Brevet FR2573566A1 — publié le 19860523

Procédé de fabrication de potentiomètres réglables et potentiomètres obtenus à l'aide de ce procédé. La présente invention concerne la fabrication de potentiomètres réglables qui sont utilisés pour établir la valeur correcte de la résistance électrique d'un circuit dans un dispositif électrique ou élec- tronicueet elle a trait également au potentiomètre lui-même réalisé à l'aide de ce procédé. On réalise les potentiomètres réglables permet- tant de modifier dans certaines limites la valeur de la résistance électrique d'un circuit en assemblant leurs composants qui, généralement, comprennent un boîtier en une matière isolante, de préférence une pièce en matière plastique moulée par injection, l'opération de moulage par injection étant effectuée indépendamment de la fabrication des autres composants. Ces composants comprennent une plaque isolante suppor- tant la piste résistive, le collecteur et les bornes respectives auxquelles sont reliées les extrémités des connexions extérieures, le curseur, un élément pour actionner le curseur et un support de curseur, l'ensemble étant complété par un élément de fermeture qui peut coïncider avec la plaque de support de piste résistive. En règle générale, la fabrication du potentio- mètre du type mentionné ci-dessus consiste en une opération d'assemblage automatique des composants qui ont été réalisés au cours d'opérations indépendantes antérieures. Les inconvénients de ce procédé résident dans le délai entre la réalisation des composants individuels et la phase d'assemblage donnant le dispositif complet, cette perte de temps, la manipu- lation et l'assemblage des composants augmentant considérablement le prix final du potentiomètre. Les perfectionnements apportés par la présente invention se traduisent par une simplification consi- dérable de la fabrication automatisée des potentiomètres réglables, cette simplification étant obtenue par une combinaison de la formation du boîtier et des bornes de contact qui sont reliées à la piste résistive et au collecteur, respectivement, à l'intérieur du bottier. Le procédé de fabrication automatisé tel que décrit dans le présent exposé peut être commandé par un micro- processeur. Une autre caractéristique du procédé de fabri- cation selon la présente invention réside dans la réalisation des bornes dans une bande de métal emboutie et découpée préalablement à la presse ainsi que leur incorporation pratiquement simultanée dans le boîtier directement et pendant que ce dernier est en cours de formation, ces bornes étant ainsi solidement assujetties au boîtier, ceci garantissant le maintien des éléments dans leur position et une continuité du contact et des connexions. Les composants restants complètant le dispositif sont incorporés à ce dernier d'une façon similaire progressive et automatisée. Dans le procédé selon la présente invention, on forme le corps du boîtier en matière isolante,qui est le composant enfermant et protégeant l'élément résistif, le collecteur, le curseur et le support de curseur, par une opération de moulage que l'on combine avec l'avance d'une bande de métal préalablement emboutie et découpée à la presse et comportant des espaces ouverts ou jours qui déterminent la forme du futur collecteur et des bornes de connexion extérieures une partie du boîtier correspondant à une des faces de la bande et l'autre partie du boîtier correspondant à l'autre face de cette bande, de telle sorte que l'on obtient un ensemble inséparable et d'une seule pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, on obtient la configuration finale du collecteur et des bornes de connexion extérieuresassociées au boîtier et faisant corps avec ce dernier par une opération de sectionnement ou découpage des zones délimitées par les espaces ouverts ou jours formés dans la bande, le sous-ensemble constitué par le boîtier isolant, le collecteur qui y est logé et les bornes de connexion extérieures avançant alors pour recevoir les composants restants oui complètent le dispositif à résistance variable. Selon une autre caractéristique de l'invention, on inclut deux éléments hélicoidaux formés par un fil en acier inoxydable dans des espaces cylindriques formés dans le boîtier, les extrémités de ces éléments exerçant une pression contre les zones électro-conduc- trices respectives,associées aux extrémités de la piste résistive déposée sur la face intérieure de la plaque de fermeture de bottier qui repose sur la face ouverte plus grande dudit boîtier.,et contre les extrémités intérieures des bornes de con- nexion. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le curseur a la forme d'une hélice à diamètre constant formée par un fil en acier inoxydable et est disposé radialement à l'intérieur d'un élément de support tournant, les extrémités de l'hélice exer- çant une pression respectivement contre la piste résistive et contre la zone électro-conductrice qui est concentrique à ladite piste. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, l'élément de support de curseur rotatif de forme circulaire-trapézoïdale comporte un évidement rectangulaire radial dans lequel est logé le curseur et un élément prismatique en matière élastique qui exerce sur le curseur, en agissant à la façon d'un patin, une pression le maintenant en contact avec les parties métalliques qu'il est destiné à relier. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexes qui représentent, à titre purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation du procédé de fabrication du potentiomètre réglable selon l'invention, ainsi que d'un potentiomètre fabriqué à l'aide de ce procédé. Sur ces dessins: la figure 1 montre la bande métallique après son emboutissage et son découpage dans une presse, cette figure montrant les zones découpées qui définissent les bornes que l'on obtient par une opération ultérieure de découpage des bords de la bande réunissant les diverses zones; la figure 2 est-une coupe transversale de la bande précitée par II-II de la figure 1; la figure 3 montre la bande métallique des figures précédentes après l'application sur les deux faces de cette bande du boîtier qui recevra les éléments restants du potentiomètre, ce boîtier étant obtenu par une opération de moulage par injection dans un moule à travers lequel est avancée la bande métallique à laquelle restent incorporées les sections constituant le bottier; la figure 4 est une coupe longitudinale de l'assemblage; la figure 5 est une coupe transversale par IV- IV et V-V de la figure 3; la figure 6 montre le bottier avec ses bornes incorporées après le découpage de la bande métallique, les bornes se trouvant dans le même plan; la figure 7 est une coupe longitudinale de ce boîtier; la figure 8 montre le boîtier avec les bornes latérales correspondant aux extrémités de la piste résistive coudées de telle sorte que les extrémités restent dans le même plan que la borne centrale correspondant au collecteur, mais avec une position convenant pour l'insertion du potentiomètre dans une carte de circuit imprimé, par exemple; la figure 9 est une coupe longitudinale de l'assemblage représenté sur la figure 8; les figures 10, 11 et 12 sont des coupes du potentiomètre complet avec ses diverses parties cons- titutives, ces coupes étant faites respectivement par X-X de la figure 12, XI-XI et XII-XII de la figure ; et la figure 13 est une vue en plan du potentio- mètre montrant la face avant de ce dernier. La bande métallique 1 ayant été soumise à une opération d'emboutissage et de découpage à la presse que l'on ne décrira pas dans le présent exposé et qui ne fait pas partie de la présente invention est pourvue d'un grand nombre de perforations prédéterminant la forme et la structure du collecteur et des bornes destinées aux connexions extérieures. Le trou 2 cor- respond à l'intérieur du collecteur qui se présente sous la forme d'une couronne prédéterminée par les zones 11. Des espaces ou jours 3 déterminent la forme des bornes 4 et 5, la forme des extrémités en relief 6 et 7 ainsi que la forme des extrémités épanouies 8 et 9 qui sont reliées aux extrémités de la piste résistive du futur potentiomètre. La zone 10 devient la borne du collecteur avec ses extrémités en relief 12. Les trous 13 sont destinés au positionnement et au centrage de la bande métallique 1. Selon la présente invention, le boîtier du potentiomètre en cours de réalisation est formé sur l'un et l'autre côté de la bande 1 avant le section- nement de ladite bande, ceci garantissant d'une façon continue les positions relatives des éléments formant le collecteur et les bornes. La figure 3 et la figure 4 montrent comment la partie 15 du boîtier est disposée sur une des faces de la bande 1 pendant que la partie de base 14 du futur poten- tiomètre est formée sur l'autre face. L'orifice 16 correspond au centre et est constitué d'ouvertures destinées-au bouton d'action- nement du support de curseur, le curseur étant situé à la position 17 coaxialement à ladite ouverture. Apres durcissement du boîtier, on coupe la bande au cours d'une opération consécutive aux endroits prédéterminés en laissant ainsi les trois bornes dépasser de la partie latérale de la bande et dis- posées de telle sorte que l'on puisse monter dans le sous-ensemble ainsi obtenu les éléments restants de la structure du potentiomètre: la plaque de support de piste résistive, le curseur et les autres éléments. Les perfectionnements décrits dans le présent exposé permettent, comme on l'a mentionné précédemment, d'obtenir la structure de support du nouveau potentio- mètre que l'on complète ensuite en ajoutant les éléments mentionnés ciaprès jusqu'à la réalisation du dispositif complet. Le boîtier du potentiomètre comprend le corps mentionné précédemment dont la structure est parallélépipédique, un des c6tés principaux de cette structure étant ouvert et le bord de l'ouverture étant épaulé de telle sorte que l'on puisse monter sur ce bord épaulé 18 une plaque de matière isolante 19 supportant la piste résistive et ses éléments de contact. La plaque 19 mentionnée ci-dessus est de pré- férence en alumine ou en une matière synthétique telle que la matière connue dans le commerce sous la dési- gnation de "Melinex", est carrée et présente, parti- culièrement sur sa face active, une faible valeur de rugosité de l'ordre de O,81m. La surface intérieure supporte une piste résistive formée d'un dépôt 20 de graphite sous la forme d'une couronne incomplète dont les extrémités reçoivent l'application d'une dissolution d'argent, à savoir les zones 21 et 22, garantissant un contact dans toutes les conditions et appliquées au moyen d'un procédé de dépôt qui, en procurant une certaine élasticité, permet de supporter les vibrations et autres actions qui pourraient se traduire par une rupture du contact. Les extrémités intérieures des bornes exté- rieures 4 et 5 sont reliées indirectement aux zones 21 et 22, ce qui, dans le cas illustré, correspond à un montage du