Brevet FR2007638A1 — publié le 19700109

La présente invention concerne des résistances variables plus connues généralement sous le nom de potentiomètres de précision. Les résistances de ce type comportent un élément résistant et un élément de contact monté de façon à se déplacer en glissant 5 sur l'élément résistant en vue de faire varier la valeur de la résistance électrique d'un circuit dans lequel l'appareil a été inclus. Un type très répandu de potentiomètre de précision comporte ïin élément résistant hélicoïdal logé dans un boîtier cylin-10 drique. L'élément de contact de l'àppareil est monté sur un bloc fornant curseur claveté sur un axe pouvant tourner, l'ensemble formant une sorte de rotor dont l'axe de rotation est confondu avec celui du boitier de l'appareil. L'ensemble est agencé de façon que lorsqu'on imprime un mouvement de rotation l'axe, le bloc for-15 mant curseur se déplace suivant un trajet défini par l'hélice de 1"élément résistant, l'élément de contact glissant sur la surface de celui-ci. 11 est nécessaire, dans un potentiomètre dm type décrit et utilisé normalement, que l'élément de contact puisse glisser sur 20 l'élément résistant dans les deux sens suivant le sens de la rotation imprimée à l'axe de l'appareil. Bans un potentiomètre monté comme il vient d'être décrit, l'inversion du sens du mouvement du curseur qui se produit lorsqu'on inverse le sens de rotation de l'axe comporte une certaine course morte due aux jeux mécaniques 25 inévitables. La position axiale du curseur par rapport à la spire de l'élément résistant sur laquelle frotte l'élément de contact est d'autre part différente pour chacun des sens dezotation de l'axe. Dans un certain type de potentiomètre, le jeu existant entre une protubérance portée par le curseur et les spires de l'élément 30 résistant permettent une certaine translation axiale qui provoque la formation de deux régions d'usure distinctes sur la surface de l'élément de contact. A un instant quelconque donné, une seule de ces régions, déterminée par le sens de la rotation imprimée à l'axe du potentiomètre, est en contact avec l'élément résistant, l'autre 35 région ne l'étant pas. L'élément résistant est, en fait, constitué par une âme, formée en général par une longueur de fil de cuivre, sur laquelle est enroulé en hélice un fil métallique conducteur de l'électricité BAO OBieiNAL 69 13140 2 2007638 et d'un diamètre relativement faible. Ce fil de faible diamètre est préalablement enduit d'une légère couche d'une matière isolante de façon que lés spires qu'il forme puissent être jointives. L'âme de l'élément résistant est de même préalablement enduite d'une couche 5 de matière isolante. Un liant approprié est ensuite appliqué sur l'ensemble formé par l'âme et le fil fin enroulé en hélice pour éviter tout mouvement relatif entre eux. Le revêtement isolant est enlevé sur une partie de la périphérie de l'élément résistant, de sorte que lorsque celui-ci est 10 ensuite enroulé en hélice, il forme intérieurement une piste conductrice sur laquelle un élément de contact peut glisser. L'élément de contact eat monté dans un bloc formant curseur et est muni de conducteurs appropriés de façon que le potentiomètre puisse être inclus dans un circuit électrique au moyen de fils 15 branchés sur des bornes portées extérieurement par le boitier de l'appareil. Le jeu mécanique dont il a été question plus haut est inadmissible du fait que les caractéristiques électriques du circuit dans lequel est monté le potentiomètre sont différentes selon 20 le sens de la rotation de l'axe du potentiomètre qui amène cet axe sur la position angulaire désirée par rapport au boitier de l'appareil. En d'autres termes, lorsque l'axe du potentiomètre est tourné dans le sens qui rattrape ce jeu, la résistance électrique du circuit peut varier en raison du mouvement relatif possible en-25 tre le curseur et l'élément résistant. Par suite, l'objet principal de la présente invention est la réalisation d'un potentiomètre de précision dans lequel les effets des jeux mécanique sur les caractéristiques électriques du circuit dans lequel ce potentiomètre est monté sont supprimés ou 30 réduits à un minimum. Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un potentiomètre dont l'élément de contact a une forme telle que les déplacements de translation relatifs du curseur qui se produisent lorsque le sens de rotation de l'axe du potentiomètre est inversé 35 sont utilisés pour annuler les effets des jeux mécaniques. Le potentiomètre de précision de l'invention, qui est du type classique à élément résistant en hélice, comporte un élément de contact dont l'extrémité qui glisse sur l'élément résistant .BAD original 69 13140 3 2007633 de l'appareil a une forme telle que les mouvements imprimés à cet élément de contact lorsque le sens de la rotation de l'axe qui le supporte est inversé, réduisent notablement les effets des jeux mécaniques intervenant, la surface de contact entre l'extrémité de 5 cet élément de contact et la spire particulière de l'élément résistant sur laquelle elle s'appuie demeurant très sensiblement la même quel que soit le sens de la rotation de l'axe du potentiomètre dans la région de rattrapage du jeu. Ce résultat est obtenu en donnant à la partie de l'élé-10 ment de contact qui s'appuie sur l'élément résistant d'une obliquité telle que l'axe de cette partie fasse un angle différant de 90° avec l'axe de la partie intermédiaire de l'élément de contact qui relie cette extrémité au curseur et qui la maintient constamment appliquée élastiquement sur l'élément résistant. 