Brevet FR2616003A1 — publié le 19881202

L'invention a pour objet un potentiomètre mécaniquement ajustable à bornes de haute fiabilité, conçu pour être utilisé dans des circuits électroniques et pour être montés directement sur une plaquette à circuit imprimé. Le potentiomètre selon l'invention est classé, suivant la classification internationale des brevets, dans le groupe H 01 C 10/32 dont font partie des résistances ajustables dont le curseur se déplace dans une direction non linéaire. Dans les potentiomètres dont l'élément à résistance est constitué d'une pièce séparée, il existe de nombreuses formes de réalisation différentes du contact mécanique-électrique entre la couche de contact. de l'élément à résistance et les bornes métalliques fixes. Ces formes de réalisation peuvent être divisées en les groupes suivants: Première forme de réalisation: La borne fixe est connectée à la plaque à résistance par un rivet tubulaire qui peut soit être une pièce séparée, soit l'extrémité de connexion de la borne formée en un rivet tubulaire; Deuxième forme de réalisation: La borne fixe est connectée à la plaque à résistance au moyen de brides faisant partie de la borne; Troisième forme de réalisation: Un ressort est placé entre les bornes fixes et la couche de contact de la plaque à résistance; Quatrième forme de réalisation: Identique à celle des première ou deuxième formes de réalisation, l'ensemble étant noyé dans une matière plastique. Dans les première et deuxième formes de réali- sation, par exemple décrites dans les brevets DE 19 37 989 et DE 35 11l 290 et dans la quatrième forme de réalisation, la fiabilité, au départ, du contact mécanique et donc du contact électrique dépend de l'élasticité de la matière utilisée pour la plaque à résistance ainsi que pour les bornes métalliques, et de la précision de l'opération effectuée par l'outil d'assemblage. Sous l'effet du vieillissement des matériaux, des influences mécaniques (dilatation, vibrations) et des influences chimiques (destruction de la protection superficielle de la borne métallique et de la surface de contact de la couche à résistance du potentiomètre), la conductivité électrique du point de contact entre la borne et la surface de contact de la couche à résistance du potentiomètre change (générale- ment diminue). Dans la troisième forme de réalisation, la surface de contact du ressort est très petite et elle dépend de l'uniformité du bobinage final du ressort qui, en outre, est mobile dans son support. Le but de l'invention est d'établir une conductivité électrique maximale entre la borne fixe et la surface de contact de la couche à résistance d'un poten- tiomètre par des moyens très simples, laquelle conductivité change également aussi peu que possible de valeur avec le temps. Le potentiomètre doit pouvoir être ajusté mécanique- ment à partir des deux côtés. Ce but est atteint de façon simple et efficace par la solution proposée par l'invention. Cette solution réside en substance dans le fait que les bornes métalliques fixes de l'anneau & résistance du potentiomètre ajustable fermé sont dentées à leur extrémité et que les dents encadrent la surface de contact de l'anneau -à résistance du potentiomètre, des saillies en matière plastique de la plaque de support exerçant une pression supplémentaire sur les dents des bornes vers la surface de contact de l'anneau à résistance du potentiomètre. Les bornes métalliques fixes et les bornes métalliques du curseur sont noyées dans la matière plastique de la plaque de support et du boîtier, respectivement. Après l'assemblage mécanique de l'anneau à résistance avec la plaque de support, la surface de contact de l'anneau à résistance et des dents de la borne métalli- que fixe est remplie d'une matière de charge électriquement conductrice ayant la même structure chimique que la matière de l'anneau & résistance. Une telle solution de structure rend possible un contact mécaniqueélectrique de fiabilité optimale entre la borne métallique fixe et la surface de contact de l'anneau à résistance. Cette qualité du contact mécanique- électrique était obtenue avec un potentiomètre du -type CERMET qui était cependant d'un coût sensiblement plus élevé. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale du poten- tiomètre totalement fermé selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective éclatée des bornes métalliques fixes du potentiomètre de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective de la plaque de support du potentiomètre selon l'invention dans lequel les bornes fixes sont encastrées ou enrobées; la figure 4 est une vue en perspective de l'anneau à résistance; la figure 5 est une vue en perspective de la plaque de support du potentiomètre selon l'invention comportant des. bornes fixes encastrées assemblées avec l'anneau à résistance; la figure 6 est une vue en perspective du bottier du potentiomètre selon l'invention réalisé, de même que la plaque de support, en une matière isolante ther- moplastique, d'une seule pièce avec une borne de curseur noyée. Le potentiomètre fermé ajustable à bornes à haute fiabilité selon l'invention est composé d'une plaque de support 2 réalisée en une matière thermoplastique isolante, dans laquelle sont encastrées ou noyées deux bornes fixes 1, un anneau 3 à résistance réalisé en une matière isolante stratifiée, par exemple du type "Pertinax", "Vitroplast", etc, sur lequel sont déposées plusieurs minces couches de conductivité électrique différentes, un rotor 5 réalisé en une matière thermoplas- tique isolante, sur lequel est connecté un curseur métallique élastique 6, un boîtier 8 du potentiomètre réalisé en une matière thermoplastique