Brevet FR2079160A1 — publié le 19711112

L'invention a pour objet un potentiomètre perfectionné ayant une commande par vis-mère et des bandes de film pour l'élément résistant et pour l'élément de contact; elle a pour objet particulier une réalisation améliorée du contact coulissant, ainsi que de ses supports mécaniques. Dans les dernières années, on a employé un nombre de plus en plus grand de potentiomètres du type général considéré par l'invention comme potentiomètres d'équilibrage, que l'on ne règle pas fréquement à des valeurs potentiométriques de résistance différentes, mais qui sont habituellement réglés pour une valeur spécifique et qui y sont laissés pendant quelque temps. Très souvent, le réglage de ces potentiomètres est effectué à l'aide d'un tournevis et, du fait que l'ensemble est très petit, il peut souvent arriver que l'élément de contact mobile dépasse 11 échelle à une ex trémie ou à l'autre. La présente invention a pour but une structure mécanique qui empoche le potentiomètre d'entre endommagé si son élément de contact coulissant est déplacé au-delà de sa plage normale de déplacement. Dans la fabrication de petits potentiomètres d'équilibrage, il est de la plus extrême importance de simplifier la construction à la fois pour réduire le nombre de pièces à manipuler et pour permettre à chaque pièce autre aussi grande que possible. En particulier, la pression du contact mobile sur la bande résistante et sur la bande conductrice doit être maintenue à l'intérieur de limites appropriées; afin d'atteindre ce but, l'invention propose une structure de contact améliorée. Dans une réalisation, c'est un ressort qui produit la force nécessaire pour maintenir en coopéra tion correcte les parties fixes et mobiles. C'est un autre but de l'invention de proposer une structure de contact mobile améliorée pour un potentiomètre linéaire. L'élément de contact mobile lui-même doit avoir une forme appropriée, particulièrement aux endroits où il frotte sur les bandes de film. Un autre but de la présente invention est de procurer un potentiomètre pouvant titre réalisé, soit pour montage direct sur panneau, soit pour montage latéral, en ménageant une interchangeabilité maximale des pièces et un nombre minimal de pièces spéciales pour le montage particulier retenu. Le potentiomètre d'équilibrage linéaire à films de la présente invention comporte un boiter en matériau isolant sur la base duquel sont montées côte à côte et à une certaine distance une bande de film métallique de contact et une bande de film métallique résistant. Une vis-mère est montée dans le bottier et une bague d'étanchéité est montée derrière la tête de la vis pour procurer une enceinte étanche à ltélément d'équilibrage du potentiomètre. Un curseur, présentant des parties de contact espacées destinées à coopérer avec la bande métallique de contact et la bande métallique résistante, est entratné par la vis-mère qui coopère par ses filets avec un passage supérieur partiellement cylindrique du curseur. Dans une réalisation, les parties ou doigts de contact sont fixés directement sur le curseur. Dans une autre réalisation, les parties ou doigts de contact sont montés sur le curseur par l'intermédiaire d'un ressort qui maintient les parties ou doigts de contact en coopération avec les bandes métalliques respectivement résistante et conductrice. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront aux spécialistes dans la description détaillée suivante, en liaison avec le dessin joint, sur lequel - la figure 1 est une vue latérale en coupe d'un potentiomètre réalisé selon une réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne 2-2 du potentiomètre de la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective du ressort du poten tiombtre de la figure 1 - les figures 4 et 5 sont des vues de dessus et de dessous d'une variante de réalisation du contact de la figure 1 - la figure 6 est une vue de dessus d'un insert vitreux similaire à celui de la figure t - la figure 7 est une vue latérale de l'insert vitreux de la figure 6 - la figure 8 est une vue en coupe transversale selon la ligne 8-8 de l'insert vitreux de la figure 7 ; et - les figures 9 et 10 sont des vues respectivement de côté et de dessous d'un curseur réalisé selon l'invention. le potentiomètre représenté sur la figure 1 comporte un bot- tier 11 formé en moulant et en fixant ensemble un élément supérieur de bottier non métallique 12 et un élément inférieur de bottier non métallique 13 qui se loge dans une embotture 14 de 1' élément 12. Les deux éléments, en un matériau approprié tel que du phtalate de diallyle, sont fixés ensemble partout procédé approprié, par exemple par collage dans l'évidement 15. L'élément supérieur de boftier 12 comporte une chambre interne 16 à travers laquelle s'étend une vis-mère 17 dont l'extrémité 18, de plus faible diamètre, se loge dans un alésage 19 de la paroi terminale de la chambre 16. L'autre extrémité de la vis 17 comporte une gorge 21 entourée par un élément de retenue 22 de telle sorte que la vis reste montée sur l'élément supérieur 12. Au