DE2708725B2 - Einstellbarer elektrischer Widerstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren elektrischen Widerstand mit einem in einer Ausnehmung einer Basisplatte eingesetzten scheibenförmigen Rotoi aus Isoliermaterial, der an seiner einen Seite mindestens

ίο eine Leiterbahn und an seiner anderen Seite eine mindestens an einem Ende mit der mindestens einen Leiterbahn verbundene Widerstandsbahn trägt, und mit zwei an der Basisplatte festgelegten federnden Statoranschlußstücken, von denen jedes gegen je eine Seite des Rotors drückend in Schleifkontakt jeweils mit der Widerstands- oder der mindestens einen Leiterbahn steht und jeweils eine nach außen ragende Anschlußfahne aufweist
Derartige einstellbcre Widerstände oder Potentiometer werden mit zunehmender Miniaturisierung elektrischer Schaltungen in immeir kleinformatigeren Größen benötigt Ein bekanntes Potentiometer, das bereits relativ kleinformatig ist (DE-OS 21 17 276), weist zwei Gehäuseteile auf, die in zusammengesetztem Zustand eine Kammer bilden, in der sich der Rotor befindet. In dem Gehäuse ist eine drehfest mit dem Rotor verbundene Rotorwelle gelagert. Der Rotor trägt an seiner einen Stirnseite eine Widerstandsschicht und an seiner gegenüberliegenden Stirnseite eine Leiterschicht.

Beide Schichten sind durch eine Brücke miteinander verbunden und gegen jede der beiden Schichten drückt das freie Ende eines federnden Statoranschlußstückes, das an dem Gehäuse befestigt und mit einer aus dem Gehäuse herausgeführten A.nschlußfahne verbunden ist.

Dabei ist es auch bekannnt, zwei ring- bzw. kreisförmige Widerstandsschichten auf dem Rotor anzubringen und für jede Widerstandsschicht ein Statoranschlußstück in Form einer Metallplatte vorzusehen, wobei die beiden Metallplatten ebenfalls koaxial zueinander angeordnet sind und jede der beiden Metallplatten eine separate Anschlußfahne aufweist. Das Potentiometer hat dann insgesamt drei Anschlußfahnen.

Für die Montage des bekannten Potentiometers wird eine große Zahl von Einzelteilen benötigt. Der Montageaufwand ist daher ziemlich groß. Darüber hinaus ergeben sich nichtausgenützte Hohlräume im Innern des Gehäuses, weil die Rotorachse in der Teilungsebene des Gehäuses liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einstellbaren Widerstand der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er leichter montierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Ausnehmung in der Oberseite der Basispiattc im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist mit einem dem des Rotors annähernd gleichen Durchmesser und einer Tiefe, die größer ist als die axiale Abmessung des Rotors, daß das erste Statoranschlußstück, mit seinem Federbereich auf dem kreisförmigen Boden der Ausnehmung der Basisplatte aufliegend, die mindestens eine Leiterbahn kontaktiert und von dem Rotor bedeckt ist, und daß im Bereich der Oberseite der Basisplatte ein in die Ausnehmung hineinragender radialer Vorsprung vorgesehen ist, der den Rotor entgegen der Federkraft des ersten Statoranschlußstükkes an einem Bereich niederhält, der dem auf der Widerstandsbahn liegenden Abgriffspunkt des zweiten Statoranschlußstückes auf dem gleichen Durchmesser gegenüberliegt.

Hierbei ist der Rotor der Ausnehmung der Basisplatte ingepaßt, so daß er von dem Rand der Basisplatte geführt wird und keine zusätzliche Rotorwelle benötigt Die Anzahl der erforderlichen Einzelteile ist gegenüber den bekannten einstellbaren Widerständen verringert. Selbst eine Deckelplatte ist nicht unbedingt erforderlich, kann jedoch zum Schutz zusätzlich vorgesehen werden. Bei der Montage werden die einzelnen Teile lose ineinandergelegt bzw. zusammengesteckt

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Rotor die Ausnehmung h der Basisplatte im wesentlichen ausfüllt, so daß überflüssiger Leerraum vermieden wird. Die Einzelteile des Widerstandes haben in dem Gehäuse bzw. der Basisplatte eine hohe Packungsdichte. Die Federwege der beiden Statoranschlußstücke bestimmen im wesentlichen die Größe des sich ergebenden Leerraumes. Dadurch, daß die einzelnen Teile einander angepaßt sind, ist ihre Lage bereits durch ihre Form und Abmessung vorgegeben. Die Teile werden lediglich lose nacheinander in die Ausnehmung der Basispk ;te gelegt