isolante, dans lequel est encastrée une borne métallique 7 du curseur, et une matière de charge ou de remplissage, électriquement conductrice 4, le curseur 6 présentant deux. convexités semi-circulaires 6b et des contacts arrondis 6a de captage qui rendent possible un contact électrique entre la borne 7 du curseur et la couche à résistance située sur l'anneau 3 à résistance. En faisant tourner le rotor 5, on modifie et définit la résistance entre la borne 7 du curseur et les bornes fixes 1. Le potentiomètre ajustable.fermé selon l'invention à bornes de haute fiabilité rend possible une inclinaison étroite et ferme de la surface de la dent la de la borne fixe 1 contre la surface de la couche 3c de contact de l'anneau 3 à résistance. La couche 3c de contact, dans la zone de contact avec les bornes 1, possède une structure telle que sa conductivité électrique est aussi haute que possible et présente le caractère de la conductivité d'un métal. Le contact entre la couche 3c de contact et la fourche lc des bornes fixes 1 est en outre rempli de la matière électriquement conductrice 4 de remplissage. Etant donné que la structure chimique de cette matière de remplissage est la même que celle de la couche 3c de contact, la matière électriquement conductrice 4 de remplissage, durcie et séchée, assure un contact électrique et mécanique accru et plus stable entre la couche 3c de contact et la fourche lc. En outre, la matière 4 de remplissage protège la surface de contact de la borne fixe 1 contre les effets mécaniques et chimiques de l'environne- ment. Les bornes fixes 1 sont réalisées de manière qu'elles soient coupées à l'emplacement du contact avec l'anneau 3 à résistance et elles sont formées de façon que les dents courbées la et lb de contact de la fourche lc encadrent l'anneau 3 à résistance. Les dents la et lb des deux bornes fixes 1 sont encastrées ou noyées dans la matière thermoplastique isolante dont la plaque 2 de support est formée. La partie droite 2b de la plaque 2 de support présente des renfonce- ments 2a et, avec des saillies 2c exerçant une pression contre les dents la de contact, en addition aux forces de pression dues à l'élasticité de la matière des dents la, est & l'origine de forces supplémentaires de pression des dents la de contact sur l'anneau à résistance 3, afin d'établir un contact électrique fiable. Les angles 3a de l'anneau 3 à résistance, réalisé en une matière stratifiée, par exemple du type "Pertinax" ou "Vitroplast", sont coupés afin de permettre à la matière électriquement conductrice 4 de remplissage d'entourer la dent lb de contact. Après l'assemblage du potentiomètre, l'anneau droit à résistance est étroitement comprimé, sur ses deux surfaces 3b, entre la plaque 2 de support et les deux épaulements 8b du boîtier 8, ce qui empêche toute vibration de l'anneau 3 & résistance et toute fissuration possible de la matière électriquement con- ductrice 4 de remplissage par suite de ces vibrations. L'anneau 3 est comprimé étroitement entre les dents la et lb de contact dont la force de compression est augmentée par la force due à la pression élastique des saillies élastiques 2c de la plaque 2 de support. La matière électriquement conductrice 4 de remplissage est coulée dans les évidements de la plaque 2 de support de manière qu'elle ne recouvre pas le trajet prévu pour le glissement des contacts arrondis 6a de captage du curseur 6 sur l'anneau 3 à résistance. Le bottier 8 est réalisé en une matière thermoplastique isolante dans laquelle est encastrée la borne métallique 7 du rotor. Il présente deux épaulements 8b qui servent à comprimer étroitement l'anneau.3 à résistance sur les surfaces 3b contre la plaque 2 de support après l'assemblage du potentiomètre. La structure du potentiomètre fermé ajustable selon l'invention est telle qu'il est possible de réaliser un cône 2d de guidage dans la plaque 2 de support ainsi qu'un cône 8a de guidage dans le boîtier 8 sans augmenta- tion des dimensions. Les deux cônes de guidage 2d et 8a sont prévus pour une insertion aisée d'une clé (tournevis) dans l'ouverture correspondante du rotor 5 lors d'un ajustement automatique du potentiomètre à partir d'un côté ou de l'autre. REVENDICATIONS 1. Potentiomètre fermé ajustable à bornes (8) de haute fiabilité, comportant un boîtier (8), une plaque (2) de support et un rotor (5) qui sont tous réalisés en une matière thermoplastique isolante, une borne (7) de curseur étant encastrée dans le bottier (8), le poten- tiomètre, qui comporte des bornes fixes, étant caractérisé en ce qu'au point de connexion avec l'anneau (3) à résistance, chaque borne fixe (1) présente la forme d'une fourche (lc) comportant des dents (la, lb). 2. Potentiomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents (la, lb) de la fourche (lc) encadrent l'anneau (3) à résistance sur des couches de contact (3c). 3. Potentiomètre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les saillies (2c) de la plaque (2) de support compriment les dents (la) des bornes fixes (1). 4. Potentiomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les épaulements (8b)- du boîtier (8) exercent une pression sur l'anneau (3) à résistance pour presser sa surface (3b) contre la plaque (2) de support. 5. Potentiomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les angles (3a) de la couche (3c) de contact de l'anneau (3) à résistance sont coupés afin que la dent (lb) de contact puisse être encastrée dans la matière électriquement conductrice (4) de remplissage. 6. Potentiomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fourches (lc) des bornes fixes (1) sont encastrées dans la matière électriquement conductrice (4) de remplissage.