Brevet FR2029009A1 — publié le 19701016

La présente invention concerne un potentiomètre de précision et en particulier un potentiomètre de précision d'une construction nouvelle dont le fonctionnement est très précis, mais qui est beaucoup moins complexe que les potentiomètres de 5 précision connus jusqu'ici ; L'invention a encore pour objet un potentiomètre de précision qui soit beaucoup moins coûteux que les potentiomètres de précision connus jusqu'ici en ce qui concerne à la fois.le prix de revient des pièces et les frais de montage de celles-ci ; 10 - un potentiomètre de précision comprenant un unique élément d'une seule pièce qui comprend un élément d'arbre et un élément de rotor, et qui remplace efficacement un élément utilisé jusqu1 ici et -qui se composait habituellement de quatre ou cinq pièces ; - un potentiomètre comprenant un élément de résistance en hélice, 15 et comportant de nouvelles caractéristiques en ce qui concerne « les dimensions, la mise en position et l'assemblage de l'élément de résistance, facilitant la construction de l'appareil et permettant de le fabriquer à bas prix ; - un potentiomètre incorporant un nouvel élément de rotor, et 20 comportant une nouvelle construction procurant des caractéristiques d'isolement inhabituelles et efficaces ; - un nouvel élément de rotor qui, du fait qu'il ne contient aucun métal, supprime la capacitance peu avantageuse qui pourrait se produire autrement ; 25 - un potentiomètre comportant un nouvel élément de rotor, et comportant une nouvelle construction permettant de donner un caractère de simplicité à l'élément de rotor et au boîtier dans lequel il est monté, et de monter l'élément de rotor à sa place d'une manière stable ; 30 - un appareil, dans lequel l'unique élément d'une seule pièce est constitué par un moulage en matière plastique, et par conséquent peu coûteux ; - un potentiomètre de précision, comportant un unique élément de rotor principal d'une seule pièce, et une barre centrale de con- 35 tact de sortie, et comportant un nouvel agencement servant à monter la barre de contact de sortie dans l'élément de rotor ; - un potentiomètre qui comprend un élément de bobine et un rotor, une nouvelle barre de contact à curseur destinée à venir en contact avec la bobine, et un nouveau dispositif servant à la monter sur le rotor. 69 29179 2 2029009 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. 5 Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe arrachée d'un potentiomètre de précision suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale du potentiomètre ; 10 - la figure 3 est une vue partielle de l'extérieur suivant 3-3 de la figure.2 ; - la figure 4 est une vue en coupe suivant 4-4 de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue du support suivant 5-5 de 15 la figure 4 ; - la figure 6 est une vue partielle suivant 6-6 de la figure 2 ; - la figure 7 est une vue de face du côté intérieur du couvercle avant du boîtier, selon 7-7 de la figure 2 ; et 20 - la figure 8 est ùne vue de face du côté intérieur du couvercle arrière du boîtier, suivant 8-8 de la figure 2. En se reportant maintenant dans le détail aux dessins annexés, on voit sur les figures 1 et 2, le potentiomètre de précision en entier. Le potentiomètre de précision comprend un élé-25 ment de rotor 12 qui constitue, avec les éléments qui lui sont directement associés, une caractéristique principale de l'invention. Cet élément 12 est de préférence constitué par un unique élément d'une seule pièce, en une matière thermoplastique appropriée, et comprend un élément d'arbre 14 et un élément de rotor 30 16. Les détails de la forme et de la structure de cet élément, et sa fonction d'isolement, seront indiqués ci-dessous. II. rentre dans le cadre de l'invention de fabriquer l'élément de rotor en métal, et l'élément d'arbre en matière isolante, par exemple une matière plastique -, à volonté, ceci étant également rappelé ci-35 dessous-. Ce rotor 12 est monté dans un boîtier -1.8 qui peut être également formé en une matière plastique appropriée, pair exemple une matière plastique thermodurcissable.. Le boîtier comprend un corps 20, uh couvercle avant 22, et couvercle arrière 69 29179 3 2029009 24. Le corps 20 est d'une manière générale cylindrique, alors que les plaques de couvercle sont d'une construction générale en f'orme de plaque, le couvercle avant comprenant par exemple un élément transversal de plaque 26 présentant une ouverture 5 centrale 28 entourée par une bride 30 tournée vers l'intérieur. Le couvercle avant comprend également une languette axiale 32 qui s'adapte dans un épaulement 34 prévu dans le corps. D'une façon semblable, le couvercle arrière 24 comprend un élément de