15 La description qui va suivre, et les dessins annexés don nés surtout à titre d'exemple non limitatif, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue en écartelé d'une résistance 20 variable, ou potentiomètre, équipé d'un élément de contact conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en bout, couvercle avant enlevé, du potentiomètre de la-figure 1 et montrant la façon dont l'élément de contact s'applique sur l'élément résistant hélicoïdalj- 25 - les figures 3 et 4 sont des coupes partielles, dessi née» à plus grande échelle, faites selon le plan III-III de la figure 2 et montrant les positions relatives de l'extrémité de l'élément de contact conforme à l'invention, de l'élément résistant et du curseur supportant l'élément de contact pour deux positions 30 d'utilisation différentes; et - les figures 5 et 6 sont des vues similaires à celles des figures 3 et 4 mais représentant, à titre de comparaison, les positions relatives des mêmes éléments d'un potentiomètre de construction classique antérieure. 35 La figure 1 du dessin annexé représente un potentiomètre de précision 10 du type décrit et conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention. Ce potentiomètre comporte un boitier 12 de forme générale cylindrique en matière plastique, composition 69 13140 4 2007638 phénolique par exemple, pouvant ainsi être aisément fabriqué par-moulage et portant une rainure hélicoïdale 14 sur sa surface intérieure 16. Des bornes 17 traversant la paroi latérale du coffret 12 permettent d'établir les connexions nécessaires avec l'élément 5 résistant et l'élément de contact mobile que comporte 1'appareils L'élément résistant est constitué par une âàe 18 autour de laquelle un fil fin 20 est enroulé en hélice. Avant de recevoir l'enroulement constitué par le fil 20, l,âme de l'élément résistant est recouverte d'une couche d'une matière isolante. Cette âme coas-10 titue par suite un support isolant pour le fil fin 20. Il est aussi désirable que ce fil 20 soit revêtu d'une couche de matière isola®*?; te* Dans le mode de réalisation décrit, les spires de l'héliccïde formé par le fil 20 sur l'âme 18 peuvent être jointives. Après qu' un élément résistant d'une longueur déterminée a été ainsi foraé, 15 ses parties constitutives sont fixées l'une à l'autre à l'aide d'm liant approprié, puis l'élément est enroulé sous forme d'une hélice correspondant à celle formée par la rainure 14 portée par la surface intérieure 16 du boitier 12. Avant mise en place de l'élément résistant dans ce feoi-20 tier 12, une partie de la couche isolante du fil fin 20 est enlevée sur l'intérieur de l'élément isolant, dè façon que ce fil puisse être,utilisé comme conducteur à la façon qri. sera déc^ipla:. loin. Il «et ainsi formé une piste hélicoïdale conductrice sur laquelle un élément de contact peut être déplacé par glissement 25 en vue de faire varier l'intensité du courant électrique traversant le potentiomètre. Le boitier 12 du potentiomètre est fermé sur son extrémité arrière par un couvercle 22 au centre duquel est ménagée une portée 24. Ce couvercle 22 est fixé sur le boitier par des vis 26 30 et demeure ainsi démontable. Le potentiomètre représenté sur la-figure 1 comporte d'autre part un axe tournant 28 dont l'une des extrémités tourne dans la portée 24 et dont l'autre extrémité tourne dans une portée 30 logée dans un couvercle aVant 32 et dépasse extérieurement cette portée. Un bouton. de manoeuvre, un cadran 35 gradué ou un pignon approprié (non représenté) peut être fixe sur-1'extrémité de l'axe 28 dépassant sur l'extérieur du couverclg avant du boitier pour permettre d'imprimer à cet axe les mouvements de rotation nécessaires. Un support de curseur 34 dans leeael BAD OBtGtHM. 