delà de la gorge 21, la vis présente un épaulement 23 de plus grand diamètre, sur lequel est monté un joint torique 24 qui forme étanchéité entre la vis et l'élément supérieur de bottier 12. La tête fendue 26 de la vis 17 s'étend à l'extérieur de l'élément supérieur de bottier 12 sur une distance déterminée par les spécifications de montage, comme il sera décrit ci-après. La vis-mère 17 est de préférence en un matériau qui ne stase pas trop facilement, mais dont au contraire la forme et les dimensions sont maintenues de façon très précise sur une plage relativement large de conditions d'environnement. Un matériau particulièrement adapté est l'acier inoxydable, et la vis est de préférence réalisée en une seule pièce. Un curseur 27 comporte une gorge supérieure 28 (voir en particulier la figure 2) dont la surface inférieure présente un filet interne qui coopère avec le filet de la vis 17 et ne s'étend pas sur plus de la moitié de la périphérie de la vis. Sur la surface inférieure du curseur 27 se trouve un évidement 29 dans lequel est retenu un bloc de contact 31 qui peut être en un alliage de métaux précieux ou en carbone compacté. Un ressort 32 est également retenu à l'intérieur de l'évidement 29 de façon à exercer une pression entre la surface inférieure 33 du curseur 27 et la surface supérieure 34 du contact 3t. La surface inférieure 36 du contact 31 comporte une partie 37 en forme de V, divisée en deux sections 37a et 37b, comme on le voit sur la figure 2. Le but des sections en V 37a et 37b sera décrit ci-après. La surface supérieure de 11 élément inférieur 13 comporte un évidement 38 dans lequel est rigidement monté un bloc 39 de produit vitreux ou céramique. Deux minces bandes 41 et 42 sont formées sur la surface supérieure du bloc 39, comme on le voit sur la figure 2. L'une des bandes 41 est en un matériau résistant et deux bornes 43 et 44 sont soudées à ses extrémités.A son tour, la borne 43 est soudée à un conducteur 46, tandis que la borne 44 est soudée à un autre conducteur 47; ces deux conducteurs traver sent l'élément inférieur 13 et les traversées sont de préférence rendues étanches. la bande 42 a une conductivité très supérieure à la bande 41 et sert de moyen pour établir un contact coulissant avec tout endroit particulier de la bande 41 par l'intermédiaire de l'élément ou bloc de contact 31, et des deux parties en V 37a et 37b qui en partent vers le base La bande 42 est soudée à un conducteur 45 qui s'étend au delà de l'extrémité de la bande 41 jusqu'à une borne 48 à laquelle est soudé le conducteur 45. Ainsi, lorsque la vis 17 tourne en étant maintenue prisonnière par l'élément de retenue 22, le curseur 27 se déplace en avant et en arrière d'une extrémité de la chambre 16 à l'autre extrémité. le potentiomètre peut titre monté en brasant les trois bornes 46-48 à un circuit imprimé, ou à tout autre support, ou il peut autre monté en le boulonnant sur un panneau par l'intermédiaire de vis introduites à travers deux trous 50 et 51. En variante, le potentiomètre peut autre monté par l'intermédiaire d'un manchon 55 dont une extrémité est. filetée en 55a, et dont l'autre extrémité 55b est moletée et est destinée à titre introduite de force dans l'élément de bottier 12. l'extrémité externe du manchon 55 est aléséé à un diamètre suffisamment grand pour recevoir la tette 26 de la vis-mère, de sorte que celle-ci n'a pas besoin de s'étendre au delà du manchon.Par ailleurs, il peut également comporter une collerette 55c dans laquelle se trouve une gorge peu profonde 55d destinée à recevoir une rondelle, au cas où le potentiomètre serait monté dans un emballage étanche à l'humidité à l'extérieur duquel dépasserait la tête 26 de la vis-mère. La structure présente l'avantage qu'un écrou vissé sur la partie filetée 55a n'exerce aucune torsion qui entratnerait le risque que le manchon 55 prenne du jeu et se sépare de l'élément de bottier 12. Le ressort 32 est représenté en détail sur la figure 3. Le corps principal du ressort comporte une plaquette généralement rectangulaire 51 ayant des bords parallèles 52 et 53 de façon à maintenir le ressort correctement aligné à l'intérieur de l'évidement 29 du curseur 27 de la figure 1. Deux branches 54 et 56 sont formées sur les deux autres bords de la partie principale 51 et ces branches partent vers le bas du corps 51 et se terminent par des talons respectifs 57 et 58. les talons s'appliquent sur la surface supérieure 34 du contact 31 (figure 1) et exercent la mime pression sur les deux ctés du contact afin de maintenir les deux sections en V 37a et 37b en contact str avec les bandes résistante èt cnductrice, respectivement 41 et 42. la figure 5 montre le dessous d'une variante 131 du contact 31 la figure 1. le contact modifié 131 comporte trois éléments en V 137a-137c, les éléments 137b et 137c,étant alignés l'un avec l'autre et coulissant tous les deux sur la bande conductrice 42 de la figure 2, de façon à assurer avec celle-ci le meilleur contact possible, tandis que l'élément en V unique 137a sur l'autre côté du contact 131 glisse sur la bande résistante