plaque transversale 36 présentant une ouverture centrale 38 qu' "10 entoure un bossage 40 dirigé vers l'intérieur, d'un diamètre^ /arriéré relatxvement grand. Dans ce cas également, le couvercle^ comporte une languette 42 axiale adaptée dans un épaulement 44 prévu dans le corps. Une bobine en spirale, ou élément de résistance 46, 15 est montée sur la surface intérieure du boîtier, par exemple dans une gorge 48 de forme hélicoïdale correspondante prévue sur celle-ci. Les termes "élément de résistance" et "élément s1 opposant au passage du courant" peuvent être considérés comme des termes génériques utilisés pour comprendre également un élé-20 ment d'inductance, un élément d'impédance, et un élément de ré-actance. L'élément de résistance comporte des éléments de contact de bornes extérieures 50 et 52 adaptés dans les épaulements 34 et 44, et maintenus en place par les languettes correspondantes 32 et 42, ces éléments de bornes étant reliés aux éléments 25 de résistance par des connecteurs de bornes 54- et 56. Les extrémités de l'élément de résistance 46 pénètrent dans le prolongement des épaulements 34- et 44, ceci permettant de leur fixer facilement les c^onnecteurs 54 et 56, ce que l'on peut faire par une manoeuvre /fconsistànt à introduire ces éléments, et à les souder par points 30 aux extrémités de l'élément de résistance, en amenant facilement les éléments de contact 50 et 52 jusqu'aux encoches, et en les adaptant dans celles-ci. L'appareil comprend également un élément de contact extérieur d'extrémité 58 fixé en place d'une manière appropriée, 35 par exemple en le noyant dans le couvercle arrière 24 quand on moule celui-ci, et représenté sur les figures 2,3 et 6, qui est en contact électrique avec une barre centrale de contact 60, qui peut être constituée par une tige ronde, comportant une extrémité postérieure creuse 62 adaptée dans une ouverture ménagée dans l'élément de contact 58 et rabattue sur celui-ci. La barre de 69 29179 4- 2029009 contact 60 est adaptée dans l'ouverture centrale 38 ménagée dans le couvercle arrière, et s'étend vers .l'avant, comme il sera rappelé ci-dess°us.L'élément de rotor 12 est monté dans le boîtier avec sa partie formant rotor 16 enfermée dans celui-ci, 5 sa partie d'arbre 14 passant à travers l'ouverture centrale 28 ménagée dans le couvercle avant, et dépassant vers l'extérieur. Cet élément est monté au moyen d'-une douille 64- comportant une partie principale agrandie adaptée dans l'ouverture centrale 28 et noyée de préférence dans celui-ci pendant qu'on le moule, et 10 une partie filetée 68 s'avançant extérieurement. L'élément de rotor comporte un alésage 70, et au cours de l'assemblage de l'appareil, le couvercle arrière 24 est adapté sur le corps 20, et lui est fixé d'une manière appropriée ; l'élément de rotor 12 est adapté dans le couvercle avant 22, en introduisant l'élément 15 d'arbre à travers la douille 64, en adaptant une rondelle de blocage 72 sur la douille, en vissant ensuite un écrou 74 sur la partie filetée, serré à refus. On adapte ensuite le sous-ensemble comprenant le couvercle avant ainsi que l'élément 12 monté sur lui, à 11 autre sous-ensemble qui comprend le corps et le couver-20 cle arrière, et en procédant ainsi : l'élément de rotor s'adapte sur le bossage 40, et la barre centrale de contact 60 s'adapte dans un petit alésage 76 prévu à l'extrémité intérieure de l'alésage principal 70, et on fixe le couvercle avant au corps d'une manière appropriée. 25 Le bossage 40 est d'un diamètre relativement grand, comme noté, et il se rapproche du diamètre de l'élément d'arbre 14. Ce dispositif de montage, destiné à l'extrémité intérieure de l'élément de rotor, procure un support exceptionnellement stable à l'élément de rotor, le grand diamètre à la fois de l'é-30 lément d'arbre et du bossage procurant une telle stabilité, ce diamètre étant à peu près le même que celui de l'élément de rotor lui-même. De plus, cette structure de montage est très peu coûteuse. Sur l'élément de rotor 16 est monté un support 78, 35 celui-ci étant mis en position sur cet élément avant l'assemblage final des sous-ensembles dont il a été fait mention ci-dessus, et ce support porte une barre de contact 80 à curseur connue également sous le nom de lame de collecteur. L'élément de rotor 16 comporte une partie principale 82 cylindrique, et une structure .d ' une d'enclenchement comportant un méplat 84/dimension transversale 69 29179 5 2029009 importante, avec des nervures latérales 86, ou "bourrelets avec épaulement se raccordant dans des surfaces plates de forme conique 88, formant des découpures disposées sous les nervures. Dans l'une des surfaces coniques 88 est prévue une fente 90 s'éten-5 dant de l'extrémité ouverte, et à peu près sur toute sa longueur, au moins jusqu'à l'extrémité intérieure de l'alésage 70. Le support 78 est d'une faible dimension dans le sens de l'axe, et est inférieur à 180° circonférentiellement, avec une surface cylindrique extérieure sensiblement inférieure 10 à celle d'un cercle complet, par exemple de l'ordre de 50 à-60°, comme on le voit sur la figure 4. 