DE1068346B - Method and arrangement for the production of precision rotary resistors or potentiometers - Google Patents

Method and arrangement for the production of precision rotary resistors or potentiometers

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DE1068346B
DE1068346B DE19551068346 DE1068346A DE1068346B DE 1068346 B DE1068346 B DE 1068346B DE 19551068346 DE19551068346 DE 19551068346 DE 1068346 A DE1068346 A DE 1068346A DE 1068346 B DE1068346 B DE 1068346B
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potentiometer
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DE19551068346
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Inventor
Richard Taylor
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for winding the resistive element

Description

Die Erfindung betrifft eine bereits an anderer Stelle vorgeschlagene Anordnung zur Herstellung von Präzisions-Drehwiderständen oder -Potentiometern, die aus einer oder mehreren Windungen einer feingängigen Drahtwendel bestehen, mit selbsttätiger An- passung ihrer Widerstandskennlinie an diejenige einer Vergleichswicklung. Durch diese Anordnung wird der Widerstand je Längeneinheit einer frei tragenden Wendel während ihres Aufwickelns auf den Potentiometerkern durch automatische Regelung des Windungsabstandes an jeder Stelle einem Sollwert angepaßt. Dabei wird eine vorgewickelte, frei tragende und federnd auseinandergezogene Drahtwendel während ihres Aufwickelns in die endgültige Gebrauchslage auf dem Potentiometerkörper an jeder Stelle hinsichtlich ihres Widerstandes in Abhängigkeit vom Drehwinkel durch selbsttätige Regelung ihres Windungsabstandes einem Sollwert angepaßt.The invention relates to an arrangement already proposed elsewhere for the production of Precision rotary resistors or potentiometers, which consist of one or more turns of a fine wire helix, with automatic matching of its resistance characteristic to that of a comparison winding. With this arrangement, the Resistance per unit length of a self-supporting helix while it is being wound onto the potentiometer core adjusted to a target value at every point through automatic regulation of the winding spacing. A pre-wound, self-supporting and resiliently pulled apart wire coil is used on each one during their winding up in the final position of use on the potentiometer body Place with regard to their resistance depending on the angle of rotation through automatic regulation of their Winding spacing adapted to a nominal value.

Bei auf diese Weise hergestellten Potentiometern hat sich die Schwierigkeit ergeben, daß wenn ein Belastungswiderstand an die Ausgangsklemmen des Potentiometers gelegt wird und der Abgriff sich von dem einen Ende des Widerstandselementes zum anderen bewegt, die Spannung nicht derselben Charakteristik folgt wie die des Musterpotentiometers. Wenn der Belastungswiderstand sich ändert, ändert sich auch die Abweichung von der linearen Kurve. Wird der Belastungswiderstand verkleinert, so geht die Abweichung von der Linearität herauf und umge- " kehrt.With potentiometers manufactured in this way, the problem has arisen that when a load resistor is placed on the output terminals of the potentiometer and the tap extends from one end of the resistance element to the other moved, the voltage does not follow the same characteristic as that of the sample potentiometer. if the load resistance changes, the deviation from the linear curve also changes. Will the load resistance decreases, the deviation from linearity goes up and around " returns.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Potentiometer während des Wickelns ausgängsseitig mit dem vorgeschriebenen Belastungswiderstand abgeschlossen ist. Wenn ein solcher Belastungswiderstand mit den Ausgangs klemmen, d. h. einem Ende des die Form einer Wendel aufweisenden Widerstandselementes und dem Abgriff des Potentiometers, verbunden wird, folgt beim Verschieben des Abgriffes von dem einen Ende des Widerstandselementes zum anderen die Spannung am Ausgangswiderstand derselben Charakteristik wie bei dem Widerstand des Musterpotentiometers. Wenn also der Widerstand auf dem Musterpotentiometer von einem Ende zum anderen eine lineare Charakteristik aufweist, folgt auch die Ausgangsspannung des gewickelten Potentiometers von einem Ende zum anderen derselben linearen Charakteristik.To avoid this disadvantage, the invention proposes that the potentiometer during of the winding is completed on the output side with the prescribed load resistance. if clamp such a load resistor to the output, d. H. one end of the shape of a helix having resistance element and the tap of the potentiometer, follows when moving of the tap from one end of the resistance element to the other, the voltage on Output resistance of the same characteristic as the resistance of the sample potentiometer. If so the resistance on the pattern potentiometer from one end to the other has a linear characteristic the output voltage of the wound potentiometer also follows from one end to the other same linear characteristic.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in derThe invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which