potentiomètre verticalement par rapport au plan d'une plaque isolante supportant le circuit imprimé. Un dépôt d'argent forme dans la partie cen- trale de la couronne résistive, mais sans toucher cette couronne 20, une zone circulaire 23 analogue aux zones 21 et 22, la région de ce dépôt se prolongeant sous la forme de la zone 24 à laquelle est fixée la borne de sortie 10. On a représenté en traits interrompus sur la figure 10 une variante de la disposition des bornes permettant le montage du potentiomètre dans un plan horizontal par rapport à la plaquette isolante du circuit imprimé. On obtient un contact électrique entre les zones 21, 22, 24 et les bornes correspondantes au moyen d'éléments hélicoïdaux 25 en acier inoxydable, logés dans les perforations 26, 27 et 28, respecti- vement, ménagées dans le boîtier 15. Le curseur 29 est aussi un élément hêlicoîdal dont les spires sont en contact les unes avec les autres et qui est constitué par un fil en acier inoxydable dont les spires d'extrémité sont recour- bées vers l'intérieur de l'enroulement. Cet enrou- lement est maintenu à l'intérieur de la cavité 30 de configuration prismatique formée dans un composant d'actionnement 31 se présentant sous la forme d'un bouton trapézoidal circulaire s'étendant axialement sous la forme d'un prolongement 32 comportant une fente diamétrale 33 destinée à l'insertion d'un tournevis ou autre outil approprié dans le but de tourner le bouton et, de ce fait, de déplacer le curseur le long de la piste résistive et de modifier ainsi la valeur de la résistance entre les bornes de sortie du potentiomètre. Pour assurer une pression adéquate continue du curseur contre la piste résistive 20 et contre la zone concentrique 23, l'élément 34 qui est une pièce prismatique en matière élastique, comme par exemple du silicone, agit à la manière d'un patin exerçant une pression sur ce curseur. Dans l'agencement décrit ci-dessus, le boîtier 15 qui contient et protège les composants du poten- tiomètre, est complètement fermé par la plaque 19, le dispositif étant ainsi protégé contre les agents étrangers, particulièrement du type mécanique, ainsi que contre l'entrée de la poussière et de l'humidité. La lèvre 35, que l'on obtient en la rabattant sur les bords 36 du boîtier 15, retient la plaque 19 dans sa position correcte. Les orifices 37 du bottier 15 sont obturés par les extrémités intérieures des bornes de connexion. Le jeu entre le prolongement latéral 32 de l'élément de retenue de curseur et l'ouverture circulaire 16 se trouvant au centre de la face avant du boîtier 15 et à travers laquelle ce prolongement passe, est maintenu à un minimum pour empêcher l'entrée de la poussière ou de l'humidité. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de potentiomètres réglables, caractérisé en ce que le corps en matière isolante duobDîtier que comporte le potentiomètre et qui est le composant enfermant et protégeant l'élé- ment résistif (20), le collecteur, le curseur (29) et le support de curseur, est formé par une opération de moulage qui est combinée avec l'avance d'une bande de métal (1) préalablement emboutie et découpée à la presse et comportant des espaces ouverts qui déterminent la forme du futur collecteur et des bornes de connexion extérieures (4,5), une partie du boîtier correspondant à une des faces de la bande et l'autre partie du boîtier à l'autre face de la bande, de telle sorte que l'on obtienne un ensemble iCoparable formé d'une seule pièce. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on obtient la configuration finale du collecteur et des bornes de connexion exté- rieuresassociées au boîtier et faisant corps avec celui-ci par une opération de sectionnement ou dé- coupage des zones délimitées par les espaces ouverts de la bande, le sousensemble comprenant le boîtier isolant, le collecteur logé dans ce dernier et les bornes de connexion extérieuresétant alors avancé pour recevoir les composants restants qui complètent le dispositif à résistance variable. 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on inclut deux éléments hélicoîdaux (25) formés par un fil en acier inoxydable dans les espaces cylin- driques (26, 27) du boîtier, les extrémités de ces éléments exerçant une pression respectivement contre les zones électro-conductrices (21,22) associées aux extrémités de la piste résistive déposée sur la face intérieure de la plaque de fermeture (19) du boîtier qui est disposée sur la face ouverte plus grande de ce bottier et contre les extrémités intérieures-des bornes de connexion (4,5). 4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le curseur se présente sous la forme d'une hélice de diamètre constant formée par un fil en acier inoxydable et est disposé radialement à l'intérieur d'un élément de support rotatif (31), les extrémités de l'hélice exerçant une pression respectivement contre la piste résistive et contre une zone électro-conductrice (23) qui est concentrique à ladite piste. - 5. Procédé de fabrication selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de support de curseur rotatif de forme circulairetrapézoldale comporte un évidement radial rectangulaire dans lequel on place le curseur (29) et un élément prismatique (30) en matière élas- tique qui, en agissant à la manière d'un patin, exerce sur le curseur une pression le maintenant en contact avec les parties métalliques qu'il est destiné à connecter. 6. Potentiomètre obtenu à l'aide du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 5.