Brevet FR2148497A1 — publié le 19730323

La présente invention concerne les potentiomètres, notamment les potentiomètres qui utilisent un curseur élastique rotatif s'étendant radialement sur une résistance pour établir un contact électrique entre la surface de la résistance et une borne de contact. Les potentiômètres de ce type de la technique antérieure ont une résistance de contact élevée qui est particulièrement nuirible dans le cas de potentiomètres à faible résiqtirité. En outre, les curseurs des potentiomètres de ia technique antérieure ne prennent pas appui avec une pression uniforme contre la résistance pendant toute la durée de service du potentiomètre, ce qui a pour effet que la résistance de contact change. On cormatt des potentiomètres ayant un arbre monté à rotation dans un logement et une résistance montée dans le logement eoncentrique avec l'arbre. Le curseur élastique dans de tels potentiomètres est soudé à la surface d'extrémité de arbre. On peut prévoir trois bornes de contact dont deux snt reliées à la résistance tandis qu'une troisième établit une liaison électrique avec l'arbre. Dans ces potentiomètres de la technique antérieure, il est nécessaire de prévoir une surface de coulissement qui est reliée à la borne de contact et qui prend appui en contact de coulirsement avec l'arbre, car l'arbre et le curseur élastique tournent, tandis que la borne de contact correspondante est fixe.Des potentiomètres de ce type sont difficiles à asaembler étant donné que la surface de coulissement doit prendre appui avec une certaine force contre 11 arbre, ce qui rend difficile d'insérer la surface de coulissement dans ltensemble. Des potentiomètres avec une résistance de contact uniforme faible, sont désirés, notamment pour être utilisés en tant que potentiomètres de condensateurs d'équilibrage. Ils doivent être très aisés à assembler et à étalonner afin d'être fabriqués à un faible prix. L'invention crée - Une résistance variable de faible prix - Un potentiomètre de faible prix ayant une résistance de contact faible qui reste uniforme pendant la durée de service du potentiomètre. Conformément à l'invention, la résistance variable se compose d'un arbre et d'une résistance monté8 dans un logement. La résistance est place concentriquement autour de l'arbre et l'arbre coopère avec un dispositif définissant deux épaulements opposés espacés axialement l'un de l'autre, au moins un de ces deux épaulements étant conducteur de l'électricité. Un curseur ayant deux bras reliés ensemble pour présenter une forme de U, est placé à rotation sur l'arbre au moyen d'ouvertures dans chaque bras du curseur. Le curseur est retenu sur l'arbre par deux épaulements opposas. Le curseur est en contact électrique avec une bride conductrice et a un doigt de contact sur un des bras qui est en contact de coulissement avec la résistance.Une borne de contact est reliée à l'épaulent conducteur et une deuxième borne de contact à une extrémité de la résistance. La valeur de la résistance entre les deux bornes de contact peut varier par rotation ou curseur. Une troisième borne de contact peut également être reliée à la résistance. Les deux épaulements opposé s fournissent un montage mécanique sflr du curseur en for e de U et garantissent un excellent contact électrique entre l'arbre et le curseur. En outre, le doigt de contact prend appui constamment avec une force uniforme sur la résistance , car la hauteur du curseur par rapport à la résistance est maintenue constante. Les deux bras du curseur en forme de U sont serrés entre les deux épaulements de sorte que les bras du curseur prennent appui contre les deux épaulemeiits d'une manière élastique. Le curseur ne peut pas tourner asqu'S ce qu'un certain couple minimal-soit obtenu pour contrecsrrer les forces de friction. Ainsi, le curseur est en contact de coulissement tant avec l'arbre qu'avec la résistance. le curseur peut être déplacé par un embrayage, un bouton ou une vis sans fin. Le doigt de contact est avantageusement muni de deux prolongements entourant l'arbre et reliés au point de contact qui est en contact de coulissement avec la résistance. Le doigt de contact est réalisé rela;ivement long de sorte que les variations