DE2007479C3 - Einstellbarer Drehwiderstand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren Drehwiderstand mit einem aus mehreren paiallel und radial hintereinander angeordneten eng aneinanderliegenden federnden Drähten kreisförmigen Querschnitts gebildeten Abgriffclcment. bei dem die Drähte mit einem stärker gekrümmten Abschnitt auf einer ringförmigen auf einem isolierenden kreisförmigen Unteneil aufgebrachten Widerstandsschicht kontaktierend schleifen und an einer sich senkrecht /urWiderstaiulsschicht erstreckenden Führungsfläche federnd anliegen, und bei dem der Krümmungsradius der Drähte in radialer Richtung größer ist als der Radius ihrer Schlcifbahnen auf der Widerstandsschichi.

Ein solcher .his der britischen Patentschrift 17S bekannter Drehwiderstand verfügt über ein in der vorstehend genannten Weise ausgebildetes AhgntTelement. das an einem das AbgrifTelement über die Widerstandsschicht bewegenden Rotor derart angebracht ist, daß die jeweils einen Enden der das AbgriiTelement bildenden Drähte an einem Vorsprung des Rotors angelötet sind und sich federnd durch zwei an diesem Wirsprung vorgesehene Ausschnitte in Richtung auf die Widerstandsschicht erstrecken, wobei die jeweils freien Enden der das AbgritTelement bildenden Drähte federnd nach oben gebogen sind und sich durch den zweiten der Ausschnitte hindurch wiederum an der oberen Fläche des Vorsprunges des Rotors abstützen. Die Ausschnitte dieses Vorsprunges haben dabei vertikale Begrenzungsflächen, die den das Abgriffelement bildenclen Drähten eine gewisse seitliche Führung verleihen. Das andererseits jedoch die nach unten gebogenen Drähte mit ihrer die Widerstandsschicht berührenden Kontaktfläche troiz der seitlichen Führung der Endbereiche der Drähte eine elastische Bewegung

ίο aus ihrer Ruhestellung heraus ausführen können, ist bei diesem Drehwiderstand eine für jede Umdrehung des Rotors exakt reproduzierbare Einstellung des AbgrifTelementes gegenüber der Widerstandsschicht nicht sicherzustellen. Dieses stellt insbesondere dann

«5 einen Nachteil dar, wenn die Widerstandsschicht gemäß einer funktionalen nichtlinearen Widerstandsänderung in Abhängigkeit der jeweiligen Drehstellung des Rotors ausgebildet ist.

Aus der schweizerischen Patentschrift 360 116 ist

to ein einstellbarer Drehwiderstand bekannt, bei dem die Widerstandsschicht hermetisch gegenüber Staub und Feuchtigkeit abgeschlossen ist. Bei diesem bekannten Drehwiderstand ist die kreisförmige Widerstandsschicht auf einem isolierenden Grundkörper aufgebracht, auf dem die Widerstandsschicht begrenzende kreisförmige und konzentrisch zueinander verlaufende Abstandsstücke mit sich in vertikaler Richtung zur Widerstandsschicht erstreckenden Seitenflächen aufgebracht werden, die dann eine elektrisch leitende Abdeckplatte tragen, die auf Grund dieser Abstandsstückc jedoch die Widerstandsschicht nicht berührt. Auf dieser leitenden Abdeckplatte wird eine weitere elektrisch isolierende Abdeckplatte aufgebracht, auf die ein sowohl die isolierende als auch die elektrisch leitende Abdeckplatte örtlich etwa senkrecht nach unten drückendes Abgriffelement wirkt. Die leitende Abdeckplatte wird daher immer nur an der Stelle nach unten gedruckt und damit in Berührung mit der Widerstandsschicht gebracht, an der die Abdeckplatte von dem Abgriffelemcnt beaufschlagt wird. Infolge dieser elastischen Verformung der elektrisch leitenden Abdeckplatte durch das AbgrifTelement ist jedoch keine exakt reproduzierbare Berührungsfläche zwischen leitender Abdeckplatte und Widerstandsschicht nach jedem Umlauf des Rotors sicherzustellen, wie dieses bei Präzisionswiderständen erforderlich ist.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1916R⁽)1 ist ein Stellwiderstand bekannt, bei dem ein als breite