Die Zusammensetzung des Widerstandes aus wenigen Teilen, ohne komplizierte Montagevorgänge, ermöglicht eine hochgradige Miniaturisierung. Der Widerstand kann daher für elektronische Uhren, Kameras, Hörhilfen, Sende-Empfangsgeräte u.dgl. benutzt werden und trägt zur Verkleinerung derartiger Einrichtungen und Geräte bei. Trotz der Kleinheit ist es durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 mögli :h, die federnden Statoranschlußstücke rela⁴' ...₆ ..Jszubilden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit und ein fester Kontakt mit der Widerstandsschicht bzw. der Leiterschicht ermöglicht wird.

Im folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt in Explosionsdarstellung eine Ausführungsform eines einstellbaren Widerstandes,

F i g. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ansicht des Widerstandes nach F i g. t im zusammengebauten Zustand,

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den einstellbaren Widerstand der F i g. 2,

F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt der Deckelplatte, die in Verbindung mit dem Widerstand der F i g. 1 verwendet werden kann,

F i g. 5 zeigt in ähnlicher Darstellung wie F i g. 4 eine modifizierte Deckelplatte,

Fig.6 zeigt in ähnlicher Darstellung eine weitere Modifizierung der Deckelplatte,

F i g. 7 zeigt einen Drehknopf aus der Deckelplatte nach F i g. 6,

Fig.8 und 9 zeigen eine Modifizierung des in dem Widerstand nach F i g. 1 enthaltenen Rotors, und

Fig. 10 zeigt eine Modifizierung des unteren Statoranschlusses des variablen Widerstandes nach Fig.!.

Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte einstellbare Widerstand R besteht im wesentlichen aus einer Basisplatte 1 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise einem thermoplastischen Harz, einem unteren Statoranschlußstück 2, das einen leicht gekrümmten Federbereich 2a, der im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und in eine kreisförmige Ausnehmung lader Basisplatte 1 hineinpaßt, und eine stufenförmige Anschlußfahne 2b aufweist, die dem Federbereich 2a einstückig angeformt ist und seitlich von diesem absteht, sowie aus einem scheibenförmigen Rotor 3, der ebenfalls in die Ausnehmung la hineinpaßt.

wobei seine Unterseite 3a 1 auf dem Federbereich 2a des unteren Statoranschlußstückes 2 liegt. Das obere Statoranschlußstück 4 weist einen Federbereich 4a auf, der aus einem im wesentlichen O-förmigen gekrümmten Teil besteht, das an der Oberseite 3a 2 des scheibenförmigen Rotors 3 anliegt, so daß der Rotor 3 zwischen dem unteren Statoranschlußstück 2 und dem oberen Statoranschlußstück 4 gleitend gehalten wird. Das obere Statoranschlußstück 4 besitzt ebenfalls eine abgestufte Anschlußfahne 46, die ihm einstückig angeformt ist und seitlich von dem Federbereich 4a absteht