Fig. 1 ein elektromechanisches Schema der Wickelvorrichtung undFig. 1 is an electromechanical diagram of the winding device and

Fig. 2 ein Schaubild darstellt, das die Auswirkung des Belastungswiderstandes auf die Charakteristik erkennen läßt.Fig. 2 is a graph showing the effect of load resistance on the characteristic reveals.

Verfahren und Anordnung
zur Herstellung von Präzisions-Drehwiderständen oder -PotentiometernProcedure and arrangement
for the production of precision rotary resistors or potentiometers

Anmelder:
IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen
Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49Applicant:
IBM Germany
International office machines
Gesellschaft mbH,
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Januar 1954Claimed priority:
V. St. v. America January 20, 1954

Richard Taylor, Binghamton, N. Y. (V. St. A.),Richard Taylor, Binghamton, N.Y. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

In der Zeichnung sind elektrische Leitungen durch; ausgezogene Linien und mechanische Wellenverbindungen durch gestrichelte Linien dargestellt.In the drawing electrical lines are through; solid lines and mechanical shaft connections represented by dashed lines.

Die Fig. 1 enthät im wesentlichen dieselbe Anordnung, wie sie bereits an anderer Stelle gezeigt und beschrieben ist. Sie wird daher im folgenden nur so weit erläutert, wie es zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Das Widerstandselement 27 befindet sich zunächst in Form einer Wendel auf dem Vorratskörper 10 und wird von dort auf den Potentiometerkörper 12 herübergewickelt. Der Wickelantrieb erfolgt dabei von. dem Motor 15 über das Getriebe 16 auf eine Welle, auf welcher der Schleifring 13 mit dem Wickelkörper 12 und andererseits der Schleifring 17 mit dem ArmlS sitzen. Mit dieser Welle ist eine zweite gekuppelt, die über ein Differential 21 den Vorratskörper 10 antreibt.Fig. 1 contains essentially the same arrangement as has already been shown and described elsewhere. It is therefore only explained in the following to the extent necessary to understand the present invention. The resistance element 27 is initially in the form of a helix on the supply body 10 and is wound over from there onto the potentiometer body 12. The winding drive takes place from. the motor 15 via the gear 16 on a shaft on which the slip ring 13 with the winding body 12 and on the other hand the slip ring 17 with the arm sit. A second shaft is coupled to this shaft, which drives the supply body 10 via a differential 21.

Zur Kontrolle des Aufwickelvorganges ist eine elektrische Brückenanordnung vorgesehen. Zu diesem Zwecke ist eine Gleichspannungsquelle einmal an die Enden des Musterpotentiometers 14 sowie parallel dazu über die Schleifringe 11 und 13 an die Enden der Wendel 27 des Widerstandselementes gelegt. Der andere Diagonalkreis der Brücke wird einmal von dem Schleifkontakt 20 über den Kontaktschieber 19, den Arm 18 und den Schleif ring 17 von dem Musterpotentiometer 14 und auf der anderen Seite von dem Schleifkontakt 23 über den Kontaktschieber 24, den Arm 25 von dem zu wickelnden Potentiometer abgegriffen. Die Potentiale dieser beiden Diagonalpunkte werden zum Zerhacker 29 geführt, von wo aus diese über denAn electrical bridge arrangement is provided to control the winding process. For this purpose, a DC voltage source is applied once to the ends of the sample potentiometer 14 and parallel thereto via the slip rings 11 and 13 to the ends of the helix 27 of the resistance element. The other diagonal circle of the bridge is once from the sliding contact 20 via the contact slide 19, the arm 18 and the slip ring 17 from the pattern potentiometer 14 and on the other side from the sliding contact 23 via the contact slide 24, the arm 25 from the potentiometer to be wound tapped. The potentials of these two diagonal points are fed to the chopper 29 , from where they are via the

909 647/307909 647/307

Claims (3)

