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Veränderlicher Widerstand
Die Erfindung betrifft einen veränderlichen Widerstand, insbesondere zur Verwendung auf dem Gebiete der Elektronik, des Fernsehen bzw. der Radiotelegraphie.
Die auf diesen Gebieten vorzugsweise für die Verwendung mit Spannungsteilern bekannten Widerstän- de bestehen meistens aus einem graphithaltigen Werkstoff, der auf einem Träger angebracht und mit zwei Klemmen verbunden ist, zwischen denen sich ein Schieber bewegen kann. Die Verwendung von einstellbaren Widerständen ist vor allem bei dem immer mehr zunehmenden Einsatz von Transistoren, deren Kenn- grössen ziemlich weite Abweichungen zulassen, besonders vorteilhaft. Bei den bekannten Einrichtungen verschiebt sich der Schieber entweder längs einer Geraden oder, wenn er gekrümmt ausgebildet ist, auf einer Kurvenbahn.
Die bei diesen bekannten Einrichtungen verwendeten Widerstandselemente können auf verschiedene Weise gebaut werden. Der für die vorliegende Erfindung interessanteste Aufbau besteht aus einer Scheibe, deren Seite, auf der der Schieber läuft, Sektoren verschiedenen Widerstandes aufweist.
Die bekannten Widerstände haben den Nachteil, dass sie aus einer verhältnismässig grossen Anzahl von Einzelteilen zusammengesetzt sind und dass der bewegliche Schieber verhältnismässig brüchig und nicht leicht zugänglich ist. Die Einrichtungen mit geraden Widerständen sind verhältnismässig widerstandsfähig. Hiebei ist jedoch der Schieber mit einem Leiter verbunden, der dem Schieber bei dessen Bewegung folgen muss, so dass er beschädigt werden kann und der Zusammenbau schwierig ist. Enrichtungen mit gekrümmten Widerständen besitzen einen an einem feststehenden, an dem einen Ende des Widerstandes liegenden Kopfteil befestigten Schieber, der auf einer Kurve bewegt wird. Hiebei wird der oben genannte Nachteil vermieden, anderseits ist aber eine noch grössere Anzahl von Einzelbestandteilen erforderlich.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Der veränderliche Widerstand gemäss der Erfindung besitzt ein als Scheibe ausgebildetes, Sektoren verschiedenen Widerstandes aufweisendes Widerstandselement und ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe auf einem Träger aus Isolierstoff drehbar angeordnet ist, wobei die Strom- zuführw1gen aus auf dem Träger fest angeordneten Streifen bestehen und sowohl die Scheibe, als auch der Träger mit Anschlägen versehen sind, die den Drehwinkel der Scheibe begrenzen.
Vorzugsweise ist die Scheibe am Umfang mit Zacken versehen, die über den Träger hinausragen und zur Drehung der Scheibe von Hand aus dienen. Zweckmässig ist die Scheibe auf einer aus dem plat- tenförmig ausgebildeten Träger teilweise ausgestanzten Nabe drehbar gelagert, wobei die federnd ausgebildeten Stromzuführungen die Scheibe gegen den Träger pressen.
Dank dieser besonderen Ausführungsform können die Abmessungen beim erfindungsgemässen Widerstand beträchtlich verringert werden, was z. B. bei kleinen Transistor-Radioempfängern und - sendern sehr vorteilhaft ist.
Beim Erfindungsgegenstand dreht sich der Widerstand anstatt des Schiebers, wodurch die Anzahl der beweglichen Teile bedeutend verringert werden kann, was sich beim Zusammenbau sehr günstig auswirkt.
Ferner ist der einzige bewegliche Bestandteil auch der Teil mit den grössten Abmessungen, der somit die höchste Festigkeit aufweist. Da kein Schieber vorhanden ist, werden die elektrischen Kontakte mit Hilfe von Kontaktstreifen hergestellt, die auf dem drehbaren Widerstand aufliegen.