Die Basisplatte 1 hat einen achteckigen Grundriß und weist an ihrer Oberseite eine kreisförmige Ausnehmung la auf, die sich etwa in ihrer Mitte befindet Außerdem ist eine Nut Xb vorgesehen, die die Ausnehmung la mit der einen Randkante leder Basisplatte 1 verbindet und zur Aufnahme eines Zwischenbereichs 2c der abgestuften Anschlußfahne 2b des unteren Statoranschlußstükkes 2 dient. Von dem Rand der kreisförmigen Ausnehmung la steht ferner parallel zur Nut Xb und zum Mittelpunkt der Ausnehmung la gerichtet ein Vorsprung Xd ab. Ein weiterer Vorsprung Xb, der dreieckförmig ist, steht von der Oberseite der Basisplatte 1 ab und befindet sich in der Nähe einer anderen Randkante Xf der Basisplatte 1. Der Rotor 3 besteht aus einer elektrisch isolierenden Platte 3a, die beispielsweise aus keramischem Material besteht und eine kreisförmige elektrische Widerstandsschicht Zb trägt, die C-förmig ausgebildet ist und sich auf der Oberseite 3a 2 in de Nähe des äußeren Scheibenrandes befindet. Der Rotor 3 weist in der Mitte seiner Oberseite 3a 2 einen Schlitz 3c auf, der beispielsweise die Spitze eines (nicht dargestellten) Schraubenziehers aufnehmen kann, mit dem der Rotor 3 gedreht werden kann. Auf der gesamten Unterseite 3a 1 des Rotors 3 befindet sich eine elektrisch leitende Leiterschicht 3d, beispielsweise aus gebranntem Silber. Die Widerstandsschicht 3b und die Leiterschicht 3d sind an einem Ende 3e der Widerstandsschicht 3b beispielsweise durch ein Leiterstück 3/" miteinander verbunden, das an dieser Stelle durch den Rotor 3 hindurchgeführt. Der Federbereich 4a des oberen Statoranschlußstückes 4 besitzt einen Kontaktpunkt 4dan seiner vorderen Unterseite. Dieser Kontaktpunkt gleitet unter Druck auf der Leiterschicht 3ddes Rotors 3. Das Statoranschlußstück 4 besitzt in der Nähe seiner Anschlußfahne 4b eine öffnung 4c zur Befestigung an dem Vorsprung leder Basisplatte 1. Von dem Federbereich 4a stehen zwei nach unten ragende Seitenplatten 4e von gegenüberliegenden Seitenkanten ab, um die entsprechenden Seitenkanten der Basisplatte 1 von zwei Seiten her zu umgreifen, wenn das obere Anschlußstück 4 auf die Basisplatte 1 aufgesetzt ist. Das obere Anschlußstück 4 ist somit unverrückbar und unverdrehbar auf der Basisplatte 1 befestigt, wobei sein Kontaktpunkt 4dfedernd gegen die Widerstandsschicht des Rotors gedrückt wird.

Beim Zusammenbau des Widerstandes R wird zunächst der Federbereäch 2a des unteren Statoranschlußstückes 2 in die kreisförmige Ausnehmung la der Basisplatte 1 eingesetzt, wobei der Zwischenbereich 2c der Anschlußfahne 2b in die Nut Xb der Basisplatte 1 eingepaßt wird. Danach wird der Rotor 3 in die kreisförmige Ausnehmung la derart eingesetzt, daiß die Leiterschicht 3d des Rotors 3 den Federbereich 2a des unte, zn Statoranschlußstückes 2 berührt, wobei der Rotor 3 unter dem Vorsprung id der Ausnehmung la liegt. Danach wird cias obere Statoransclilußstück 4 über der Basisplatte I derart befestigt, daß der dreieckige

Vorsprung I c der Basisplatte 1 durch die entsprechende Öffnung 4c des Statoranschlußstückes 4 hindurchragt und der Kontaktpunkt Ad des I ederbereichs 4a die Widerstandsschicht 3b des Rotors 3 unter Druck berührt, während die Seitenplatten 4e des Statoranschlußstückes 4 sich seitlich gegen die Basisplatte 1 drücken. Auf diese Weise werden das untere Statoranschlußstück 2 und der Rotor 3 in der ringförmigen Ausnehmung la der Basisplatte t aufgenommen und durch Federdruck am Kontaktpunkt Ad des Federbereichs 4a und durch den Vorsprung Ic/der Ausnehmung ta in dieser gehalten.

Der Vorsprung Ie und die entsprechende öffnung 4c können auch durch zwei im Abstand voneinander angeordnete stiftähnliche Vorsprünge (nicht dargestellt), die von der Basisplatte 1 nach oben ragen, und ein entsprechendes (nicht dargestelltes) Paar von öffnungen in dem oberen Statoranschlußstück 4 ersetzt werden, so daß nach dem Einsetzen der stiftförmigen Vorsprünge in die entsprechenden öffnungen die Enden der Vorsprünge durch die öffnungen hindurchragen und dort festgesteckt oder durch Erwärmung vernietet werden.