de façon à nitre en contact qu'avec seulement une petite zone de cette bande à un moment donné. le contact 131 est de préférence en alliage de métaux précieux. Toutefois, le contact 131 peut être formé en comprimant un matériau conducteur tel que du graphite, pour le compacter; afin d'obtenir la plus forte densité possible au point de contact entre l'élément en V 137a et la bande résistante, un évidement 59 (voir figure 4) est formé à la presse sur la surface opposée du contact de façon à refouler autant de matériau conducteur que possible dans un volume de moule pour former l'élément en V 137a. La surface supérieure du contact 131 est représentée sur la figure 4; on peut y voir qu'il existe un deuxième évidement 61 sur le bord opposé du contact par rapport à l'évidement 59. Cet évidement 61 se trouve sur l'élément en V 137c et a le même but, à savoir de compacter le matériau conducteur dans cet élément en V. Il serait souhaitable de prévoir un évidement similaire pour lsélé- ment en V 137b, mais le talon 57 du ressort 32 (voir figure 3) dott reposer dans cette zone et doit de préférence reposer sur une euif ce plane 134. Une surface similaire 134a se trouvant dans le coin diagonalement opposé du contact 131 est soumise à la pression du talon 58 du ressort 32; entre les surfaces 134 et 134a se trouve une partie surélevée 62 qui sert à maintenir le ressort 32 correctement aligné en empêchant les branches 54 et 57 de se tordre. les figures 6 à 8 montrent un bloc 39 disposé dans un élément inférieur de bottier modifié 113 de sorte que les bornes du potentiomètre se présentent sous la forme de conducteurs souples 63-65 partant de l'extrémité arrière du potentiomètre. le conducteur 63 est soudé à un conducteur plat 67 qui est à son tour soudé à une extrémité de la bande métallique de contact 42 qui s'étend sur pratiquement toute la longueur du bloc 39, tandis que le conducteur 64 est soudé à un autre conducteur plat 68 qui est à son tour soudé à une pastille de contact 69 qui se raccorde à une extrémité de la bande métallique résistante 41. Une deuxième pastille de contact 71 à l'autre extrémité de la bande métallique résistante 41 est soudée à une courte bande 72 qui est à son tour soudée au conducteur 65.Comme on peut le voir sur les figures 7 et 8, le conducteur 65 passe à travers un conduit 73 ménagé dans l'élément inférieur de bottier 113. Dans ce passage 73, il est bien isolé du contact avec toute autre partie du potentiomètre. Comme on le voit en particulier sur la figure 6, la bande métallique résistante 41 est plus courte que la bande métallique conductrice 42 et ceci d'une quantité suffisante pour permettre à l'élément en V 37a de la réalisation représentée sur la figure 2 ou 137a de la réalisation représentée sur la figure 5 de se dégager de la bande résistante 41 à chaque extrémité du trajet du contact en se plaçant sur les pastilles conductrices 69 et 71. Si l'élément en V ne pouvait se déplacer aussi loin, il serait impos- sible au contact mobile de se déplacer sur toute la plage de résistances de la bande résistante et alors il y aurait l'équivalent d'une petite résistance montée en série avec le potentiomètre à une des deux extrémités, fonction de la limitation imposée au déplacement du contact. les figures 9 et 10 représentent une forme préférée de curseur. Comme le curseur 27 (figure 2), le curseur 80 comporte une gorge supérieure en U, qui engrène par filetage avec la vis 17. Des con- tacts ou des doigts sont montés à l'intérieur du passage 81 du curseur et sont raccordés par un insert métallique conducteur 82 qui est fixé au curseur 80 par des moyens appropriés. De façon spécifique, les contacts ou les doigts situés à l'intérieur du passage 81 et l'insert métallique conducteur 82 sont en une seule pièce. Dans la réalisation représentée sur la figure 10, les trois contacts ou doigts 83 sont en contact avec la bande de métal conducteur, tandis que les deux contacts ou doigts 84 sont en contact avec la ban de de métal résistant. les contacts ou doigts 83 et 84 ont une forme telle que, de meme que l'insert métallique conducteur 82, ils peuvent être d'une seule pièce avec le curseur 80. Ainsi, il n1 est pas nécessaire de monter un ressort, tel que le ressort 32 (figure 3) pour maintenir les contacts ou doigts en contact avec les bandes de métal résistant et conducteur. les contacts ou doigts du curseur, qui coopèrent avec la bande de métal résistant et avec la bande de métal conducteur, sont de préférence en alliage de métaux précieux. La composition exacte de l'alliage considéré n'Ost pas critique. il doit être choisi pour être raisonnablement résistant à l'usure et pour procurer un excellent contact transversal entre les deux bandes.Comme exemple d'alliage de métaux précieux pouvant être employé, on peut citer un alliage ayant la composition suivante palladium 35P argent 30% cuivre 13,75% platine 10 or 10% zinc 1,25% Un autre alliage approprié de métaux précieux a la composition suivante s or 56,25% cuivre 21% palladium 10,5 argent 5,25% nickel 5,25 zinc 1 ,75% Bien que la figure 10 