0e support comporte une gorge intérieure axiale 92 complémentaire de la structure d'enclenchement de l'élément de rotor, à savoir le méplat 84 et les nervures 86, et il est adapté sur cette dernière, et peut coulisser 15 axialement le long de celle-ci. La surface extérieure cylindrique du support est pourvue de gorges en hélice 94 formées par des filets ou par des bourrelets 96 de forme correspondante. Les bourrelets sont de préférence au nombre de deux, et ils- forment une gorge centrale et deux éléments extérieurs de gorges, 20 chacun de ces derniers par exemple étant environ de la moitié de la dimension axiale de la gorge centrale. La gorge et les éléments de gorges reçoivent des spires des éléments de résistance, et en faisant tourner l'élément de rotor, cette mise en prise fait tourner le support le long de l'élément de rotor. Les 25 couvercles avant et arrière 22 et 24, sont formés avec des saillies' 95 et 97 susceptibles d'être mises en contact avec les surfaces d'extrémité du support, et fournissant ainsi des butées de fin de course pour celui-ci. La barre à curseur 80 peut être d'une forme semblable à celle d'une épingle à cheveux comme on 30 le voit sur la figure 4, et elle comprend une branche intérieure 98 s'étendant à travers la fente 90, et une branche extérieure 100 placée dans une gorge profonde 102'formée dans la surface extérieure du support. Pour aider au montage de la barre à curseur, on peut fixer une broche 104 dans la gorge 102 en l'enga-35 géant dans une encoche ou dépression 106 formée dans la barre à curseur. La barre à curseur est placée de façon à ce que sa branche intérieure soit engagée et coulisse dans la barre centrale de contact 60 et, dans ce but, elle peut être pourvue d'un élément 108 de section transversale courbe et s'engageant directement dans la barre centrale de contact. L'une façon semblable 69 29179 6 2029009 la branche extérieure 100 de la barre à curseur peut comporter un élément de contact 110 courbe dans le sens longitudinal, et placé d'une façon générale entre les bourrelets 36 formés sur le support, et venant ainsi directement en contact avec l'une des 5 spires de l'élément de résistance 46, l'étendue transversale, ou axiale, de l'élément courbe étant importante de façon à assurer un contact constant avec la spire respective de l'élément de résistance. La barre de contact 80 du curseur est emprisonnée 10 dans la fente 102 de façon à être empêchée de se déplacer axia-lement. Cette fente est d'une dimension axiale semblable à celle de la gorge centrale 94, qui est elle-même semblable à la dimension axiale de l'une des spires de l'élément de résistance. En conséquence, la barre de contact du curseur peut être d'une di-15 mension axiale minime, et elle est cependant maintenue en contact efficace avec la spire ou partie correspondante de l'élément de résistance. Cet agencement réduit au minimun la longueur globale nécessaire de l'intérieur du boîtier dans le sens ^xial, de même qu'il simplifie la construction de la barre de contact 20 de curseur et du support. Comme noté ci-dessus, l'élément de rotor 12 constitue une caractéristique principale de l'invention. Sa construction individuelle d'une seule pièce, dans sa forme de réalisation préférée, et le fait qu'il est en matière plastique, procurent 25 un isolement entre un outil de manipulation, comme par exemple un tournevis appliqué à l'élément d'arbre, et les éléments intérieurs de l'appareil. Les caractéristiques d'isolement de l'élément d'arbre existeraient même si l'élément de rotor était en une matière non isolante, par exemple en métal, au point de vue 30 de la caractéristique qui vient d'être mentionnée, et il est à signaler que l'invention comprend dans sa généralité un tel agencement. Toutefois, la construction particulière en une seule pièce présente un avantage supplémentaire en ce qu'elle supprime toute capacitance peu avantageuse relativement à l'élément de 35 résistance 46, et il existe bien entendu l'autre avantage consistant en une économie réalisée dans les matières, dans la fabrication des pièces, et dans le montage. A ces avantages doit être naturellement ajouté l'avantage consistant dans la simplicité du montage sur le bossage 40, comme mentionné ci-dessus. Un autre avantage' réside dans là mise en position sûre et stable BAD ORIGINAL 69 29179 v 2029009 de la "barre de contact centrale 60, à la fois à sa "base placée dans l'ouverture 38 et à son extrémité en extension qui est solidement montée dans le petit alésage 76 prévu dans l'élément d1 arbre. 