Brevet FR2704086A1 — publié le 19941021

POTENTIOMETRE MINIATURE ET PROCEDE AUTOMATIQUE DE FABRICATION DE POTENTIOMETRES MINIATURES L'invention est relative à un potentiomètre miniature du genre comportant a) un premier sous-ensemble, sur lequel ledit boitier est moulé, comprenant un support électro-isolant intégrant une piste électrorésistive fractionannulaire pourvue de deux prolongations en matériau électroconducteur reliées à deux bornes de connexion, se prolongeant à ltextérieur du boitier, et un collecteur de courant, paralléle à ladite piste électrorésistive, qui est prolonge' par une troisième borne de connexion; b) un deuxième sous-ensemble, logé dans ltevidement dudit boîtier, comprenant un curseur solidaire dtun porte-curseur pourvu de rainures pour sa commande; lesdits deux sous-ensembles étant assemblés au moyen d'un axe tubulaire pourvu d'extrémités évasées, en matériau électroconducteur, qui établit la liaison électrique entre le curseur et le collecteur. L'invention concerne également le procédé de fabrication des potentiomètres du genre en question qui met en oeuvre a) pour réaliser le premier sous-ensemble, une première bande métallique continue, associée à des bornes de connexion, à un collecteur et à une piste électrorésistive, sur laquelle lesdits boîtiers sont moules; b) pour réaliser le deuxième sous-ensemble, une deuxième bande métallique continue,intégrant des curseurs, sur laquelle les porte-curseurs sont moules; c) pour réaliser la liaison mécanique entre les deux sous-ensembles et électrique entre le collecteur et le curseur, une troisième bande intégrant des pièces de liaison en forme d'axe tubulaire métallique. Les potentiomètres miniatures et les procédés de fabrication les concernant connus, sont décrits essentiellement dans les brevets - GB-1367839 qui traite d'un procédé mettant en oeuvre une bande continue de bornes de connexion sur laquelle on moule les boitiers directement sur lesdites bornes avec adjonction, à l'intérieur de chaque boîtier, des e' élé- ments collecteur, résistif, curseur et porte-curseur avec fixation de lten- semble par soudure hyperfréquences; - US-2958839 qui traite d'un potentiomètre qui comporte une piste électrorésistive fraction-annulaire fixée aux bornes de connexion par agrafage, ledit potentiomètre possèdant une butée solidaire de l'axe de commande;; - FR-2634580 qui traite d'un procédé de fabrication de potentiomètres mettant en oeuvre a) un premier sous-ensemble obtenu à partir d'une première bande continue des bornes de connexion à laquelle on associe un boitier et une piste électrorésistive qui sont fixés entre-eux par agrafage (pliage des extrémités des bornes de connexion); b) un deuxième sous-ensemble obtenu à partir d'une deuxième bande continue des curseurs sur lesquels on fixe les porte-curseurs et que lton découpe module par module pour être transférés sur une troisième bande des collecteurs, la liaison mécanique desdits éléments entre-eux s'effectuant par soudage thermique déformant; c) l'assemblage desdits deux sous-ensembles en une bande continue. L'invention vise à réaliser un potentiomètre et à mettre en oeuvre un procédé qui consiste essentiellement a) à réduire le coût de fabrication par simplification des opérations précédentes, en particulier - en éliminant le montage préalable du collecteur et par une optimisation du l'utilisation du matériau de la bande; - en utilisant le même boitier pour les potentiomètres à montage horizontal ou vertical; b) à accroitre les performances des potentiomètres par - un meilleur comportement élastique et d'ancrage du curseur; - la possibilité d'actionner le curseur du potentiomètre par deux côtés opposés du boîtier; - l'accroissement de la solidité de la butée mobile de la pièce de liaison tubulaire-ainsi que l'utilisation de doubles parois de renfort. L'invention concerne à cet effet un procédé qui met en oeuvre, pour réaliser le premier sous ensemble, une première bande métallique continue sur laquelle sont réalisées, en une seule opération de matriçage,lés bornes de connexion et les collecteurs qui sont judicieusement placés sur la bande métallique. Quant au potentiomètre en question, il comporte des particularités de conception au niveau de ses divers sous-ensembles qui permettent de répondre avantageusement aux diverses caractéristiques sus-mentionnées. Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaitre plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention donné à titre d'exemple seulement et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en élévation du potentiomètre; - la figure 2 est une vue en coupe selon II du potentiomètre; - la figure 3 est une vue en coupe selon III du potentiomètre; - la figure 4 est une vue en coupe selon IV du potentiomètre; - la figure 5 est une vue en élévation de la bande des bornes de connexion et des collecteurs; - la figure 6a est une vue partielle des extrémités des bornes repliées; - la figure 6b est une vue partielle de la zone du collecteur montrant le positionnement du boîtier; - la figure 7 est une vue vue en élévation de la piste électrorésistive sur son support; - la figure 8 est une vue en coupe selon VIII de la bande des bornes et des collecteurs; - la figure 9 est une vue en élévation de la bande des axes de liaison; - la figure 10 est une vue en coupe selon X de la bande des axes de liaison;; - la figure li est une vue en élévation de la bande des curseurs; - la figure 12 est une vue en coupe selon XII de la bande des curseurs; - la figure 13 est une vue montrant le montage horizontal du potentiomètre; - la figure 14 est une vue montrant le montage vertical du potentiomètre. Le potentiomètre miniature représenté aux figures est du genre comportant essentiellement un boîtier (10) en forme de cuvette, en matériau électro-isolant, contenant a) un premier sous-ensemble, sur lequel ledit boîtier est moulé, comprenant un support électro-isolant (11) intégrant une piste électrorésistive (12) fraction-annulaire pourvue de deux prolongations (13),en matériau électroconducteur,reliées à deux bornes de connexion (14) et (15), se prolongeant à l'extérieur du boîtier, et un collecteur de courant (16), paralléle à ladite piste électrorésistive, qui est prolongé par une troisième borne de connexion (17); b) un deuxième sous-ensemble, logé dans l'évidement dudit boîtier, comprenant un curseur (18) solidaire d'un porte-curseur (19) pourvu de rainures (20) pour sa commande; lesdits deux sous-ensembles étant assemblés au moyen d'un axe tubulaire (21) pourvu d'extrémités évasées, en matériau électroconducteur, qui éta blit la liaison électrique entre le curseur (18) et le collecteur (16). Le potentiomètre en question se caractérise en particulier en ce que - la portion (14a,15a) des bornes de connexion (14) et (15), noyée dans la masse du boitier (10), ainsi que le corps du collecteur en forme de plaque (16) avec un trou d'usinage central (22), sont coplanaires; - ledit collecteur comporte deux bornes en opposition (17a) et (17b) dans le but de permettre au moins deux positions différentes de montage en uti lisant l'une ou l'autre desdites deux bornes comme borne du collecteur du potentiomètre dans chaque cas; - l'axe tubulaire (21) d'assemblage desdits sous-ensembles comporte, dans sa partie en contact avec le collecteur, une double paroi (23) qui intégre des rainures (24) pour la commande en rotation dudit axe et qui comporte au moins une partie en saillie (25) servant de butée mobile limitant la rotation dudit axe tubulaire;; - les bornes (17a) et (17b) du collecteur (16) s'étendent à l'extérieur du boitier (10) par l'intermèdiaire de deux zones, directement opposées, dont l'une comporte un coude à 90 degrés qui se prolonge parallélement à l'axe de rotation du potentiomètre formant ainsi une butée en relation avec la butée mobile (25) de la portion (23) de l'axe tubulaire (21); - la double paroi (23) de l'axe tubulaire (21) comporte une partie, s'étendant à l'extérieur du bord de la section tubulaire (21), en forme de plaque laminaire avec une portion (26a) en forme de couronne fendue par des rainures (24) servant à la commande du potentiometre et une bande étroite (26b) qui relie ladite portion à l'ouverture (27) du corps tubulaire (21); la portion (26a) venant se positionner contre ladite ouverture par pliage de la bande (26b) dont la zone surbaissée (28), comprenant les rainures(24), vient se loger à l'intérieur de l'ouverture élargie (27) de la base de l'axe (21); - le curseur (18) comporte une plaque circulaire (29) de laquelle est solidaire, par moulage, le porte-curseur (19) et qui est pourvue de quelques saillies (30) périphériques, d'un trou (31) central et de trous périphériques (32), ainsi qu'une deuxième partie, située dans le prolongement de ladite plaque, en forme de collerette (33) qui comporte, à proximité de l'un de ses bords, une rainure en arc (34) formant deux bras élastiques (35) et (36) pourvus dans leur région centrale de nervures (35a) et (36a) de frottement, et en ce que ladite extension (33) va se positionner, par pliage, contre la base du porte-curseur (19) avec l'arête de pliage (38) arrondie et selon une configuration donnant deux zones formant un dièdre d'angle obtus très ouvert qui repose sur un bossage (37) cylindrique situé dans le fond du boitier (10), l'axe (21) passant au travers dudit bossage et du trou (31); - les extrémités (13) de la piste électrorésistive sont reliées aux bornes (14) et (15) par un double pliage des appendices (14b,14c) et (15b, 15c) appartenant aux zones (14a) et (15a) d'insertion de ces bornes dans le boitier de manière à assurer leur serrageavantde les noyer dans le boîtier. Ltemplacement du corps du boîtier (10) par rapport au collecteur (16), avant la mise en place de la piste électrorésistive, est représenté à la figure 6b. La position des appendices, une fois pliés, de l'extrémité de la borne de connexion (14), est représenté à la figure 6a. I1 en est de même del'extré- mité de la borne de connexion (15). L'appendice (14b) est plus long pour exercer une pression suffisante sur la piste résistive et l'appendice (14c) est plus court pour assurer le verrouillage de la liaison. Le support (11) de la piste (12) comporte un appendice d'ancrage (1 la) pour son maintien dans leboftier moulé. Les extrémités (13) des pistes résistives comportent une portion conductrice recouverte d'argent par exemple. Les bandes (39) des bornes de connexion, (40) des curseurs et (41) des axes de liaison sont entrainées et guidées au moyen de trous qui portent respectivement les repères (42), (43) et (44). Le montage horizontal (figure 13) et vertical (figure 14) est obtenu comme suit - horizontal : pliage des bornes (14) et (15) comme représenté, maintien de la borne (17a), la borne (17b) étant coupée en cours de fabrication; - vertical : pliage des bornes (14) et (15) comme représenté, maintien de la borne (17b), la borne (17a) étant coupée en cours de fabrication. Le procédé de fabrication automatique de potentiomètres miniatures, selon l'invention, met en oeuvre essentiellement - le déplacement d'une bande continue laminaire entraînée par une ligne longitudinale de transport, avançant pas à pas, convenablement guidée à travers une série de stations de matriçage, de formage, de positionnement, de fixation d'une piste électrorésistive aux deux bornes et de montage d'un collecteur, à la suite de quoi un boîtier est moulé sur les portions de la bande métallique constituant un premier sous-ensemble, sous la forme d'une bande continue, avec au moins trois bornes faisant saillie du boitier qui sont ultérieurement séparées entre-elles; - la formation d'un deuxième sous-ensemble comportant un curseur et un porte-curseur solidaires d'une deuxième bande continue; l'assemblage des deux sous-ensembles sous la forme d'une troisième bande continue et la vérification mécanique et électrique de chaque potentiomètre relié à cette troisième bande continue. Le procédé en question se caractérise en particulier en ce que - la plaque collecteur, comportant deux bornes de connexion (17a,17b), en opposition, et les bornes de connexion (14) et (15) sont réalisés en une seule opération de matriçage effectuée sur une bande continue (39) entraînée par une ligne longitudinale de transport, avançant pas à pas, convenablement guidée; - les curseurs (18) sont obtenus à partir d'une deuxième bande continue (40), qui se déplace de manière équivalente, par des opérations de matriçage, comportant une première partie (29) destinée à se solidariser par moulage au porte-curseur (19), et une deuxième partie, située dans le prolongement de la première, en forme de collerette (33) terminée par deux bras'en arc (35) et (36) pourvus, dans leur région centrale, de nervures de frottement (35a) et (36a);; - la pièce d'assemblage entre les deux sous-ensembles, fixe pour le premier et mobile pour le second, est obtenue à partir d'une troisième bande métallique (41), qui se déplace de manière équivalente, par des opérations de matriçage progressif avec l'obtention d'une portion tubulaire (21) comportant, sur l'une de ses ouvertures, une extension du bord de celle-ci plus large (26a), en forme de couronne, reliée au tube (21) par une bande étroite (26b) qui est pliée en mettant en superposition les deux surfaces et par la formation d'un trou central percé par des fentes de commande (24), toutes ces opérations s'effectuant sur ladite troisième bande continue par l'assemblage des trois bandes (39), (40) et (41) en superposant les deux dernières sur les deux bases opposées du boitier (10).;; - ladite plaque collecteur (16) occupe une partie centrale des zones de ladite première bande sur lesquelles sont moulées les boitiers et qui se trouve entourée par des bandes étroites (14d) et (15d) qui sont dans le prolongement des deux bornes de connexion (14) et (15); - ltopération de formage comporte, avant le moulage du boîtier, la découpe de deux appendices, du type (14b) et (14c), dans des zones opposées solidaires de la section des bornes de connexion (14) et (15) qui restera à proximité de la paroi latérale du boîtier, noyée dans celle-ci, lesdits appendices définissant deux à deux une configuration en fourche apte à contenir les extrémités (13) du support de la piste résistive et en assurer la liaison gràce au pliage de l'un de ces appendices avec pression sur ledit support et le rabattement du deuxième sur le premier; - après le moulage du corps du porte-curseur sur la deuxième bande, on découpe chaque partie en extension en forme de collerette (33) qui est repliée à 180 degrés avec une arête de pliage arrondie (38) et selon une configuration donnant deux zones formant un dièdre d'angle obtus très ouvert à partir d'un diamètre central, ledit ensemble restant solidaire de cette deuxième bande. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes dans la conception et dans les phases du procédé, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS l- Potentiomètre miniature du genre comportant un boitier (10), en forme de cuvette, en matériau électro-isolant, contenant a) un premier sous-ensemble, sur lequel ledit boitier est moulé, comprenant un support électro-isolant (11) intégrant une piste électro-résistive (12) fraction-annulaire pourvue de deux prolongations (13) en matériau électroconducteur reliées à deux bornes de connexion (14) et (15), se prolongeant à l'extérieur du boîtier, et un collecteur de courant (16), paralléle à ladite piste électro-résistive, qui est prolongé par une troisième borne de connexion (17); b) un deuxième sous-ensemble, logé dans l'évidement dudit boîtier, comprenant un curseur (18) solidaire d'un porte-curseur (19) pourvu de rainures (20) pour sa commande; lesdits deux sous-ensembles étant assemblés au moyen d'un axe tubulaire (21) pourvu dtextrémités évasées, en matériau électroconducteur, qui établit la liaison électrique entre le curseur (18) et le collecteur (16); caractérisé en ce que a) la portion (14a,15a) des bornes de connexion (14) et (15), noyée dans la masse du boitier (10), ainsi que le corps du collecteur en forme de plaque (16) avec un trou d'usinage central (22), sont coplanaires; b) ledit collecteur comporte deux bornes en opposition (17a) et (17b) dans le but de permettre au moins deux positions différentes de montage en utilisant l'une ou l'autre desdites deux bornes comme borne du collecteur du potentiomètre dans chaque cas; c) l'axe tubulaire (21) d'assemblage desdits sous-ensembles comporte, dans sa partie en contact avec le collecteur, une double paroi (23) qui intégre des rainures (24) pour la commande en rotation dudit axe et qui comporte au moins une partie en saillie (25) servant de butée mobile limitant la rotation dudit axe tubulaire. 2- Potentiomètre miniature, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes (17a) et (17b) du collecteur (16) s'étendent à l'extérieur du boitier (10) par l'intermèdiaire de deux zones, directement opposées, dont l'une comporte un coude à 90 degrés qui se prolonge parallélement à l'axe de rotation du potentiomètre formant ainsi une butée en relation avec la butée mobile (25) de la portion (23) de l'axe tubulaire (21). 3- Potentiomètre miniature, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la double paroi (23) de l'axe tubulaire (21) comporte une partie, s 'étendant à l'extérieur du bord de la section tubulaire (21), en forme de plaque laminaire avec une portion (26a) en forme de couronne fendue par des rainures (24) servant à la commande du potentiometre et une bande étroite (26b) qui relie-ladite portion à l'ouverture (27) du corps tubulaire (21); la portion (26a) venant se positionner contre ladite ouverture par pliage de la bande (26b) dont la zone surbaissée (28), comprenant les rainures(24), vient se loger à l'intérieur de l'ouverture élargie (27) de la base de l'axe (21). 4- Potentiomètre miniature, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le curseur (18) comporte une plaque circulaire (29) de laquelle est solidaire, par moulage, le porte-curseur (19) et qui est pourvue de quelques saillies (30) périphériques, d'un trou (31) central et de trous périphériques (32), ainsi qu'une deuxième partie, située dans le prolongement de ladite plaque, en forme de collerette (33) qui comporte, à proximité de l'un de ses bords, une rainure en arc (34) formant deux bras élastiques (35) et (36) pourvus dans leur région centrale de nervures (35a) et (36a) de frottement, et en ce que ladite extension (33) va se positionner, par pliage, contre la base du porte-curseur (19) avec l'arete de pliage (38) arrondie et selon une configuration donnant deux zones formant un dièdre d'angle obtus très ouvert qui repose sur un bossage (37) cylindrique situé dans le fond du boitier (10), l'axe (21) passant au travers dudit bossage et du trou (31). 