représente un curseur ayant de multiples doigts pour être en contact à la fois avec les bandes résistante et conductrice, il est bien entendu que le nombre de contacts ou de doigts en contact avec chaque bande n'est pas critique. le substrat préféré pour la bande résistante et pour la bande conductrice de la présente invention est un matériau vitreux, tel que du verre. Néanmoins, on peut également employer des substrats céramiques. Si on le désire, la bande de métal résistant peut être déposée thermiquement directement sur le substrat employé. lorsque l'on utilise le curseur de la figure 9, il n'est pas essentiel que la bande de métal résistant 41 (figure 6) soit plus courte que la bande de métal conducteur 42, du fait que le curseur de la figure 9 peut se déplacer sur pratiquement toute la longueur des deux bandes. En conséquence, il n'est pas essentiel que la bande résistante ait des pastilles conduEtrices séparées 69 et 71 (figure 6) à ses extrémités lorsqu'on utilise le curseur de la fi gure 9. les pastilles conductrices peuvent faire partie intégrante de la bande de métal résistant. De ce qui précède, on peut voir que cette invention est bien adaptée pour atteindre tous les buts exposés ci-dessus, en meme temps que d'autres avantages évidents et inhérents au système. Il doit être bien entendu que l'on peut apporter des variations dans les détails de réalisation et de disposition des pièces représentées et décrites ci-dessus, sans s'écarter de 11 esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Potentiomètre d'équilibrage à films, comportant un bottier en matériau isolant moulé, constitué par une base et par un couvercle fixés ensemble pour former une unité, une bande de film de métal de contact et une bande de film de métal résistant disposées cbte à cbte à une certaine distance et portées par la base, des bornes étant raccordées à chacune des bandes, caractérisé en ce qu'une vis-mère est montée à rotation dans une ouverture longitudinale du couvercle et en ce qu'un curseur ayant une gorge d'un coté, cette gorge comportant une partie filetée, coopère par engrènement avec la vis-mère et comporte de l'autre cbté des parties de contact espacées pour coopérer avec la bande de métal conducteur et avec la bande de métal résistant. 2. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis-mère est constituée par une pièce unitaire. 3. Potenttomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie terminale de la vis-mère est montée dans le bottier et en ce qu'un élément de retenue coopère avec un collet sur la vis-mère pour maintenir cette dernière en liaison fonctionnelle dans le bottier. 4. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, Ca- ractérisé en ce que la vis-mère est électriquement isolée de l'élé- ment résistant. 5. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties de contact espacées coopérant avec la bande de métal conducteur et avec la bande de métal résistant sont en alliage de métaux précieux et sont montés directement sur le curseur. 6. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ressort est monté entre le curseur et les parties de contact espacées pour maintenir ces parties de contact en coopération avec les bandes. 7. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs électriques se terminent par des broches de contact moulées dans le bottier et soudées aux bandes respectives. 8. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bague d'étanchéité est montée dans un dement du bottier et y est comprimée par la tette de la vis-mère de façon à procurer une enceinte étanche à l'élément d'équilibrage. 9. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis-mère est en acier inoxydable et en ce que le bottier est en phtalate de diallyle. 10o Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bottier est formé en moulant un matériau non métallique et en ce que les broches formant bornes sont moulées in situe 11. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de film de métal résistant est liée à une base vitreuse. 12. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de film de métal résistant est déposée thermiquement sur une base céramique. 13. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort comporte des parties coudées espacées coopérant awc les parties de contant et une partie intermédiaire coopérant avec le curseur. 14o Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis-mère est disposée dans une gorge du curseur, laquelle gorge comporte sur sa surface inférieure une partie filetée coopérant avec la vis-mère, lorsque le curseur est repoussé vers la vis-mère. 15. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes de film sont formées sur un substrat qui est disposé dans des encoches sur la surface supérieure de la base. 16. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de film de métal résistant est liée à une base céramique. 17. Potentiomètre d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties de contact espacées coopérant avec la bande de métal conducteur et avec la bande de métal résistant sont en carbone moule.