Übertrager 36, den Eingangswiderstand 37, Verstärker 38, Phasennetzwerk 39 und den Regelverstärker 40 einen Motorgenerator betreiben. Je nachdem, welches Potential der beiden Diagonalpunkte am Zerhackereingang überwiegt, wird der Motorgenerator 22 rechts oder links herumgedreht und bewirkt eine langsamere oder schnellere Umdrehung der Vorratsspule 10. Hierdurch wird die Wendel in dem freien, zwischen dem Vorratswickelkörper 10 und dem Potentiometerkörper 12 handlichen Stück gereckt oder unter dem Einfluß der mechanischen Vorspannung der federartigen Wendel zusammengezogen. Auf diese Weise wird die Widerstandscharakteristik des zu wickelnden Potentiometers der des Musterpotentiometers angepaßt. Um die eingangs erwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden, wird nun an die Ausgangsklemmen des zu wickelnden Potentiometers der Belastungswiderstand 90 gelegt. Die Auswirkungen der Anschaltung des Belastungswiderstandes gehen aus Fig. 2 hervor, in welcher der Widerstand in Abhängigkeit von der Länge des Widerstandselementes dargestellt ist. Dabei stellen die einzelnen Kurven die Charakteristika von Potentiometern dar, die mit unterschiedlichen Belastungswiderständen kompensiert sind. In diesem Falle hat das Muster a eine lineare Widerstandscharakteristik; es ist aber zu berücksichtigen, daß statt dessen auch jede beliebige andere Kurve zugrunde gelegt werden könnte. Die Kurven b und c stellen die Widerstandscharakteristiken für ein erstes und zweites Potentiometer dar, die für verschiedene Belastungen kompensiert sind. Der Belastungswiderstand, für den das erste Potentiometer korrigiert wurde, ist höher als bei dem zweiten Potentiometer. Man sieht, daß je niedriger der Belastungswiderstand, um so größer die Abweichung von dem Muster ist. Wenn der Belastungswiderstand, für den das Potentiometer kompensiert wird, an die Ausgangsklemmen angeschlossen wird, folgt die Ausgangsspannung des Potentiometers derselben Charakteristik, wie es der Widerstand des Musters tut. Mit der Erfindung werden die von einer gewünschten Charakteristik infolge der Belastung auftretenden Abweichungen der Ausgangsspannung wirksam kompensiert. Wenn ein Verbraucher ein Potentiometer für einen bestimmten Zweck wünscht, ist es für ihn nur erforderlich, die Funktion anzugeben, der die Ausgangsspannung folgen soll, ferner den Belastungswiderstand am Ausgang und welches Ende des Potentiometers als eine der Ausgangsklemmen benutzt wird. Es ist offensichtlich, daß der Widerstand 90 nicht in jedem Fall mit einem Endanschluß des Widerstandselementes verbunden zu werden braucht. Er könnte tatsächlich an jeden beliebigen Punkt des Widerstandselementes und an den Abgriff in Übereinstimmung mit den jeweiligen Verbraucherangaben gelegt werden. So könnte der Belastungswiderstand z. B. an eine Mittelanzapfung auf dem Widerstandselement und den Abgriff zur Erzielung eines besonderen Spannungsausganges angeschlossen werden. Die Beschreibung betrifft nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Natürlich können die einzelnen Elemente der Anordnung auch durch andere ähnliche ersetzt werden. So kann an die Stelle des Musterpotentiometers eine beliebige Spannungsquelle gesetzt werden, mit der das zu wickelnde Potentiometer in Übereinstimmung gebracht werden soll. Beispielsweise kann eine Spannungsquelle an einen Widerstand oder eine Serie von Widerständen gelegt werden, und es kann mittels Relaissteuerung eine Ein- und Ausschaltung kleiner Teile zur Lieferung eines sehr genauen Bezugspotentials vorgenommen werden. Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung können nicht nur Potentiometer mit linearer Charakteristik gewickelt werden. Die einzige Begrenzung des Verfahrens liegt in der Abstandsgebung der einzelnen Windungen; d.h., sie können nicht so eng gewickelt werden, daß ein Kurzschluß zwischen ihnen entsteht und andererseits nicht so weit, daß nicht mindestens eine Windung mit dem Abgriff Kontakt macht. Patentansprüche:Transformer 36, the input resistor 37, amplifier 38, phase network 39 and the control amplifier 40 operate a motor generator. Depending on which potential of the two diagonal points at the chopper input predominates, the motor generator 22 is turned to the right or left and causes a slower or faster rotation of the supply reel 10 or contracted under the influence of the mechanical bias of the spring-like coil. In this way, the resistance characteristic of the potentiometer to be wound is matched to that of the sample potentiometer. In order to avoid the difficulties mentioned at the beginning, the load resistor 90 is now applied to the output terminals of the potentiometer to be wound. The effects of connecting the load resistor are shown in FIG. 2, in which the resistance is shown as a function of the length of the