so Metallzungc ausgeführter Schleifkontakt Stufe für Stufe mit einer Vielzahl von Kontakten eine elektrische Verbindung bildet, die ihrerseits mil bestimmten Bereichen einer Widerstandsschicht elektrisch leitend verbunden sind. Würde dieser Schleifkontakt des bekannten Stellwiderstandes unmittelbar auf einer Widerstandsschicht gleiten und damit eine kontinuierliche Einstellung des Stellwiderstandes ermöglichen, so würde insbesondere eine aus einem empfindlichen Widerstandsmaterial bestehende Wider-Standsschicht durch die beim Verstellen des Schleifkontaktes auftretenden Reibungskräfte so beeinträchtigt, daß sie bereits nach relativ kurzer Betriebszeit beschädigt oder gar zerstört wird.

Ein aus der USA-Patentschrift 3 380 011 bekannter Stcllwiderstand weist eine dünne Metallscheibe auf. die so ein- bzw. ausgeschnitten ist, daß ein Teil ihres Umlanges eine sich in etwa senkrechter Richtung zur Ebene der Metallscheibe bewegende Blatt-

feder bildet. Diese Blattfeder ist an ihrer durch einen radialen F.inschnitt der Metallscheibe gebildeten Kante parallel zur Umfangslinie mehrmals eingeschnitten, so daß sich mehrere kammartige Feder teile ergeben. Diese Metallscheibe wird mit einem aus einem elektrischen Isoliermaterial gebildeten Rotorkörper verbunden, wobei mehrere zylindrische Vorsprünge des Rotorkörpers in entsprechende Ausnehmungen der Mctallseheibe einereifen, wodurch

standsschicht einzuhalten, die Hing däche verläuft. Bei dem erhndungsg.m. K.n *u widerstand ist das Abgriffelement aus e κ \ / von einzelnen Federdrähten gebildet In d durch eine fehlerhafte Führung des A gnl «- "^ auf der Widerslandsschicht aufm.. ^^ bildetes Abgriflelement stellt atvi Behandlune der von ihm Kau standsschicht sicher und zeigt el ein

igten Widerill <» nur minihllich semer

der" Rotorkörper und die Metallschere 'einen fest ™ male Ermüdungserscheinungen »^-.-^„^ ^,

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widerstand ist daher gegenüber verule.chbar.n.

her

miteinander verbundenen uncl keine Relativbewegung zwischen beider- zulassenden Rotor bilden. Dieser Rotor wird in geeigneter Weise in einem Gehäuse

drehbar gelagert, so daß der Blattfederteil der Me-

!allseheibe auf einer Widerstandsschicht gleiten kann.

Durch die Ausbildung des Schleifkontaktes in Form

eines federnden Teiles einer Metallscheibe kann bei

diesem bekannten Stcllwiderstand zumindest über

sehr lange Betriebszeiten kein zuverlässiger und

gleichmäßiger Andruck des Schleifkontaktes auf der 20 noch sichere und

Widerstandsschicht sichergestellt werden. So wird elementes durch

sich bei einer nur relativ schwachen Andruckkraft der Blattfeder an die Widerstandsschicht nach längeren Betriebszeiten ein teilweises Abheben der Blattfeder einstellen, wodurch der Übergangswiderstand 25 Im /wischen Widerstandsschicht und Schleifer verändert '

wird. Wird dagegen die Andruckkraft der Blattfeder an der Widerstandsschicht so groß gemacht, daß ein solches Abheben auch nach längeren Betiiebszeiten nicht zu befürchten ist, findet ein Abrieb auf der Widerstandsschicht statt, der eine Veränderung oder gar Zerstörung des Widerstandes mit sich bringt. Außerdem ist durch die Ausbildung des Schleifkontaktes bei dem bekannten Stellwiderstand keine exakt teproduzierbare Führung des Schleifkontaktes längs einer Kreisbahn möglich, so daß z. B. bei einer bestimmten Formgebung der Widerstandsschicht zur Bildung eines Präzisionswiderstandes die jeweils gewünschte Führungsbahn des Schleifkontaktes nur ungenügend genau einzuhalten ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die federnden Drähte des Abgriffelcmentes so auf der Widerstandsbahn zu führen, daß abhängig von der jeweiligen Winkelle tW _ verschlußU