Der Widerstand R der F i g. 1 bis 3 kann ferner mit einer Deckelplatte 5 versehen sein, wie sie in den F i g. 4 bis 6 dargestellt ist. Die Deckelplatte ist gemäß F i g. 4 kastenförmig und besitzt in ihrer Oberseite eine öffnung 5a über dem Schlitz 3c des Rotors, um einen Schraubenzieher zur Drehung des Rotors 3 hindurchstecken zu können. Hierdurch kann der Widerstandswert verstellt werden. Eine solche Deckelplatte kann beispielsweise durch thermische Klebung mit der Basisplaue 1 verbunden werden. Die Deckelplatte 5 verhindert das Eindringen von Staub und Schmutz und dient zum Schutz der Innenteile des variablen Widerstandes R.

Zur Verbesserung des Schutzes gegen Staub und Schmutz kann eine modifizierte Deckelplatte 5' verwendet werden, die einen zylindrischen Ansatz 5'b hat. der von der öffnung 5' aus nach unten ragt, so daß ihr unteres Ende die Oberseite 3a 2 des Rotors 3 berührt. Alternativ kann gemäß F i g. 6 die Deckelplatte 5 von Fig.4 mit einem Adapter oder Justierstopfen 6 (F i g. 7) versehen sein, der in seinem oberen Bereich 6a verringerten Durchmessers drehbar in der öffnung 5a befestigt ist und in seiner oberen Stirnseite eine Nut 66 zum Einsetzen einer Schraubenzieherspitze (nicht dargestellt) ausweist. Von der unteren Stirnseite des Justierstopfens 6 steht ein Vorsprung 6c ab. der in den Schlitz 3c des Rotors 3 eingreift. Der obere Bereich 6a des Justierstopfens 6 kann außerdem so weit verlängert sein, daß er über die öffnung 5a hinaus vorsteht und somit als Stellknopf dient (nicht dargestellt), an dem der Justierstopfen 6 gedreht werden kann.

In den Fig.8 bis 10 ist die Konstruktion eines variblen Widerstandes mit drei Anschlüssen dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Modifikation des Widerstandes der F i g. 1 bis 3. Da die Änderung sich hauptsächlich auf die Konstruktion des Rotors 3 und des unteren Statoranschlußstückes 2 bezieht und alle übrigen Teile im wesentlichen unverändert bleiben, ist > die nachfolgende Beschreibung auf den geänderten Rotor 3' und das geänderte untere Statorschlußstück 2' beschränkt.

Bei dem modifizierten Rotor 3' ist das eine Ende 3'e 1 der C-förmigen Widerstandsschicht 3'b auf der Obersei-

I» te 3'a 2 der Basisplatte 3' des Rotors 3 in Richtung auf den Mittelpunkt der Basisplatte 3'a verlängert, während die Leiterschicht 3c/, die sich über die gesamte Unterseite 3a 1 der Basisplatte 3a erstreckt, durch eine innere und eine äußere ringförmige Leiterschicht 3'd 1

.) und 3'a 2 erseizi ist. Beide Leiterschichtcn sind konzentrisch auf der Unterseite 3'a 1 der Basisplatte 3'a angeordnet. An dem radialen Ende 3'el der Widerstandsschicht 3'b ist die Widerstandsschicht elektrisch mit dem inneren der beiden konzentrischen ringförmigen Leiterschichten 3'd 1 und 3'd 2 verbunden, beispielsweise durch ein Leiterstück 3'f, das durch den Rotor 3' hindurchragt. Das andere Ende 3'e 2 der Widerstandsschicht 3'b ist über ein durch den Rotor 3' hindurchgehendes Leitersiück 3'f2 mit der äußeren ringförmigen

2t Leiterschicht 3'd 2 verbunden. Das untere Statoranschlußstück 2, das bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 3 verwendet wurde, ist durch das untere Statoranschlußstück 2' nach Fig. 10 ersetzt worden. Dieses besitzt eine innere und eine äußere Metallplatte

in 2Ά und 2'B, die nach Art geteilter Ringe ineinandergesetzt sind und gegenseitigen Abstand voneinander haben. Die beiden Metallplatten haben an ihren C-förmigen Kontaktbereichen 2'Aa und 2'Ba Kontakt mit dem inneren bzw. äußeren Leiterring 3'd 1 und 3'd 2.