dimensionnelles dans les tolérances Üe fabricatioh usuelles, n'influencent pas, outre mesure, la pression de contact avec laquelle le doigt de contact prend appui contre la résistance. Dans un mode de réalisation préféré, les deux prolongements du doigt de contact sont cintrés vers l'extérieur du plan du bras et la résistance est de la même façon, placée à l'extérieur du plan du bras. Cette configuration permet une augmentation de la longueur du doigt de contact et fournit une bonne adaptation du curseur à la résistance. Le doigt de contact est avantageusezent formé de manière solidaire avec le curseur à partir d'une seule pièce de métal en feuille qui est fendue ou estampée puis cintrée suivant une forme de U. L'ouverture de l'arbre, dans un bras du curseur peut être réalisée plus grande que l'ouverture de l'arbre dans l'autre bras du curseur afin que le curseur ne se coince Jamais sur l'arbre en raison des désalignements au centre relativement importants résultant des variations des dimensions pendant la fabrication. Ceci garantit, d'une façon simple, que le couple exercé sur l'arbre par le curseur scit constant même quand les deux ouvertures de support ne sont pas alignées avec précision. L'ouverture de support ayant le plus cotit diamètre est avantpgeusement prétue sur le bras du U qui porte le doigt de contact. Cet agencement réduit les variations de la force avec laquellc le doigt de contact prend appui contre la résistance. Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit deux butées aux extrémités de la gamme de mouvement du curseur pour empêcher celui-ci de se déplacer au-delà des extrémités de la résistance. En outre, une roue dentée est montée sur l'arbre et est reliée au curseur au moyen d'un embrayage. Dans ce mode de réalisation, la roue dentée joue le rôle d'un des deux épaulements en limitant le déplacement axial du curseur. La surface de la roue dentée en vis-à-vis du bras, est formée à partir de matières appropriées et suivant une forme convenable pour avoir une bonne pri ee entre ces deux parties. La roe dentée peut agir directement sur le curseur sans que l'on ait recours à des éléments de liaison supplémentaires. La roue dentée peut être entraînée d'une manière classique par une vis sans fin. quand le curseur vient au contact d'une des deux butées, il ne peut plus se déplacer. Cependant, la roue dentée peut continuer à se déplacer en raison de la relation de prise entre le curseur et la roue dentée. Quand la direction de rotation de la roue dentée est inversée, le curseur se déplace avec la roue dentée à distance de la butée. La face de la roue dentée qui vient en contact de friction avec le curseur, est munie d'un ergot venant en prise avec des cliquets dans le bras d'adaptation du curseur. Cette configuration peut être obtenue à un faible prix et procure un contact de friction approprié qui n'est pas affecté d'une manière significative par l'usure. L'autre bras du curseur en forme de U en vis-à-vis de l'autre des d eux épaulements, est muni d'un rebord annulaire concentrique à l'ouverture à travers laquelle l'arbre s'étend. Le rebord annulaire fournit un bon contact entre le bras et ltépaulemcnt d'adaptation même si le bras n'est pas complètement parallèle au plan de la zone de support sur l'épaulement. Par conséquent, on n'a pas besoin de régler ou de cintrer les bords de l'épaulement s'adaptant avec le bras du curseur. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'arbre comprend un manchon qui est monté sur une partie faisant saillie du logement. La partie faisant saillie peut forner une partie 80lidaire du logement et le manchon peut être relié à la partie faisant saillie pendant le moulage du logement. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 est une coupe transversale du potentiomètre. La fig. 2 représente une pièce estampée plane en métal utili née pour fabriquer le curseur contenu dans le potentiomètre représenté à la fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale du curseur de la fig. 2 qui a été cintré dans l'état non polarisé. La fig. 4 est une vue de dessus du curseur représenté à la fig. 3. - le potentiomètre illustré à la fig. 1 comprend une résistance circulaire 1 se composant d'une résist nce enroulée 3 sur un corps de base 2.La résistance 1 est montée rigidement dans le logement 4 qui comprend un fond 5 et un couvercle 6. Un manchon 8 est monté sur une partie faisant saillie 7 du fond pour former l'arbre du potentiomètre. Le manchon 8 supporte un curseur 9 qui est formé par une partie fendue en forme de U, comme décrit ciaprès. Les deux bras 10, 71 du curseur en forme de U comportent des ouvertures 12, 13, comme représenté aux fig. 2 à 4.Ces ouvertures permettent au curseur 9 d'être reçu par le manchon 8e Le bras 10 supporte un doigt de contact 14 qui forme une partie solidaire du curseur, l'extrémité du doigt de contact 14 affectant la forme d'un contact ponctuel 15 qui repose sur la ré distance 1 et qui peut coulisser sur celle-ci. Trois bornes de contact 16 sont prévues dans le fond 5 dulogement 4 (deux seulement des bornes de contact étant représentées au dessin).Deux des bornes de contact sont reliées aux deux extréitds de la résistance 1 tandis que la troisième borne de contact est munie d'un prolongement 17 qui est soudé au manchon 8e Une roue dentée 18 tournant au moyen d'une vis sans fin (non représentée) venant au contact des dents de la périphérie de la roue, est montée sur le manchon 8. La roue dentée 18 comprend un ergot 19 sur son côté en vis-b-vis du curseur 9. Un cliquet 20 formé dans le bras 10 est en contact avec l'ergot. L'autre bras 17 ne repose pas directement sur le fond 5 du logemment 4 mais prend appui contre un épaulement 21 faisant saillie radialement sur le manchon 8 Le bras Il est muni d'un rebord annulaire 22 qui repose sur l'épaulement 21. Les dimensions du logement 4 sont choisies de façon appropriée par rapport aux dimensions du manchon 8, du curseur 9 et de la roue dentée 18 de sorte que quand le logement est fermé, le curseur 9 est serré entre la roue dentée 18 et l'épaulement 21, comme représenté à la fig. 1. La résistance 1 ne forme pas un cercle complet. Comme représenté à la fig. 1, une butée 23 (dont la fonction est décrite ciaprès) est prévue dans le fond 5 entre les extrémités de la ré distance 1. Les fig. 2 à 4, illustrent des détails du curseur 9. le curseur 9 est fabriqué à partir d'une pièce estampée à feuille métallique fendue représentée à la fig. 2. Deux ouvertures de support 13, 12 sont pratiquées dans les bras 10, 11, une des ouvertures de support étant entourée par le rebord annulaire 22. Les diamètres dee ouvertures de support diffèrent dans une certaine mesure afin de compenser les désalignements au centre qui apparatasent quand les brae en U sont cintrés. Le bras 10 du cur seur en forme de U, supporte le doigt de contact 14 se composant de deux bras de contact prolongés 24 et 25 qui sont reliés au contact ponctuel 15. Les bras de contact 24, 25 relient le bras 10 en un point proche de la Jonction des deux bras opposée du contact ponctuel 15. Les bras de contact 24, 25 entourent une partie du manchon 8. Comme cela ressort de la fig. 3, la Jonction du bras 10 avec le bras 11 forme un manchon incomplètement fermé. Cette configuration tient compte des déviations des deux ouvertures 13, 12, à partir de la position centrale quand les bras sont cintrés. Ainsi, les bras n'ont pas tendance à se coincer sur le manchon 8. La partie fendue du curseur 9 représentée à la fig. 2, est cintrée pendant le procédé de fabrication, de sorte que les deux bras résultants 10, 11 du curseur en forme de U,ne sont pas parallèles . Comme représenté à la fig. 3, la partie iendue est cintrée de sorte que les s deux bras forment un angle aigu dans l'état non polarisé.Le doigt de contact 14 est cintré, comme représenté à la fig. 3, pour fournir une force de contact bien définie par le doigt de contact sur la résistance 1 après assemblage du potentiomètre. Dans le mode de réalisation représenté, le curseur 9 est réalisé en alliage beryllium-cuivre et le manchon 8 est réalisé en laiton. Je logement 4 et la roue dentée 18 sont en matière plastique. On décrit ci-après, le fonctionnement du potentiomètre de l'invention. En faisant tourner la roue dentée 18 (par exemple au moyen d'une vis sans fin venant au contact des dents périphériques de la roue), le curseur 9 est déplacé par la friction entre l'ergot 19 sur la roue