DE1068797B

DE1068797B -

Info

Publication number: DE1068797B
Application number: DE1953H0015901
Authority: DE
Priority date: 1952-04-18
Filing date: 1953-03-28
Publication date: 1959-11-12
Also published as: US2657295A; GB726578A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1068 ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGE S CHRI FT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

DBP 1068797 kl. 21 c 54/03

INTERNAT. KL. H Ol C

2 8. MÄRZ 1953

12. NOVEMBER 1959

5. MAI 19 6 0

STIMMT OBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT 1 068 797 (H 15901 VHId/21c)

Die Erfindung betrifft mittels Schleifkontaktglied veränderbare Widerstände, insbesondere Potentiometer, mit mindestens einer Vorrichtung, die einen Teil des Widerstandes kurzschließt, so daß für den zugehörigen Teil des vom Schleif kontaktglied durchlaufenen Verstellweges ein konstanter Widerstandswert erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines widerstandsfähigen und sehr genauen Potentiometers der obigen Art, das in Massenfertigung mit verhältnismäßig niedrigen Kosten hergestellt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kurzschluß vorrichtung je ein Paar Elemente guter Leitfähigkeit hat, die relativ zueinander über den einen konstanten Widerstandswert aufweisenden Teil des Verstellweges verschiebbar sind und von denen das eine mit dem Widerstand und das andere mit dem Schleif kontaktglied fest und elektrisch leitend verbunden ist, daß entweder das eine oder das andere Kurzschlußelement die Länge des einen konstanten Widerstandswert aufweisenden Teiles des Verstellweges hat und daß das eine Kurzschlußelement entweder selbst ein leitender Teil einer Kurzschlußverbindung für den einen konstanten Widerstandswert aufweisenden Teil des Verstellweges ist oder die Kurzschlußverbindung durch an dem anderen Kurzschlußelement und am Widerstand angeschlossene leitende Verbindungen herbeigeführt wird. Dabei ist voTteilhafterweise der Innendurchmesser des Widerstandsringes gleich dem der auf dem Isolierring angebrachten Kurzschlußelemente.

Wenn eine Welle zum Antrieb des Schleifkontaktgliedes verwendet wird, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Schleifkontaktglied oder eines der Kurzschlußelemente oder beide Kurzschlußelemente mit einem Kontaktarm \'ersehen, dessen Winkelstellung mit Bezug auf die Welle einstellbar ist. Der Kontaktarm besteht vorzugsweise aus Federmaterial und bildet zwei Klemmarme, die in eine schmale, zu der Wellenachse konzentrische Ringnut passen und die untere Nutwandung umschließen, um den Kontaktarm an seinem Platz zu halten. Mit Vorteil können Vorrichtungen zum Verriegeln des Kontaktarmes relativ zu der Welle verwendet werden, nachdem dieser in eine gewünschte Winkelstellung mit Bezug auf die. Welle gebracht worden ist.

Widerstände nach der Erfindung können mit Vorteil überall dort angewandt werden, wo es auf große Betriebszuverlässigkeit und hohe Genauigkeit trotz IiarterBetriebsbcclingungen ankommt, wie es beispielsweise in Steuer-ⁱOrrichtungen für Flugzeuge und Raketen sowie in Radaranlagen für Düsenflugzeuge der Fall ist. Die Anwendung kann auch in Form von Vielfach- oder gekuppelten Gruppenpotentiometern Mittels Schleifkontaktglied veränderbarer Widerstand

Patentiert für:

Bedcman Instruments, Inc., ίο Fullerton, Calif. {V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 18. April 1952

15 Robert E. Barclay, Los Angeles, Calif. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

erfolgen. Bei einer solchen kombinierten Anordnung ist es ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß die relative Winkeleinstellung der verschiedenen Potentiometereinheiten in einfacher Weise wirtschaftlich vorgenommen werden kann.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten Potentiometers,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Potentiometers nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer Ausführungsform, wobei die Drehanordnung in Seitenansicht dargestellt ist,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen Ouerschnitt nach der Linie 5-5 der Fig.3.