Der veränderliche Widerstand gemäss der Erfindung kann auch als Spannungsteiler (Potentiometer) ausgebildet werden. In diesem Falle besteht der Sektor geringeren Widerstandes der Scheibe aus zwei
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bogenförmigen konzentrischen Teilen, die nur über den Sektor grossen Widerstandes untereinander leitend verbunden sind, wobei die Stromzu- bzw. Ableitung über drei auf dem Träger fest angeordnete federnde
Kontaktstreifen erfolgt, von denen zwei auf den bogenförmigen Teilen und der dritte auf dem Sektor grossen Widerstandes während der Winkelverstellung der Scheibe mit ihren Schleifkontakten gleiten.
Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Figurenbeschreibung von zwei Ausführungs- beispielen in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen, u. zw. zeigen : Die Fig. l und 2 eine veränder- liche Widerstandseinrichtung gemäss der Erfindung in Draufsicht und Seitenansicht, die Fig. 3 und 4 in
Schnitten nach den Linien III - III bzw. IV - N der Fig. l und Fig. 5 einen Spannungsteiler mit drehbarem
Widerstand in Draufsicht.
Die Fig. 1-4 zeigen einen Träger 1, der aus einem Plättchen aus verhältnismässig steifem Isolier- stoff besteht, auf dem eine Scheibe 2 drehbar gelagert ist, die mit einer zentralen Bohrung auf einem flachzylindrischen Ansatz 3 des Trägers aufgesetzt ist. Der Ansatz kann durch Teilstanzen eines Trägers 1 aus mit Bakelit durchtränkter Pappe erhalten werden (Fig. 3). Die Oberfläche der Scheibe 2 trägt einen
Werkstoff 4 höheren Widerstandes und einen Werkstoff 5 niedrigeren Widerstandes, z. B. eine Silberschicht.
Die beiden Werkstoffe berühren sich entlang eines Halbmessers 6 der Scheibe und sind in dessen Verlängerung jenseits der zentralen Bohrung durch einen Schlitz 7 getrennt.
Die Scheibe weist an ihrem Umfang Zacken 8 auf, so dass sie mit einem Finger leicht gedreht wer- den kann. Zwei parallele, durch Klammern 11,12 am Träger 1 befestigte Kontaktstreifen 9,10 liegen mit ihren gekröpften Teilen beiderseits der zentralen Bohrung vor der Scheibe. Die Streifen 9,10 weisen einen gestanzten, gegen die Scheibe 2 gerichteten Vorsprung 9a, 10a auf, der als Schleifkontakt dient. Durch diesen Vorsprung wird der Streifen verlässlich im Abstand von der Scheibe gehalten, so dass die elektrische Verbindung zwischen dem Streifen und der Scheibe nur durch diesen Vorsprung hergestellt wird.
Durch Verdrehen der Scheibe wird die Länge der zwischen den beiden Streifen 9,10 vorhandenen Strecke aus einem Werkstoff mit höherem Widerstand verändert, wodurch der Widerstand erhöht bzw. verringert wird. Am Träger können im übrigen Anschläge vorgesehen werden, welche die Drehbewegung der Scheibe begrenzen und mit Stufen 13,14 an der Scheibe zusammenwirken. Vorteilhafterweise werden die Anschläge durch Teilstanzen des Trägers 1 hergestellt, indem an einem Teil desselben zwei bogenförmige Zungen 30, 31 teilweise ausgestanzt werden (Fig. 1 und 4), deren Enden von der Fläche des Trägers vorstehen und Anschläge 30a, 31a für die Stufen 13, 14 der Scheibe 2 bilden.
Bei der dargestellten Ausführungsform entsprechen der mit Zacken, versehene Abschnitt 8 der Scheibe und die Anschläge einem Zentriwinkel, der eine Drehung der Scheibe um 180 , d. h. um 90 nach links und um 90 nach rechts gegenüber der dargestellten Mittelstellung gestattet.
Beim Verdrehen der Scheibe im Uhrzeigersinn wird die wirksame Länge der Widerstandsschicht 4 auf der Bahn zwischen den Schleifkontakten 9a, 10a vergrössert. Bei der dargestellten Ausführung erstreckt sich diese Bahn über einen Bogen A von weniger als 1800, so dass sich die beiden Schleifkontakte 9a, 10a in der einen Endstellung der Scheibe auf der Widerstandsschicht - wobei der Widerstand am grössten ist-und in der andern Endstellung der Scheibe auf der leitenden Schicht 5 befinden, wobei der Widerstand gering oder sogar Null ist. Die Scheibe 2 wird lediglich durch den Druck der Streifen 9, 10 gegen den Träger 1 gepresst, so dass Herstellung und Zusammenbau sehr einfach sind.