bekannten Drehwfderständen und gleichzeitig einstellgenauer _cm,

Gemäß einer Weiterbildung der ^^m™"~ ' zusätzlich in radialer Richtung nach inn.n or... spannte Feder, die an der Außenseite d s au erößten Radius schleifenden Drahts anl^- ' sehen. Mit Hilfe dieser zusätzlichen red, kam

_L-re Fuhrunn des .\n_r·--- Andruck an der <es erreicht werden.

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einer Ausführunsislorni

t-1 C- l eine .IV-IIHiIiULJi-"- *·"· eines erfindungsgemüßen Drehwiderstandes

Fig 2 eine «useinandergezogcne Darstdluni. citr Einzelteile des Drehwiderstandes nach F 1 £ ·

Fig. 3 einen Axialschnitt durch den Drüiwui.r

eme^crgrößertc Schniuansicht längs der einer /weiten Aus Darstellung der

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iß Fig. 5 und .

7 und X je eine Schrägansieht eines I ,ileiner" anderen Ausführungsform des AbgnlTelemen.es in verschiedenen Stellungen. rührntn-s-

Bei der in den F i 11. 1 bis 4 gezeigten AusluhrunLs

führen: daß abhängig von der jeweiligen Winkel- ^.^^ 2 nat'einen starren

stellung des AbgrifTelementes auch nach längeren 20 ^™_c£ ^ _Bcslandtei| der Halleplatte Be.riebsz-i.en möglichst genau reproduz.erbare Wi- 45 IlI. ^«-^ni-nia^^^^^ Seitenteil 2 Λ. das eine derstandswerte einstellbar sind. _ _: Bohrung aufweis., deren Durchmesser großer ist

als jener einer Stellschraube 3. und mit einer^jvvi.eren Bohrun_B2r.durch die eine *^tere K_;sts<elisehriubc

Bei einem Drehwiderstand der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelösi daß die Führungsfläehc von einer Umfangswand

eines zumindest an den mit -j-_-u:..i.·

in Berührung kommenden Teilen den kreisrunden Abdeckstückes gi

on einer Umfangswand BohrungJr.üurcπ u> ^.-■ ^ _Ric)v

t der Widerstandsschicht 50 einschraubbar is Em^ders nk^ _lK._ibc

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schleifende Draht unter radialer Federspannung an der Umfangswand anliegt

Durch die Anordnung eines Ahdeckstückes auf der W'iderstandsschicht, das zumindest an seinen mit der Widerstandsschicht in Berührung kommenden !eilen elektrisch isolierend ausgebildet ist. wird in radialer Richtung eine gegenüber dem Rotor ortsfeste Anschlag- oder Führungsfläche gebildet, längs der das federnde Abgriffelement geführt wird. Ist also das Abgriffelement so ausgebildet, daß es nicht nur federnd gegen die Widerstandsschicht, sondern auch gleichzeitig federnd gegen die Führungsfläche des Ahdeckstückes gedruckt wird, so ist eine exakte und genau reproduzierbare Führungsbahn auf der Wider-,«, Linie η angedeute,

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schrauben 3 befestigtem Abgriffelcment 2 die Kon- beispielsweise die Stelle 212/, so wird das Abdecklaktstückc 9 in den" Schlitz 201 h eingepaßt werden stück 213 zu einer solchen »Bezugslage« in Stellung können. Die Grenzlinie 2« des Abgrilfelementes 2, gebracht.

ihre Stirnfläche 2/ und die Linie der Kontaktstellen Bei der Montage wird das Abdeckstück 213 auf