Fig. 6 eine auseinandergezogene Ansicht eines Schleifringes zusammen mit der zugeordneten Schleif-♦5 feder- und Bürstenkonstruktion,

Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die teilweise weggebrochen ist und eine Ausführungsform der Klemmvorrichtung zur gegenseitigen Verbindung der Potentiometereinheiten zeigt,
Fig. 8 eine ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführurigsform der Klemmvorrichtung,

Fig. 9 bis 11 Schaltbilder, welche die Funktionen der Kurzschlußelemente bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen,

909 776/193

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Fig. 12 eine abgebrochen gezeichnete Ansicht, die der Fig. 3 entspricht und eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt,

Fig. 13 einen Querschnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 12 und

Fig. 14 ein Schaltbild zur Veranschaulichung der Funktion eines Kurzschlußelementes als Kurzschlußschalter.

Fig. 1 zeigt schematisch die Schaltung eines üblichen Potentiometers, in dem ein Schleifkontakt glied 10 über einen Verstellweg beweglich ist. Dieser umfaßt einen Teil A mit angenähert konstantem Widerstandswert (Leiter 11), einen Teil B mit schneller Widerstandsänderung (Widerstand 12) und einen Teil C mit nahezu konstantem Widerstandswert (Leiter 13).

Fig. 2 stellt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung dar und zeigt ein Schleifkontaktglied 15, das an eine Klemme 16 angeschlossen ist, und einen Widerstand 17, der von zwei Widerstandsklemmen 18 und 19 gespeist wird. Das Schleifkontaktglied 15 ist in Kontakt mit dem Widerstand 17 über den gesamten Verstellweg, der die Teile A, B und C umfaßt. Es wird aber der Widerstandswert in dem Kontaktgliedkreis nur in dem Teil B des Verstellweges geändert. Der Kurzschluß des Widerstandes 17 in dem Teil A des Verstellweges wird durch ein Paar zusammenarbeitende Kurzschlußelemente 20, 21 erreicht. Das Kurzschlußelement 20 ist mit dem Schleifkontaktglied 15 elektrisch verbunden und synchron damit beweglich. Das Kurzschlußelement 2J, das parallel zu dem Widerstand 17 über die Länge des Teiles A des Verstellweges angeordnet ist, ist mit der Widerstandsklemme 18 durch eine Leitung 22 und durch eine Leitung 23 mit dem Widerstand 17 an der Verbindungsstelle der Verstellwegteile A und B verbunden. An dem anderen Ende des Widerstandes 17 ist ein zweites ähnliches Kurzschlußelement 24, das sich über die Länge des Verstellwegteiles C erstreckt, mit der Widerstandsklemme 19 durch eine Leitung 25 und durch eine Leitung 26 mit dem Widerstand 15 an der Verbindungsstelle der Verstellwegteile B und C verbunden. Die beiden Endteile des Widerstandes 17 werden kurzgeschlossen, wenn das Kurzschlußelement 20 das Kurzschlußelement 21 bzw. 24 überquert. Der Widerstand 17 muß nicht direkt mit den beiden Klemmen 18 und 19 verbunden sein, da die Kurzschlußelemente 21 bzw. 24 gleichwertige Verbindungen bilden.

Fig. 3 bis 8 zeigen als Ausführungsbeispiel ein gekuppeltes Gruppenpotentiometer, das so arbeitet, wie durch das Schaltbild der Fig. 2 verdeutlicht ist.

Fig. 3 zeigt eine gekuppelte Gruppenpotentiometeranordnung zylindrischer Gestalt, die aus fünf Potentiometereinheiten 41 bis 45 besteht, von denen jede eine zylindrische Wand 46 hat. Die Stirnwand 47 der Endeinheit 41 ist in einem Stück mit der zylindrischen Wand 46 ausgebildet und weist ein geeignetes Wälzlager 48 für das eine Ende einer Welle 49 auf. An dem anderen Ende der Anordnung ist eine Kappe oder Stirnwand 50 mit der Endeinheit 45 verbunden, um das zusammengesetzte Gehäuse zu vervollständigen und ein zweites Wälzlager 51 für das andere Ende der Welle zu tragen.