η Die innere und die äußere Metallplatte 2Ά und 2'B weisen jeweils Anschlußfahnen 2Ab und 2Bb auf, die von den Kontaktbereichen 2'Aa und 2'öa abstehen und für externe elektrische Anschlüsse bestimmt sind. Die Basisplatte 1 der F i g. 1 bis 3 kann geringfügig

4» verändert werden, um die Anschlußfahnen 2'Ab und 2'Bb aufzunehmen, z. B. indem die Nut lf>, die bei der Ausführungsform der F i g. 1 bis 3 in der Basisplatte 1 vorgesehen ist, durch zwei (nicht dargestellte) Nuten ersetzt wird, die in der Basisplatte 1 an Stellen vorgesehen sind, die den Anschlußfahnen 2'Abund 2'Bb des unteren Statoranschlußstückes 2' der Fig. 10 entsprechen. Die äußere Leiterschicht 3'd 2 des Rotors 3' sollte so angeordnet werden, daß sie die Anschlußfahne 2'Ab der Metallplatte 2Ά nicht berührt, wenn der

M Rotor 3' auf dem unteren Statoranschlußstück 2', das in der kreisförmigen Ausnehmung la untergebracht ist. montiert wird, beispielsweise indem ein Bereich 5 der zwischen den gegenüberliegenden Enden der äußeren Metallplatte 2'B angeordneten Anschlußfahne 2'Ab

" U-förmig aus dem Weg der äußeren Leiterschicht 3'd 2 abgebogen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer elektrischer Widerstand mit einem in einer Ausnehmung einer Basisplattc eingesetzten scheibenförmigen Rotor aus Isoliermaterial, der an seiner einen Seite mindestens eine Leiterbahn und an seiner anderen Seite eine mindestens an einem Ende mit der mindestens einen Leiterbahn verbundene Widerstandsbahn trägt, und mit zwei an der Basisplatte festgelegten federnden Statoranschlußstücken, von denen jedes gegen je eine Seite des Rotors druckend in Schleifkontakt jeweils mit der Widerstands- oder der mindestens einen Leiterbahn steht und jeweils eine nach außen ragende Anschlußfahne aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (Xa) in der Oberseite der Basisplatte (1) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist mit einem dem des Rotors (3) annähernd gleichen Durchmesser und einer Tiefe, die größer ist als die axiale Abmessung des Rotors, daß das erste StatoranschlußstOck (2), mit seinem Federbereich (2ajauf dem kreisförmigen Boden der Ausnehmung (la) der Basisplatte (1) aufliegend, die mindestens eine Leiterbahn kontaktiert und von dem Rotor (3) bedeckt ist, und daß im Bereich der Oberseite der Basisplatte ein in die Ausnehmung (\a) hineinragender radialer Vorsprung (id) vorgesehen ist, der den Rotor (3) entgegen der Federkraft des ersten Statoranschlußstückes (2) an einem Bereich niederhält, der dem auf der Widerstandsbahn liegenden Abgriffspunkt des zweiten Statoranschlußstückes (4) auf dem gleichen Durchmesser gegenüberliegt.

2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Statoranschlußstück (4) an einem sich von der Basisplatte (1) dem radialen Vorsprung benachbarten axial erstreckenden Vorsprung (ie) befestigt ist und mit einem gewölbten ringförmigen Federbereich (Aa) über dem Rotor (3) liegt.

3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbereich (2a) des ersten Statoranschlußstückes (2) im wesentlichen C-förmig ist und daß seine Schenkel aneinander gegenüberliegenden Stellen in Richtung auf den Rotor gewölbt sind.

4. Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Basisplatte (1) verbundene Deckelplatte (5) über einem im Zentrum des Rotors vorgesehenen Schlitz (3c) eine öffnung (5a) aufweist.

5. Widerstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte (5) einen Justierstopfen (6) aufweist, der mit einem Bereich (6a) reduzierten Durchmessers drehbar in die öffnung (5a) eingesetzt ist und an der dem Rotor abgewandten Stirnseite eine Nut zum Einsetzen eines Justierwerkzeuges und an seiner dem Rotor zugewandten Stirnseite einen Vorsprung aufweist, der in den Schlitz (3Cj)des Rotors (3) hineinragt.

6. Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Statoranschlußstück aus zwei elektrisch getrennten Metallpiatten (TA, 2'B) besteht, von denen jede einen Kontaktbereich (2'Aa, 2'Ba) aufweist, der mit je einer Leiterbahn kontaktiert, daß die Kontaktbereiche der beiden MetallDlatten koaxial zueinander angeordnet sind, und daß jede der beiden Metallplatten eine Anschlußfahne (2'Ab,2'ßö^aufweist