4Λ \ erlaufen im wesentlichen parallel zueinander. 5 die Widerstandsplatte 212 aufgebracht und die Lage Line aus elektrischem Isolierwerksloff bestehende der Umfangswand 213c des Abdeckstückes 213 in Hülse 10 ist mit einem flansch, einem Außengewinde bezug auf das wichtige Vorderteil 212 c und die Hl/' und einem Durchgangsloch 10 c verschen. In Markierungen 2i2/i, 212/der Widerstandsplatte 212 letzteres ist die Achse 1« der Halteplattc 201 einge- wird mittels eines Profilprojektor od. dgl. festgelegt, setzt. Durch Verschraubung mit dem Außengewinde io 1st beispielsweise die Breite des Vorderteils 212c 10 b der Isolierhülse 10 sind ein Unterteil oder eine größer als der Durchmesser des Drahtes 4. so wird Widerslandsplatte 212 und ein Abdeckstuck 213 mit die innere Seitenkante des Vorderteils 212 c mit der der Tragplatte 11 verbunden. Auf der Widerstands- Umfangswand 213r derart ausgerichtet, daß der platte 212 ist eine Widerstandsschicht 212 ft angc- Kontakt sicher über den Widerstand in einei Stellung ordnet, deren Breite sich allmählich verjüngt, wobei 15 läuft, die von der Umfangswand 213 c radial nach das Vorderteil 212 c eine Breite der Größenordnung außen um einen Betrag versetzt ist, der gleich dem 100 «in aulweist. Die Kontaklstückc 9 müssen an Radius des Drahtes ist. Falls aber die Breite des dieser Widerstandsschicht 212ft anliegen. In Fort- Vorderteils 212c kleiner ist als der Radius des sct/unti des Vorderteils 212c ist ein zickzackförmiger Drahtes, kann an geeigneter Stelle nahe dem Vor-Widerstandsteil 212 c mit einem Abgriffteil 212 c/ 10 derteil 212c der Widerstandsanordnung ahnlich wie vorgesehen. Im angegebenen Ausführungsbeispiel die Marke 212; eine Markierung zum Ausrichten der sind sowohl der Abgrillteil als auch die zweite Wider- Umfangswand 213 c angebracht werden. Eine andere sKindsschicht gleichzeitig aufgedampft. Sie bestehen Möglichkeil besteht darin, mil Hilfe eines Piolilalso aus gleichem Werkstoff und haben die gleiche projektors und einer Tafel bzw. eines Kurvenblaues Dicke. Der Abgriffteil 212 r/ hat einen solchen Wi- 25 die Umfangswand 213 c in bezug auf das Vorderteil derstandswcrt. daß eine Abweichung der innersten 212c der Widerstandsanordnung genau einzurichten. Kontaktstelle 4 α von der innersten Kontaktbahn 5 Das untere Ende der Umfangswand 213 c liegt dicht radial nach außen oder innen den resultierenden an der Oberfläche 212a der Widerstandsplatte 212 Widerstand beeinflußt. Je näher die Kontaktstelle 4 a an, so daß keine Gefahr besteht, daß das Abdeckan den unten zu erläuternden Anschlußteil der Wider- 30 stück 213 falsch eingestellt werden könnte. Standsschicht 212Z) herankommt, desto größer wird Die Umfangswand 213 c wird auch in bezug auf

die erwähnte Abweichung und daher auch der Re- die Marken 212/1, 212/ derart ausgerichtet, daß sie l;iti\ fehler. Is ist daher unerläßlich, die Kontaktstelle von tier Markierung 212/1 keinen Abstand hat und 4« in der Nähe des Vorderteils 212 c reproduzierbar sich auch die Markierung 212.' nicht über die zu bewegen bzw. in Stellung zu bringen. 35 Umfangswand 213 c radial nach außen erstreckt.