69 13140 5 2007638 est monté un curseur 36 est fixé sur l'arbre 28. Ce support 34 est en aluminium traité par oxydation anodique et est monté sur l'arbre 28 de façon à tourner avec lui. La partie inférieure du curseur 36 est logée dans une rainure longitudinale 38 du support 34. La dis-5 position de l'ensemble est telle que le curseur 36 peut, ainsi qu' il ressortira de la suite de la présente description, se déplacer sur le support 34 en coulissant dans la rainure 38. Le curseur 36 est fait en matière plastique, bakélite ou phtalate de ûiallyle par exemple, et porte use rainure transversale le 37(K.du T.: la référence 37 est à ajouter sur la figure 1) délimitée par deux parois parallèles 40 et 42. Un. élément de contact 50, fixé dans le fond de cette rainure, comporte uns partie de base 52 sur laquelle est connecté.un conducteur 53? une partie intermédiaire 54 surplombant la partie de base 52 et une partie d'extrémi-15 té 56 de forme concave. L'autre extrémité du conducteur 53 est connectée soir une bague collectrice 58 montée sur une douille (non représentée) en matière plastique et fixée sur l'arbre 28. La bague collectrice 58 coopère avec un balai (non représenté) relié mécaniquement et électriquement à la borne 17 arrière. Le conducteur 53 20 est suffisamment long pour que, lorsque le curseur 36 se déplace dans la rainure 38 de son support 34, la continuité électrique soit constamment assurée entre l'élément de contact et la bague 58.. L'extrémité 56 de l'élément de contact de l'invention a une forme telle que son axe transverse fait un angle différent de 25 90° avec l'axe longitudinal de la partie intermédiaire de cet élément. En d'autres termes, l'axe transverse de l'extrémité de l'élément de contact est oblique par rapport à l'axe longitudinal de la partie intermédiaire de cet élément. Les diverses pxèees du potentiomètre sont montées comme représenté sur la figure 2, de sorte que 30 lorsqu'une rotation est imprimée à l'axe 28, le curseur 36 coulisse axialement dans la rainure 38 du fait que les parois 40 et 42 de cette rainure chevauchent librement une fraction de l'une des spires de l'hélice formée par l'élément résistant. Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, les spires de la rainure hélicoïdale 14 sont es-35 pacées les unes des autres de façon que les parois 40 et 42 de la rainure 37 du curseur 36 puissent s'introduire entre les spires de l'élément résistant hélicoïdal logé dans la rainure 14 (voir figures 3 et 4). Lorsque l'axe du potentiomètre tourne dans le sens de 69 13140 6 2007638 la rotation des aiguilles d'une montre, la paroi 42 de la rainure 37 vient s'appliquer contre le flanc isolé de l'élément résistant, l'extrémité 56 de l'élément de contact glissant sur la piste conductrice formée intérieurement sur cet élément résistant. Lorsque 5 le curseur 36 est arrivé en bout de sa course et que l'on désire déplacer l'élément de contact du potentiomètre en sens inverse, une rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre est imprimée à l'axe 28. Du fait des jeux mécaniques inévitables, l'axe 28 tourne sur une certaine course morte avant que la paroi 40 de la rainure tO 37 vienne s'appliquer contre le flanc de l'élément résistant sur lequel il doit glisser lorsque le curseur se déplace en sens opposé. Au cours de ce rattrapage de jeu, l'élément de contact se déplace aussi du fait qu'il est solidaire du curseur. Ce mouvement de rattrapage de jeu de l'élément de contact a pour effet, lorsque 15 (voir figures 5 et 6) l'axe transverse 60 de l'extrémité 56 de l'élément de contact est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie intermédiaire 54 de cet élément, comme c'est le cas dans les potentiomètres de construction classique antérieure, de modifier la résistance électrique du potentiomètre (voir distance référencée 20 "X" sur la figure 6). Mais,si l'extrémité 56 de l'élément de eon-tact a la forme représentée sur les figures 1 et 3 et 4, l'effet du .changement de position de l'élément de contact est annulé et la résistance électrique du potentiomètre demeure très sensiblement la même. L'expérience a montré que si l'obliquité de l'axe trans-25 verse de l'extrémité de l'élément de contact sur la perpendiculaire à l'axe longitudinal de cèlui-ci est de l'ordre de 6°, la précision de fonctionnement du potentiomètre est améliorée. Il est vraisemblable que toute obliquité comprise entre 3° et 12° permet d'obtenir des résultats satisfaisants. 30 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. 13140 7 2007638 REVENDICATIONS 1- Résistance variable comprenant un boitier enfermant toutes les parties actives de l'appareil; un élément résistant 5 constitué par un ensemble enroulé en hélice et logé à l'intérieur de ce boitier; un axe traversant axialement le boîtier; un ensemble formant curseur porté par cet axe; et ucuiélément de contact monté sur ledit curseur; l,ensemble formé par l'axe, le curseur et l'élément résistant étant agencé de façon que tout mouvement de rotation 10 imprimé à cet arbre provoque le glissement du curseur suivant une piste hélicoïdale, l'élément de contact accompagnant ce mouvement en glissant sur l'élément résistant; cette résistance variable étant caractérisée en ce que son élément de contact comporte une partie solidaire du curseur et une partie d'extrémité glissant sur 15 l'élément résistant, l'axe transverse de cette partie d'extrémité étant oblique sur la perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie de l'élément de contact solidaire du curseur. 2- Résistance variable selon la revendication 1, dans laquelle ladite obliquité de l'axe transverse de l'extrémité de 20 l'élément de contact est comprise entre 3° et 12°.