Die Potentiometereinheiten 41 bis 45 und die Endkappe 50 können in zusammengebautem Zustand in jeder geeigneten Weise, beispielsweise durch ein geeignetes Klebemittel, an jeder Verbindungsstelle zusammengehalten werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch einstell-797

bare Spann- oder Klemmvorrichtungen für diesen Zweck angewandt, wobei wenigstens zwei solche Vorrichtungen an jeder Verbindungsstelle vorhanden sind. In der dargestellten Konstruktion ist eines der Paare zylindrischer Wände 46 an jeder Verbindungsstelle mit einer Zunge 54 ausgebildet, die in eine entsprechende Nut in der anderen zylindrischen Wand paßt, und die beiden zylindrischen Wände werden durch wenigstens zwei Klemmvorrichtungen 56 zusammengehalten.

Wie in den Fig. 3 und 7 dargestellt ist, kann jede Klemmvorrichtung 56 aus zwei Klemmteilen 58 und 59 bestehen, die winklige Gestalt und Innenflansche oder Arme 60 bzw. 61 haben, die in überdeckender Stellung aufeinander zu gedreht sind. Eines der Klemmteile 58 sitzt in einer Nut 62 in einer der beiden zylindrischen Wände 46 auf einer Seite der Verbindungsstelle, und in gleicher Weise befindet sich der andere Klemmteil in einer Aussparung 63 in der zweiten zylindrischen Wand auf der anderen Seite der Verbindungsstelle. Wenigstens eine der Aussparungen 62 und 63 hat ein beträchtliches Umjangsausmaß. Zur Bequemlichkeit bei der Herstellung können beide Aussparungen in Form von Nuten ,ausgebildet sein, die sich vollständig über die innere Umfangsfläche der zugeordneten zylindrischen Wand 46 erstrecken.

Eine der beiden angrenzenden zylindrischen Wände 46 ist mit einem radialen Loch 66 für jede der Klemmvorrichtungen 56 versehen, wobei es der Zweck des radialen Loches 66 ist, eine geeignete Schraube 67 aufzunehmen. Aus Fig. 3 erkennt man, daß das radiale Loch 66 zwischen der Aussparung 62 und der Verbindungsstelle mit der angrenzenden zylindrischen Wand vorgesehen ist. Die Schraube 67 ist durch den Innenarm 61 des Klemmteiles 59 geschraubt und stößt an den Innenarm 60 des Klemmteiles 58 an, und der Arm 61 des Klemmteiles 59 ist schwenkbar mit dem Klemmteil 58 verbunden, so daß die Festspanndrehung der Schraube 67 bewirkt, daß die beiden Klemmteile aufeinander zu schwingen, wodurch die beiden angrenzendenPotentiometereinheiten zusammengeklemmt werden. Die Kippverbindung des Armes 61 mit dem Klemmteil 58 kann dadurch erreicht werden, daß eine stiftähnliche Verlängerung 70 an dem Armende locker durch eine öffnung in dem Klemmteil 58 verläuft, wobei das äußere Ende der stiftähnlichen Verlängerung vernietet ist, um eine Trennung der beiden Teile zu verhindern.

Jede der zylindrischen Wände 46 ist mit einer inneren Schulter 72 ausgebildet, an der ein Widerstand 17 anliegt, der die Gestalt eines geschlitzten Ringes hat und dem Widerstand 17 in Fig. 2 entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jeder Widerstand 17 aus einem ringförmigen Kern 74, auf den ein Widerstandsdraht 75 schraubenförmig gewickelt ist. Der Kern 74 kann aus Metall hergestellt sein, das mit einem geeigneten Isolierstoff überzogen ist, um den Widerstandsdraht 75 zu isolieren.