Der Anschlußteil 212/ wird mit Hilfe eines elek- Sobald das Abdeckstück 213 wie oben beschrieben

trisch leitfähigen Farbauftrags so ausgebildet, daß ausgerichtet ist, wird in die Löcher 213 6 ein Kleber nach der vorübergehenden Befestigung der Wider- eingefüllt, so daß die Widerstandsplatte 212 und das standsplatte 212 auf der Tragplatte 11 deren Stirn- Abdeckstück 213 zumindest vorübergehend zu einer fläche 11a mit dem leitfähigen Farbauftrag in leiten- 40 Einheit verbunden werden. Läuft dann die Kontaktdcr Verbindung steht. Die Achse 116 der Tragplatte mitte über eine Kurve, die von der Umfangswand 11 ist in das Mittelloch 212 g eingepaßt. 213 c einen Abstand gleich dem Radius des Drahtes

Ein Abdeckstück 213 besteht aus einem Isolier- hat, und liegt diese Bahn in bezug auf die Stelle 212; stofT mit niedrigem Reibungskoeffizienten, beispiels- anstatt in bezug auf das Vorderteil 212 c und die weise Molybdändioxyd, und hat eine Dicke, die 45 Markierungen 212/1, 212/ fest, so kann die Bahn in großer ist als der Radius des Drahtes 4. Der Durch- bezug auf die Widerstandsanordnung genau bestimmt messer des Mittelloches 213 α des Abdeckstückes 213 w erden. Die aus der Widerstandsplatte 212 und dem ist etwas größer als der Außendurchmesser der Abdeckstück 213 bestehende Einheit wird auf der Achse 11 ft der Tragplatte 11. Außerdem hat das Tragplatte 11 so angebracht, daß deren Stirnfläche Abdeckstück 213 Löcher 213 ft für die vorüber- 50 11a durch den oben erwähnten leitfähigen Farbgehende Halterung, z. B. mittels Klebung, und auftrag überbrückt wird, worauf die Isolierhülse glattbearbeitete Außenumfangswände als Führungs- angezogen wird.

flächen 213 c, deren Radius gleich der Differenz von Das Abgriffelement 2 wird an der Halteplatte

Radius der innersten Kontaktbahn und Radius des mittels der Schrauben 3 befestigt. Da zw ischen der Federdrahtes 4 ist. 55 Bohrung 2 d und der Schraube 3 ein größerer Raum

Auf der Widerstandsplatte 212 sind zwei Markie- vorhanden ist. kann das Abgriffelement 2 um das rungen 212/i und 212/ in Stellungen angebracht, die Loch 2 c nach außen geschwenkt bzw. verdreht werzum Vorderteil 212 c der Widerstandsschicht in den. so daß die Vorderenden der Drähte 4 nach einem Winkel von etwa 90° liegen. Diese beiden außen versetzt sind. In diesem Zustand wird du Markierungen 212/1, 212/werden zusammen mit der 60 Achse la der Halteplatte 201 in das Loch 10c dei Widerstandsschicht 212 ft durch die gleiche Maske Isolierhülse 10 eingepaßt. Wenn die Halteplattc 201 erzeugt. Die innere Seitenkante der Markierung 212 h an der Oberseite der Isolierhüise 10 anliegt, werdei und die äußere Seitenkante der Markierung 212/ sowohl die Achse la als auch der Unterteil de sind an ein und demselben Kreis angeordnet, der Achse lic der Tragplatte 11 von einem nicht dar mit der Umfangswand 213 c des Abdeckstücks 213 65 gestellten Lager aufgenommen, so daß sie mit einen zusammenfällt. Soll die Kontaktstelle in bezug auf nicht gezeigten Antriebselement in Verbindung stehe: Stellungen genau festgelegt werden, die nicht das bzw. gekuppelt sind. Vorderteil 212 c der Widerstandsanordnung sind, Infolge der erwähnten Drehung oder Schwenkun

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des Abgriffelementes um das Loch 2 r kann die der Mctallscheibc 215 kann eine elektrische lsolier-

Kontaktstelle 4 a normalerweise an der Umfangswand schicht oder auch eine Ausnehmung bzw. Vertiefung

213 c anliegen, wobei auch die benachbarten Drähte vorgesehen sein, so daß die dünne Isolierscheibe 214

eng aneinander gedruckt sind. Beim Anziehen der sich erübrigt.