resistance element. The individual curves represent the characteristics of potentiometers that are compensated with different load resistances. In this case, the pattern a has a linear resistance characteristic; however, it must be taken into account that any other curve could be used instead. Curves b and c represent the resistance characteristics for a first and second potentiometer which are compensated for different loads. The load resistance for which the first potentiometer was corrected is higher than that of the second potentiometer. It can be seen that the lower the load resistance, the greater the deviation from the pattern. When the load resistance for which the potentiometer is compensated is connected to the output terminals, the output voltage of the potentiometer follows the same characteristic as the resistance of the sample does. The invention effectively compensates for the deviations in the output voltage that occur from a desired characteristic as a result of the load. If a consumer wants a potentiometer for a specific purpose, it is only necessary for him to specify the function that the output voltage is to follow, the load resistance at the output and which end of the potentiometer is used as one of the output terminals. It is obvious that the resistor 90 need not be connected in every case to an end connection of the resistor element. It could actually be placed at any point on the resistance element and at the tap in accordance with the respective consumer information. So the load resistance z. B. be connected to a center tap on the resistor element and the tap to achieve a special voltage output. The description relates only to a preferred embodiment of the invention. Of course, the individual elements of the arrangement can also be replaced by other similar ones. Any voltage source with which the potentiometer to be wound is to be brought into agreement can be put in place of the sample potentiometer. For example, a voltage source can be connected to a resistor or a series of resistors, and small parts can be switched on and off by means of relay control to provide a very precise reference potential. With the device according to the invention not only potentiometers with linear characteristics can be wound. The only limitation of the method is the spacing of the individual turns; that is, they cannot be wound so tightly that a short circuit is created between them and, on the other hand, not so far that at least one turn does not make contact with the tap. Patent claims: 1. Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Präzisions-Drehwiderständen oder -Potentiometern mit Widerstandswicklungen, die aus vorzugsweise mehreren Windungen einer feingängigen Drahtwendel bestehen, mit selbsttätiger Anpassung ihrer Widerstandskennlinie an diejenige einer Vergleichswicklung, bei dem eine vorgewickelte, frei tragende und federnd auseinandergezogene Drahtwendel während ihres Aufwickelns in die endgültige Gebrauchslage auf dem Potentiometerkörper an jeder Stelle ihres Widerstands in Abhängigkeit vom Drehwinkel durch selbsttätige Regelung ihres Windungsabstandes einem Sollwert angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer während des Wickelns ausgangsseitig mit dem vorgeschriebenen Belastungswiderstand abgeschlossen ist. 1. Method and arrangement for the production of precision rotary resistors or potentiometers with resistance windings, which preferably consist of several turns of a fine-pitch Wire coils exist, with automatic adaptation of their resistance characteristic to that of a Comparative winding, in which a pre-wound, self-supporting and resiliently pulled apart Wire helix while it is being wound up in its final position of use on the potentiometer body at every point of their resistance depending on the angle of rotation by automatic Regulation of their winding spacing is adapted to a target value, characterized in that the potentiometer is closed on the output side with the prescribed load resistance during winding. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungswiderstand (90) zwischen einem Ende (13) des Widerstandselementes (27) und dem Abgriffpunkt (23) liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that the load resistor (90) lies between one end (13) of the resistance element (27) and the tap point (23) . 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffpunkt dicht neben dem Auf laufpunkt des Widerstandselementes (27) auf dem Potentiometerkörper (12) liegt.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the tap point is close to the running point on the resistance element (27) on the potentiometer body (12) . Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 647/307 10.59© 909 647/307 10.59
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