In den Einheiten der gekuppelten Gruppenanordnung, in der ein Teil des Widerstandes 17 kurzgeschlossen werden soll, ist ein geeigneter Ring 76 aus nichtleitendem Material angrenzend an den Widerstand angeordnet und trägt an seinem inneren Umfang ein oder mehrere bogenförmige Kurzschlußelemente. Beispielsweise besitzt die Potentiometereinheit 41 einen Ring 76 aus nichtleitendem Material, der zwei bogenförmige Kurzschlußelemente 21 und 24 (Fig. 5) trägt, die den Kurzschlußelementen 21 und 24 der Fig. 2 entsprechen. In gleicher Weise haben die Einheiten

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42, 43 und 44 nichtleitende Ringe 77, die verschiedene bogenförmige Kurzschlußelemente 78 aus Edelmetall tragen. Die nichtleitenden Ringe und Kurzschlußelemente sind so bemessen, daß sich die innere bogenförmige Oberfläche jedes Kurzschlußelementes an den Innendurchmesser des zugeordneten Widerstandes anpaßt. In der Einheit 45 ist kein Kurzschlußelement dargestellr, da in der besonderen Konstruktion nach Fig. 3 vorausgesetzt wird, daß die gesamte Länge des Widerstandes 17 wirksam ist. vo

Die Urnfaiigslänge jedes Kurzschlußelementes entspricht dem Teil des Verstellweges, in dem konstanter Widerstandswert erforderlich ist, und jedes Kurzschlußelement ist hinsichtlich des Umfangs genau in Übereinstimmung mit den gewünschten Verstellwegteilen angeordnet. In der dargestellten Konstruktion überdeckt der durch das Kurzschlußelement 21 dargestellte Teil A 225°, während der Teil B 121° und das Kurzschlußelement 24 9° umfassen. Jedes Kurzschlußelement 21, 24 ist mit der entsprechenden Verbindungssteile der Verstellwegteile des Widerstandes

17 gemäß Fig. 2 verbunden. Bevorzugt wird die Verbindung zu dem Mittelpunkt jedes Kurzschlußelementes. Der nichtleitende Ring 76, der die Kurzschlußelemente 21 und 24 trägt, ist an seinem Innenumfang auf eine Tiefe weggeschnitten, die der Dicke der Kurzschlußelemente entspricht, wobei die. innere zylindrische Oberfläche des Ringes zwischen den Kurzschlußelementen an die äußeren gekrümmten Stirnflächen der Kurzschlußelemente angepaßt ist. Daher weist in Fig. 5 ein Teil 84 des nichtleitenden Ringes 76, der zwischen den beiden Kurzschlußelementen 21 und 24 liegt und dem Teil B des Verstellweges entspricht, eine innere Umfangsfläche auf, die als Fortsetzung der Innenflächen der beiden Kurzschlußelemente wirkt.

Jede Potentiometereinheit hat zwei äußere Klemmen

18 und 19 zur Speisung des Widerstandes 17 und eine Schleifkontaktklemme 16 (entsprechend dem Schaltbild nach Fig. 2). Die Klemme 16 trägt eine Bürstenvorrichtung 88.

Die Welle 49 ist ein Teil einer Drehanordnung, die. einen zylindrischen Drehkörper 89 aufweist, der eine größere Anzahl Schleifringe 90 trägt, wobei ein Schleifring für jede Potentiometereinheit vorhanden ist. In der bevorzugten Konstruktion ist der Drehkörper 89 durch Pressung eines geeigneten, nichtleitenden Kunststoffes auf die Welle 49 ausgebildet, und die Schleifringe 90, die in Form von Münzsilberhülsen gestaltet sind, werden an den Drehkörper durch den Pressungsprozeß gebunden. Jeder Schleifring 90 hält konstanten Kontakt mit den ensprechenden Bürsten vorrichtungen 88 aufrecht, und auf jedem Schleifring ist ein geeigneter Schleifarm 91 angeordnet, der ein Schleifkontaktglied 15 trägt. In den Einheiten, die Kurzschlußelemente aufweisen, tragen die Schleifringe auch Hilfsschleifarme 92, die erforderliche Kurzschlußelemente 20 besitzen. Die Potentiometereinheit 41 trägt einen Hilfsschleifarm 92 mit einem Kurzschlußelement 20 zwecks Zusammenarbeit mit den beiden Kurzschlußelementen 21 und 24.