Feststellschrauben 3 svird die Kontaktstelle 4a gegen 5 Schließlich wird im folgenden an Hand der Fig. 7

die Oberseile 212« der Widerstandsplatte 212 ge- und 8 eine andere Ausführungsform des Abgriff-

drückt. elementes beschrieben. Dabei zeigt F i g. 7 das Ab-

Sodann wird die Halteplatte 201 mittels eines grifTclemcnt in dessen freien Stellung, Fig. 8 in der

nicht dargestellten Antricbselementes in bezug auf Auflagestellung. Eine Feder 216 ist neben den

die Tragplatte 11 verdreht, so daß die Kontakt- io Drähten 4 so angeordnet, daß die Andruckkraft bzw.

stelle 4a wirksam und genau auf der Bahn gleitet, der Anlagcdruck zum Andrücken des Drahtes 4 an

die von der Umfangswand einen Abstand gleich dem die Umfangswand 213 c des Abdeckstückes 213 ganz

Radius des Drahtes hat. «tier teilweise von der Auslenkung der Feder 216

Nachfolgend wird an Hand der Fig. 5 und 6 eine heigeleitet werden kann. Ist das Abgriflelement frei, zweite Ausführungsform des Abdeckstückes erläutert. 15 so federn bei dieser Ausführungsform die Drähte 4 Das Abdeckstück besteht hier aus einer elektrisch nach unten zurück, während die Feder 216 nach isolierenden, dünnen, blatt- oder folienförmigen innen zurückfedert (Fig. 7). Befindet sich andercr-Scheibc 214 und einer elektrisch leitfähigen Metall- seits das Abgriffclement in Stellung, wobei die Konscheibe 215, die aufeinander aufgebracht sind. Der taktstellc 4a an die Widerstandsplatte 212 angedrückt Außendurchmesser der dünnen Isolierscheibe 214 ist 10 ist, so werden die Drähte 4 in der gleichen Ebene kleiner als jener der Metallscheibe 215. Letztere hat gehalten wie die Feder 216, doch nimmt letztere Montagelöcher 215«, 215 f>, die größer sind als eine Außenstellung zu den Federdrähten 4 ein entsprechende Löcher 214«, 214fc der Isolierscheibe (Fig. 8). Die gleiche Wirkung und Funktionsweise 214, mit denen sie beim Zusammensetzen der kann durch die Feder 216 und die Federdrähte 4 be Scheiben 214 und 215 ausgefluchtet werden. Die as der in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien einge beiden Scheiben 214, 215 können zumindest vorüber- zeichneten Anordnung erzielt werden.
gehend zu einer Einheit verbunden werden, bcispiels- Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die weise mittels eines Klebers, ehe sie mit anderen Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruchs Teilen zusammengebaut werden. An der Unterseite also einschließlich seiner Rückbeziehung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer Drehwiderstand mit einem aus mehreren parallel und radial hintereinander angeordneten eng aneinandcrliegenden federnden Drähten kreisförmigen Querschnitts gebildeten AbgrifFelement, bei dem die Drähte mit einem stärker gekrümmten Abschnitt auf einer ringförmigen auf einem isolierenden kreisförmigen Unterteil aufgebrachten Widerstandsschichi kontaktierend schleifen und an einer sich senkrecht zur Widerstandsschicht erstreckenden Führungsfläche federnd anliegen, und bei dem der Krümmungsradius der Drähte in radialer Richtung größer ist als der Radius ihrer Schleifbahnen auf der Widerstandsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche von einer Umfangswand (213 c) eines zumindest an den mit der Widerstandsschicht (212 b bis 212 c) in Berührung kommenden Teilen elektrisch isolierenden kreisrunden Abdeckstückes (213; 214, 215) gebildet wird, das auf dem Unterteil (212) drehfest und konzentrisch angeordnet ist und daß der auf dem kleinsten Radius schleifende Draht (4) unter radialer Federspannung an der Umfangswand (213 c) anliegt.

2. Einstellbarer Drehwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzlich in radialer Richtung nach innen vorgespannte Feder (216), die an der Außenseite des auf dem größten Radius schleifenden Drahtes (4) anliegt, vorgesehen ist.