5 Le support 78 est également un élément unique d'une seule pièce, par exemple un moulage en matière plastique, et il est par conséquent d'une construction simple et peu coûteuse. La barre de contact 80 est portée par le support, et en étant ainsi supportée, l'une de ses extrémités est constamment en con-10 tact avec l'élément de résistance, et l'autre extrémité/est constamment en contact avec la barre centrale de contact 60. La branche intérieure de la barre du curseur, en passant à travers la fente 90, reste facilement en position et en contact avec la barre centrale de contact dans toutes les positions du support, 15 et de l'élément de rotor. L'unique élément d'une seule pièce 12 est peu coûteux, à la fois en ce qui concerne sa,matière et sa fabrication, mais particulièrement en ce qui concerne cette dernière. Le moulage de l'élément est extrêmement économique, et cet élément 20' remplace, dans des potentiomètres de ce type général connu jusqu'ici, un élément de rotor habituellement fabriqué en au moins quatre éléments différents, et parfois cinq. Il n'est pas nécessaire que l'élément 12 soit d'une précision extrême dans ses dimensions, du fait de la simplicité de son montage, mais il 25 fonctionne avec précision, au moins aussi fidèlement que les potentiomètres* de précision connus jusqu'ici, et qui sont d'une structure extrêmement complexe, et également d'un prix élevé. Le potentiomètre de précision fabriqué selon la présente invention est au moins égal ou supérieur aux potentiomètres plus complexes 30 fabriqués jusqu'ici selon ce qui est connu sous le nom de "prescriptions de l'armée". La construction se prête à des appareils de faibles dimensions, une dimension, donnée à titre d'exemple étant par exemple de 5^ mm Il va de soi que la présente invention a été décrite et représentée à titre d'exemple préférentiel, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 69 29179 8 2029009 REVENDICATIONS 1 - Potentiomètre comprenant un boîtier, un élément de résis tance placé sur la surface intérieure du boîtier et comportant des éléments répartis le long de son axe, un seul élément de rotor d'une seule pièce comportant une partie de ro-5 tor placée dans le boîtier et une partie d'arbre s'étendant à l'extérieur, une barre de contact de sortie parallèle à l'élément de rotor, un support monté sur la partie de rotor et pouvant coulisser axialement sur celui-ci, et une barre de contact à curseur montée sur le support et venant en con-10 tact en coulissant avec l'élément de résistance et avec la barre de contact de sortie. 2 - Potentiomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de rotor est creuse, en ce que la barre de contact de sortie pénètre à l'intérieur du rotor, et "en ce que la 15 barre de contact du curseur passe à travers une fente ménagée dans le rotor et vient en contact avec la barre de contact de sortie. 3 - Potentiomètre selon la revendication 1-, caractérisé en ce que l'élément de résistance se présente sous la forme d'une bobine 20 hélicoïdale, en ce que la barre de contact du curseur est montée sur la partie de rotor et est constamment en contact avec l'élément de résistance, et en ce qu'elle se déplace axialement le long de la partie de rotor en réponse au mouvement de rotation de cette dernière. 25 4 - Potentiomètre selon la revendication 3} caractérisé en ce qu'un support est monté sur le rotor afin de tourner avec celui-ci, et est susceptible de glisser axialement le long de celui-ci. 5 - Potentiomètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que 30 le boîtier comporte un couvercle avant et un couvercle ar rière, en ce que la barre de contact de sortie est montée dans le couvercle arrière et s'avance à travers le boîtier jusqu'à une position voisine du couvercle avant, en ce que l'élément de rotor est monté dans le couvercle avant, et en 35 ce que la partie de rotor s'étend jusqu'à une position voi sine du couvercle arrière et est montée sur celui-ci, et en ce que l'élément de rotor comporte un alésage intérieur situé à l'avant et à l'extrémité de l'espace creux recevant l'extrémité ■avant de la barre de contact de sortie. COPY 69 29179 9 2029009 6 - Potentiomètre selon la renvendication 4-, caractérisé en ce que l'élément de rotor et le support sont constitués/fchacun pai un i: ""Ique élément moulé d'une seule pièce. 