Jeder Schleifring ist mit einer flachen Umfangsnut 95 zwecks Zusammenarbeit mit der entsprechenden Bürstenvorrichtung 88 versehen, und die Nut hat schräge Seitenwände, die bevorzugt kreisförmige Krümmung im Querschnitt haben. Zweckmäßig ist die Bürstenvorrichtung 88 eine elastische Konstruktion, nicht nur zu dem Zweck, den Druckkontakt mit dem Schleifring in der Nut 95 bei normalem Betrieb des 797

Potentiometers aufrechtzuerhalten, sondern auch um eine beträchtliche seitliche Biegung der Bürstenvorrichtung im Laufe des Zusammenbaues ohne deren Beschädigung zu ermöglichen. In der dargestellten Konstruktion besteht jede Bürstenvorrichtung 88 aus einem Paar federnder Drahtanne 96 (Fig. 5), die mit Schlaufen 97 ausgebildet sind, derart, daß die beiden Arme zwecks Berührung mit dem Umfang des zugehörigen Schleifrings an in Abstand befindlichen Punkten auseinanderlaufen. Bevorzugt trägt jeder Drahtarm 96 ein zylindrisches Bürstenelement 98, das in der Nut 95 läuft, wobei der Umfang des Bürstenelementes dieselbe Krümmung wie der Querschnitt der Nut hat.

Jeder Schleifring ist mit einer zweiten, verhältnismäßig schmaleren Ringnut 101 ausgebildet, deren Breite an einen ersten Schleifarm 91 allein oder an einen ersten Schleifarm zusammen mit einem Hilfsschleifarm 92 angepaßt ist. Die Schleifarme 91 und 92 sind gleichartig ausgebildet und bestehen jeweils aus einem Stück federndem Blech 102, das so geschnitten ist, daß zwei Klemmarme 103 gebildet werden, die sich dem Innendurchmesser der Ringnut 101 anpassen. EUe beiden Kiemmarme 103 sind so bemessen, daß sie sich um etwas mehr als die Hälfte des Umfangs des Schleifringes erstrecken, wie zur Verdeutlichung in den Fig. 3 und 4 etwas verzerrt dargestellt ist, so daß die Enden der Arme miteinander konvergieren, wobei der Abstand zwischen den Armenden etwas geringer als der Innendurchmesser der Ringnut 101 ist. Beispielsweise können die beiden Klemmarme 103 so bemessen sein, daß sie 15° mehr als die Hälfte des Umfangs der Schleifringe umschließen.

Dank dieser Konstruktion kann ein Schleifarm, der bevorzugt aus Federbronze hergestellt ist, mit dem Schleifring mittels einfacher Schnappwirkung zusammengebaut werden. Bei dieser Montage werden die beiden Klemmarme 103 in ihrer gemeinsamen Ebene gebogen oder aus dieser verdreht und kehren in die Flächenausrichtung in zusammengebauter Stellung zurück. Nachdem ein Schleifarm in die Stellung auf dem Schleifring gefedert ist, hat er eine Reibungstendenz, seine Drehstellung relativ zu dem Schleifring beizubehalten, kann aber leicht am Umfang der Ringnut 101 in eine endgültige zusammengebaute Lage und genaue W⁷inkelbeziehung mit der Drehanordnung verschoben werden. Ein solcher Schleifarm kann in seiner endgültigen zusammengebauten Lage dadurch verankert werden, daß er mit dem Schleifring verlötet wird. Um diesen Verbindungsvorgang zu erleichtern, kann der Schleifarm mit einer geeigneten seitlichen Nase oder Lötöse ausgebildet sein, beispielsweise 105 in Fig. 6, die über der Oberfläche des Schleifringes liegen kann, so daß sie bequem an diesen angelötet werden kann. Die Nase 105 arbeitet als Verriegelungsvorrichtung.