Fig. 5 zeigt einen Spannungsteiler. Gegenüber der Ausführung nach den Fig. 1 bis 4, bei welcher an der Scheibe 2 ein radialer Schlitz 7 vorgesehen ist, weist die Scheibe 102 einen Schlitz von besonderer Gestalt auf, der zwei im wesentlichen radial verlaufende und diametral entgegengesetzte Teile 107a, 107b und einen diese verbindenden bogenförmig zur Scheibe konzentrischen Teil 107c aufweist. Die Scheibe 102 hat somit zwei konzentrische Teile 105 und 105a, dip in entgegengesetzter Richtung von einem annähernd sektorförmigen Teil 104 ausgehen, der einen Zentriwinkel von etwas mehr als 1800 hat. Die Teile 105 und 105a sind durch einen Werkstoff geringeren Widerstandes bedeckt, während der Sektor 104 mit einem Werkstoff höheren Widerstandes überzogen ist.
Die Streifen 109, 110 sind mit den Stromzufuhrdrähten verbunden, wobei die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Streifen abgegriffen wird.
Beim Drehen der Scheibe 102 entgegen dem Uhrzeigersinn z. B. mit einem an die Zacken 108 angelegten Finger, bleibt der Schleifkontakt 109a des Streifens 109 mit dem Segment 105 und der Kontakt 110a mit dem Segment 105a in Berührung, so dass der Strom durch den Werkstoff 104 höheren Widerstandes fliesst. Ein Streifen 122 ist so angeordnet, dass der Schleifkontakt 122a in den verschiedenen möglichen Stellungen der Scheibe 102 in Berührung mit dem Werkstoff 104 steht, damit zwischen dem Schleifkontakt 122a und einem der Streifen 109,110 eine grössere oder kleinere Strecke des Werkstoffes mit dem höheren Widerstand geschaltet ist.
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Die Fig. 5 zeigt die Scheibe in der einen Endstellung, in der sich der Schleifkontakt 122a des Strei- fens 122 in der Nähe des Segmentes 105a mit niedrigerem Widerstand befindet und aus der sie sich le- diglich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann. Am Träger 101 sind Anschläge 130, 131, bzw. an der
Scheibe 102 Anschläge 113, 114 angeordnet, welche die Drehbewegung der Scheibe 102 begrenzen.
In der andern, gegenüber der gezeigten Stellung um 180 versetzten Endstellung der Scheibe befindet sich der Streifen 109 noch mit dem Segment 105 in Kontakt. Der Streifen 110 hat weiterhin Kontakt mit dem Segment 105a während der Streifen 122 mit dem Werkstoff 104 in Berührung steht. Der zwischen den
Streifen 122 und 109 liegende Widerstand hat in diesem Fall den kleinsten Wert.
Wie bei der in den Fig. l bis 4 dargestellten Ausführungsform sitzt die Scheibe 102 auf dem Träger
101, der einen Ansatz 103 zur Lagerung der Scheibe aufweist.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf besondere Ausführungsformen, bei denen der Widerstand aus einem beweglichen Glied mit zwei Armen besteht, die an zwei Stromzufuhrstreifen schleifen, wobei durch Verschieben des beweglichen Glieds in der einen oder andern Richtung die Länge des zwischen den beiden Streifen liegenden Widerstandstreifens vergrössert bzw. verringert wird.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Veränderlicher Widerstand mit einem als Scheibe ausgebildeten, Sektoren verschiedenen Widerstandes aufweisenden Widerstandselement, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2, 102) auf einem Träger (1, 101) aus Isolierstoff drehbar angeordnet ist, wobei die Stromzuführungen (9, 10, 109, 110, 122) aus auf dem Träger (1, 101) fest angeordneten Streifen bestehen und sowohl die Scheibe (2, 102) als auch der Träger (l,'. 01) mit Anschlägen (13,14, 113,114 bzw. 30a, 31a, 130,131) versehen sind, die den Drehwinkel der Scheibe begrenzen.