5- Potentiomètre miniature, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (13) de la piste électrorésistive sont reliées aux bornes (14) et (15) par un double pliage des appendices (14b,14c) et (15b, 15c) appartenant aux zones (14a) et (15a) d'insertion de ces bornes dans le boitier de manière à assurer leur serrage avantde les broyer dans le boîtier. 6- Procédé de fabrication automatique de potentiomètres miniatures du genre comportant un boitier (10) en forme de cuvette, en matériau électroisolant, moulé dans un premier sous-ensemble comprenant une piste électrorésistive (12), -reliée aux bornes de connexion (14) et (15), et un collecteur de courant (16), prolongé par une troisième borne de connexion (17), et par un deuxième sous-ensemble, logé dans l'évidement dudit bbitier,com- prenant un curseur (18) solidaire d'un porte-curseur (19), lesdits deux sous-ensembles étant assemblés au moyen d'un axe tubulaire conducteur (21) assurant la continuité électrique entre lesdits curseur et collecteur; ledit procédé mettant en oeuvre le déplacement d'une bande continue laminaire entraînée par une ligne longitudinale de transport, avançant pas à pas, convenablement guidée à travers une série de stations de matriçage, de formage, de positionnement, de fixation d'une piste électrorésistive aux deux bornes et de montage d'un collecteur, à la suite de quoi un boîtier est moulé sur les portions de la bande métallique constituant un premier sous-ensemble, sous la forme d'une bande continue, avec au moins trois bornes faisant saillie dudit boitier qui sont ultérieurement séparées entreelles; la formation d'un deuxième sous-ensemble comportant un curseur et un porte-curseur solidaires d'une deuxième bande continue; l'assemblage des deux sous-ensembles sous la forme d'une troisième bande continue et la vérification mécanique et électrique de chaque potentiomètre relié à cette troisième bande continue; caractérisé en ce que a) la plaque collecteur, comportant deux bornes de connexion (17a,17b), en opposition, et les bornes de connexion (14) et (15) sont réalisés en une seule opération de matriçage effectuée sur une bande continue (39) entrainée par une ligne longitudinale de transport, avançant pas à pas, convenablement guidée; b) les curseurs (18) sont obtenus à partir d'une deuxième bande continue (40), qui se déplace de manière équivalente, par des opérations de matriçage, comportant une première partie (29) destinée à se solidariser par moulage au porte-curseur (19), et une deuxième partie, située dans le prolongement de la première, en forme de collerette (33) terminée par deux bras en arc (35) et (36) pourvus,- dans leur région centrale, de nervures de frottement (35a) et (36a); c) la pièce d'assemblage entre les deux sous-ensembles, fixe pour le premier et mobile pour le second, est obtenue à partir d'une troisième bande métallique (41), qui se déplace de manière équivalente, par des opérations de matriçage progressif avec l'obtention d'une portion tubulaire (21) comportant, sur l'une de ses ouvertures, une extension du bord de celle-ci plus large (26a), en forme de couronne, reliée au tube (21) par une bande étroite (26b) qui est pliée en mettant en superposition les deux surfaces et par la formation d'un trou central percé par des fentes de commande (24), toutes ces opérations s'effectuant sur ladite troisième bande continue par l'as semblage des trois bandes (39), (40) et (41) en superposant les deux dernières sur les deux bases opposées du boitier (10). 7- Procédé, selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite plaque collecteur (16) occupe une partie centrale des zones de laditepre- mière bande sur lesquelles sont moulés les boitiers et qui se trouve entourée par des bandes étroites (14d) et (15d) qui sont dans le prolongement des deux bornes de connexion (14) et (15). 8- Procédé, selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'opéra- tion de formage comporte, avant le moulage du boîtier, la découpe de deux appendices, du type (14b) et (14c), dans des zones opposées solidaires de la section des bornes de connexion (14) et (15) qui restera à proximité de la paroi latérale du boîtier, noyée dans celle-ci, lesdits appendices définissant deux à deux une configuration en fourche apte à contenir les extrémités (13) du support de la piste résistive et en assurer la liaison gràce au pliage de l'un de ces appendices avec pression sur ledit support et le rabattement du deuxième appendice sur le premier. 9- Procédé, selon la revendication 6, caractérisé en ce que, après le moulage du corps du porte-curseur sur la deuxième bande, on découpe chaque partie en extension en forme de collerette (33) qui est repliée à 180 degrés avec une arête de pliage arrondie (38) et selon une configuration donnant deux zones formant un dièdre d'angle obtus très ouvert à partir d'un diamètre central, ledit ensemble restant solidaire de cette deuxième bande.