dentée 18 et le cliquet 20 sur le bras 10. Par conséquent le doigt de contact 14 se déplace sur la résistance 1. Le rebord 22 sur le bras 11, coulisse sur le c8té anterieur de l'épauleEaent 21 du manchon 8. De cette façon, un contact électrique est établi avec le point de contact sur la résistance 1 (au moyen du doigt de contact 14) sur les bras 10, 11, le manchon 8 et la borne de contact correspondante 16. Une liaison électrique entre le curseur 9 et le manchon 8 existe à travers les bords des ouvertures de support 73, 12 ainsi qu'à travers le rebord 22. Le curseur 9 peut tourner sur la résistance 1 au moyen de la roue dentée 18 jusqu'à ce que le doigt de contact 14 frappe la butée 23. Ceci apparait quand le doigt de contact 14 a atteint une extrémité de la résistance 1. Quand la roue dentée 18 tourne après que le doigt de contact i4 a atteint l'extrémité de la résistance 1, le cliquet 20 sur le bras 10 passe d'une dent de l'ergot 19 sur la dent suivante. Pendant le déplacement entre les cliquets, la distance entre les deux bras du curseur en forme de U est légèrement réduite. Quand la direction de mouvement de la roue dentée est inversée, le curseur se déplace de nouveau mais dans la direction oppose. Cet effet de prige est également obtenu à l'autre extrémité de la résistance 1. L1invention n'est pas limitée aux modes de réalisation re présentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cidre. REVENDICAXIONS 1 - Résistance variable, caractérisée en ce qu'elle comprend un logement, un arbre monté dans le logement, deux épaulements opposds espacés axialement le long de l'arbre, au moins un des épaulements étant conducteur de l'éléctrlcité, une résistance montée dans le logement et placée autour de l'arbre, au moins deux bornes de contact accessibles depuis l'extérieur, une borne de contact étant reliée à l'dpauleant conducteur et l'autre borne de contact à la résistance, un curseur ayant deux bras reliés ensemble pour présenter une forme de U, l'arbre s'étendant à travers des ouvertures de chaque bras et montant à rotation le curseur entre les épaulements opposés, 16 curseur étant en contact de coulissement électrique avec l'épaulement conducteur, un des bras ayant un doigt de contact en contact de coulissement avec la résistance afin que la valeur de la résistance entre les deux bornes de contact, puisse vrier par rotation du curseur. 2 - Résistance variable suivant la revendication , caractérisée en ce que les deux bras sont élasticues et sont comprimés l'un vers l'autre par les épaulements opposés. 3 - Résistance variable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le doigt de contact comprend deux prolongements entourant l'ouverture dans un bras et relies à un point de contact, qui est en contact de coulisoement avec la résistance. 4 - Résistance variable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le doigt de contact et le bras sont dans des plans différents. 5 - Résistance variable suivant la revendiction 1,carac- térisée en ce que la résistance est placée près de l'ouverture dans l'autre des bras, c'est-à-dire l'ouverture dans un bras. 6 - Résistance variable s uivant la revendication 1, caractérisée en ce que le doigt de contact est une partie solidaire du curseur. 7 - Résistance variable suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend deux butées montées sur le logement dais le trajet de rotation du curseur pour empêcher celuici d'être déplacé au-delà des extrémités de la résistance et une roue dentée monte sur l'arbre formant l'autre des épaulements, cette roue dentée étant en contact de friction avec le curseur par l'intermédiaire de l'autre épaulement et du bras. 8 - Résistance variable suivant la revendication 7, caractdrisée en ce qué l'autre épaulement comporte un ergot et le bras des prolongements pouvant venir en contact de friction avec l'ergot. 9 - Résistance variable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre bras comprend un rebord annulaire autour de l'ouverture en contact de coulissement avec I'épaule- ment conducteur. 10 - Résistance variable suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un manchon monté sur l'arbre et ayant une bride inférieure définissant un épaulement.