achse der Grundplatte angeordneten Fahnen 35 im Inneren der Grundplatte parallel zur Achse, so daß sie leicht mit der Widerstandsbahn 33 verbunden werden können, und zwar entweder durch einfaches Umbiegen oder mittels eines leitenden Anstrichs.

Die Außenseite der Grundplatte 31 (Fig. 14) besitzt eine besondere Gestalt. Ein mittlerer Hohlraum 41 dient zur Unterbringung einer Vorrichtung zur Begrenzung des axialen Spiels und der Drehung der Betätigungswelle, die in Fig. 16 und 20 sichtbar ist. Der Vorsprung 42 bildet einen Anschlag für diese Vorrichtung. Aussparungen 43 sind am Umfang der Grundplatte angebracht und dienen zur Aufnahme der Befestigungszungen 4 der Abschirmung 1 nach dem Zusammenbau. Weitere sechseckige Hohlräume 44 können zur Aufnahme von Schraubenköpfen dienen, die bei einer Ausführungsform zur Befestigung des Gerätes bestimmt sind. Schließlich weist die Grundplatte einen Zapfen 45, dessen Aufgabe noch erläutert wird, auf.

Der Zusammenbau der beschriebenen Teile kann auf besonders einfache und schnelle Weise vorgenommen werden und erfordert praktisch kein Werkzeug. Insbesondere sind weder Schrauben noch Bolzen erforderlich, und es ist kein Lötvorgang vorgesehen.

Aus Fig. 1 bis 7 ist erkennbar, daß es zum Zusammenbau des Potentiometers genügt, den Ring 11 in den ringförmigen Hohlraum 30 des Deckels 6 ein-

Claims (3)

zusetzen, wobei die Nase 9 und die Fahne 12 in der Nut 8 bzw. der Rille 13 liegen. Der Deckel 6 wird dann in die Abschirmung 1 eingesetzt. Hierauf wird die Anordnung 18, 19 angebracht, die mit der Scheibe 25 bedeckt wird, woraufhin das Ganze mit der Grundplatte 31 zugedeckt wird, die gegen den Deckel 6 angedrückt wird. Die Arme 21, 22 der Läuferanordnung 19 werden dann einander genähert, und ihre elastische Reaktion drückt die Perle 18 auf die Bahn 33, während der Arm 21 mit dem Kollektorring 11 Kontakt macht. Die Zentrierung der Teile 6 und 31 bezüglich der Abschirmung 1 wird durch die Vorsprünge 10 und 36 gewährleistet. Wenn die Anordnung zusammengesetzt ist, brauchen nur die Zungen 4 in die Hohlräume 43 umgebogen zu werden, um das Ganze fest miteinander zu verbinden. Die Montage kann also sehr rasch durchgeführt werden, und das sehr kompakte Potentiometer nimmt einen besonders geringen Raum ein. Die von dem Gerät abführbare Wärme kann trotz seiner kleinen Abmessungen sehr groß sein, denn für ein Volumen von etwa 1,5 cm3 (Rauminhalt des beschriebenen Potentiometers) ist die normale Betriebsleistung 0,5 AVatt und kann in gewissen Fällen bis auf 1 Watt gebracht werden. Eine Ausführungsform einer Mehrfachkombination ist in Fig. 24 beispielsweise dargestellt. Bei 51 (Fig. 19 und 23) sieht man das Lager für die Betätigungswelle, das mit einer Mittelbohrung 52 versehen ist. Mittels des Gewindes 53 und einer nicht dargestellten Mutter kann das Lager und demnach das Potentiometer auf einem Träger, z. B. dem Chassis eines Gerätes, befestigt werden. Der Gewindeteil 53 ist mit einem Bund 54 versehen, der Löcher 56 und eine Aussparung 57 aufweist. Die letztere dient zur Aufnahme des Zapfens 45 an der Grundplatte des Potentiometers. Die Löcher 56 nehmen einige Zungen 4 der Abschirmung 1 auf. Ein Hilfsbefestigungszapfen 58 ist außerdem an dem Bund 54 vorgesehen. Die Betätigungswelle 61 (Fig. 18 und 22) hat ein abgeflachtes Profil, das demjenigen der Bohrung 26 in der Scheibe 25 angepaßt ist. Die Welle besitzt eine Nut 62, die einen Sprengring 65 aufnehmen kann (Fig. 17 und 21), der ihre Axialbewegung begrenzt und als Anschlag für die Vorrichtung zur Begrenzung der Wellendrehung dient. Der letztere besteht aus einer Lochscheibe 66, die mit einem Ansatz 67 versehen ist und eine profilierte Ausnehmung 68 besitzt, in welche die Welle 61 hineinpaßt (Fig. 16 und 20). Für den Zusammenbau (Fig. 24) werden die beiden Potentiometer axial aufeinandergesetzt. Die Zungen 4 des unteren Potentiometers, die nicht um die entsprechende Grundplatte 31 umgebogen sind, werden in die ösen 5 der oberen Abschirmung eingeführt und dann nach außen umgelegt. Die Befestigung wird durch den Zapfen 45 des unteren Potentiometers festgelegt, der in die Höhlung 20 des oberen Deckels 6 eingreift. Die Welle 61 wird nun mit dem Sprengring 65 versehen, der in die Nut 62 zu liegen kommt. Hierauf wird die Welle in die Scheiben 66 und 25 des oberen Potentiometers und die entsprechenden Teile des unteren Potentiometers eingesetzt. Hierauf wird auf das obere Ende der Welle 61 das Lager 51 aufgeschoben, bis der Zapfen 45 in die Aussparung 20 eingreift, daraufhin werden die Zungen 4 der oberen Abschirmung in die Löcher 56 des Bundes 54 umgebogen, wobei der Zapfen 58 in eine der Aussparungen 44 zu liegen kommt. Man kann also ohne Abänderungen und ohne zusätzliche Organe aus einer beliebigen Anzahl von einzelnen Potentiometern eine kompakte Potentiometersäule aufbauen. Die verschiedenen Schleifer werden hierbei von derselben Welle betätigt, die mit einem Rändelknopf oder irgendeinem anderen Betätigungsorgan versehen werden kann. Die Konstruktion des Läufers gestattet diesem eine gewisse Verschiebung in einer axialen Ebene, wodurch ein vollkommener Kontakt gewährleistet ist. Bemerkt sei noch, daß die Antriebswelle auf ihrer ganzen Länge ein gleichbleibendes Profil hat und somit keiner besonderen Bearbeitung bedarf, gleichgültig wie groß die Anzahl der zugesetzten Potentiometer ist. Die relative Freiheit der Scheibe 25 sichert dabei einen selbsttätigen Ausgleich etwa auftretender Zentrierungsfehler. Wie sich aus dem Vorhergehenden ergibt, macht die Erfindung zahlreiche Potentiometerkombinationen möglich. Insbesondere können die Betätigungswellen beliebige Länge aufweisen, wodurch das Potentiometer genau an den gewünschten Verwendungszweck angepaßt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann alle im Bereich des fachmännischen Könnens liegenden Abänderungen erfahren. Patentansprüche:

1. Potentiometer, das wahlweise allein oder in einer Mehrfachkombination verwendbar ist, mit zwei koaxial aufeinandergesetzten Schalen, deren eine eine Widerstandsbahn mit Anschluß fahnen trägt, während die andere den Schleifer und einen Schleifring enthält und deren beide eine axiale Öffnung für den Durchtritt einer durchgehenden Antriebswelle aufweisen, die den bzw. die Schleifer antreibt, und einer gesonderten Deckplatte mit dem Lager für die Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (6, 31) je einer der untereinander völlig gleichartig gestalteten Einheiten von einem Mantel (1) zusammengehalten sind, dessen Mantelfläche Zungen (4 ) aufweist, durch die die Schalen je eines einzelnen Potentiometers zusammengehalten sind als auch weitere Zungen (4) und zugehörige Bügel (5), durch die mehrere Potentiometer dieser Art zu einer Mehrfachkombination zusammengehalten sein können.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan des Schleifkontaktes (19) aus einer Isolierscheibe (25) besteht, die zwischen den beiden Schalen (6, 31) gegenüber der Achse mit Spiel angeordnet ist und daß die Isolierscheibe (25) mit dem Schleifkontakt in drehfester Verbindung steht und eine Mittelöffnung (26) für den Durchtritt der Antriebswelle aufweist, die innerhalb der Axialöffnungen der Schalen (6, 31) liegt, so daß mittels einer einzigen Welle von gleichbleibendem Querschnitt eine beliebige Anzahl übereinander angeordneter Potentiometereinheiten betätigt werden kann.

3. Potentiometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkontakt von einem elastischen Ring (19) getragen wird, der einmal zusammengelegt und mit einer Gabel versehen ist, zwischen deren Finger (23) das Kontaktstück (18) eingeklemmt ist, wobei das Kontaktstück aus einem Umdrehungskörper besteht,