7 - Potentiomètre selon la revendication 6, caractérisé en ce 5 que la partie de rotor et le support présentent des structures d'enclenchement les fixant tous les deux ensemble afin qu'ils tournent conjointement, mais.permettant que le support se déplace axialement le long de la partie de rotor, et en ce que le support comporte des gorges hélicoïdales 10 dont la forme correspond à celle des spires de l'élément de résistance hélicoïdal, et qui s'adaptent mutuellement à ces spires. 8 - Potentiomètre selon la revendication 7, caractérisé en ce que la barre de contact du curseur est montée dans une gorge 15 extérieure formée dans le support, et en ce qu'elle comporte un élément de contact d'extrémité venant constamment en contact avec une spire de l'élément de résistance hélicoïdal. 9 - Potentiomètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie de rotor est de forme générale cylindrique, 20' avec une structure d'enclenchement comprenant une surface plane formée d'un côté, et présentant une dimension transversale importante et des nervures axiales situées sur ses côtés, et en ce que le support comporte une gorge complémentaire de celle de la partie de rotor, et comprenant une sur-25 face plane venant en contact avec la surface plane de la partie de rotor d'un bout à l'autre de son extension transversale . 10 - Potentiomètre selon la revendication 9, caractérisé en ce que la structure d'enclenchement de la partie de rotor s'étend sur moins de 180°, et en ce que le support s'étend sur 30 une étendue circonférèntielle correspondante. 11 - Potentiomètre selon la revendication 4-, caractérisé en ce que le boîtier comprend des couvercles avant et arrière, et en ce que ces couvercles sont pourvus d'éléments de butée s'étendant axialement vers l'intérieur, et susceptibles d'être 35 contactés par le support afin de limiter le mouvement de rotation de l'élément de rotor au moment où le support arrive à proximité des couvercles respectifs, et où il vient en contact avec les éléments respectifs de butée. COPY 69 29179 10 2029009 12 - Potentiomètre selon la revendication 5, comprenant : une douille noyée dans le couvercle avant et recevant l'élément d'arbre, la partie de rotor étant d'un diamètre supérieur à celui de l'élément d'arbre, et étant engagée dans la douil-5 le ; un dispositif de fixation placé sur la douille extérieu rement au couvercle avant et fixant l'élément de rotor en position dans le boîtier ; un élément de contact extérieur fixé à l'extrémité arrière de la barre de contact de sortie et noyé dans la surface extérieure du couvercle arrière, et 10 s'étendant radialement au-delà de celle-ci, la barre de con tact de sortie comportant une extrémité arrière montée dans le couvercle arrière et s'étendant vers l'avant en partant de celui-ci jusqu'à une position voisine du couvercle avant, ladite^fenfee—s '^enclant axialement à peu près sur toute la 15 longueur de la partie creuse de la partie de rotor, la barre de contact à curseur présentant la forme générale d'une épingle à cheveux et comportant un élément de jonction et deux branches partant de celui-ci, le support comportant une gorge recevant cet élément de jonction et un dispositif 20 servant à monter la barre à curseur dans le support, l'une des branches passant à travers la fente et étant constamment en contact avec la barre de contact de sortie, et l'autre branche partant de la gorge formée dans le support et étant constamment en contact avec une spire de l'élément de résis-25 tance hélicoïdal. 13 - Potentiomètrè selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'arbre est en une matière isolante et procure un isolement entre un outil de manipulation appliqué à l'élément d'arbre et les éléments placés à l'intérieur du boîtier. 30 14 - Potentiomètre selon la revendication 5, caractérisé en ce • que le corps est cylindrique et comporte des épaulements s'étendant axialement et formés dans ses extrémités ; en ce que les couvercles comportent des languettes pénétrant dans les épaulements ; en ce que l'élément de résistance placé 35 sur la surface intérieure du corps comporte des parties s'é- tendant axialement vers 1'extérieur pour pénétrer dans le prolongement des épaulements ; et en ce qu'il comprend en outre des éléments de contact fixés aux extrémités extérieures de 1'élément de résistance et s1 étendant radialement à travers les épaulements. 69 29179 n 2029009 15 - Potentiomètre selon la revendication 5S caractérisé en ce que la partie d'arbre est d'un diamètre légèrement inférieur à celui de la partie de rotor s'étendant axialement en partant de celle-ci, en ce que le couvercle arrière 5 comporte une ouverture centrale entourée par un bossage d'un diamètre semblable à celui de la partie d'arbre, le . bossage étant reçu dans la partie creuse du rotor et formant un tourillon destiné à la partie de rotor.