Ein solcher Schleifarm kann in jeder geeigneten Art zwecks Kontakt mit dem entsprechenden Widerstand oder Kurzschlußelement angepaßt sein. Bei der bevorzugten Konstruktion ist der Schleifarm mit einem federnden Kontaktarm 106 ausgebildet, der das Schleifkontaktglied an seinem äußeren Ende trägt.

Da kein Kurzschlußelement bei der Potentiometereinheit 45 benutzt wird, zeigt Fig. 3 einen einzelnen Schleifarm 91, der an dem entsprechenden Schleifring 90 angeordnet ist, um mit dem zugehörigen Widerstand 17 zusammenzuarbeiten. Jede der anderen Potentiometereinheiten ist mit einem Schleifarm 91 und einem Hilfsschleifarm 92 versehen, wobei der

Schleifarm 91 über den zugehörigen Widerstand 17 läuft und der Hilfsschleifarm 92 ein oder mehrere Kurzschlußelemente überquert. Auf diese Weise ist der Hilfsschleifarm 92 in der Potentiometereinheit 41 zwecks Kontakt mit den zwei Kurzschlußelementen 21 und 24 angeordnet. In solchen Fällen, in denen ein Schleifarm 91 und ein Hilfsschleifarm 92 auf demselben Schleifring angeordnet werden sollen., können die beiden Arme zusammen mit einander zugewandten Stirnflächen in genauer Zentrierung vor dem Zusammenbau gemäß Fig. 6 punktgeschweißt und dann an die zugehörige Stelle auf den Schleifring in derselben Weise wie ein einzelner Schleifarm aufgefedert werden.

Fig. 8 zeigt, wie die Klemmvorrichtung zur gegenseitigen Verbindung der Potentiometereinheiten durch Anwendung einer anderen Anordnung geändert werden kann, um die beiden Klemmgliederschwenkbar zu verbinden. Die beiden Klemmglieder 110 und III haben dieselbe allgemeine Gestalt, wie vorher beschrieben, und arbeiten in derselben Weise mit einer Stellschraube 67 zusammen. Das KlemmgliedllO ist mit einem Paar ausgerichteter, seitlich vorspringender Nasen 112 und das andere Klemmglied 111 mit einem entsprechenden Paar winkliger Finger 113 ausgebildet, die bei Drehung in die Nasen 112 eingreifen. Auf diese Weise schwingen, wenn die Schraube 67 über den Arm 114 des Klemmgliedes 111 gegen den Arm 115 des Klemmgliedes 110 drückt, die beiden Klemmglieder relativ zueinander um die Achse der Nasen 112.

Die Fig. 9 bis 11 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei zusammenarbeitende Kurzschlußelemente angewandt werden. In diesem Falle aber ist das als Schleiffeder ausgebildete Kurzschlußelement stationär und mit dem Widerstand verbunden, während das damit zusammenarbeitende Kurzschlußelement mit der ersten Potentiometerschleiffeder beweglich ist. Ein Schleifkontaktglied 27 ist an eine Schleifkontaktklemme 28 und ein Widerstand 29 an zwei Klemmen 30 und 31 angeschlossen. Das Schleifkontaktglied 27 läuft über den Widerstand 29 in allen Verstellwegteilen A, B und C und nimmt ein Kurzschlußelement 32, dessen Länge dem Teil A entspricht, sowie ein Kurzschlußelement 33 mit, dessen Länge dem Teil C entspricht, wobei die beiden Kurzschlußelemente miteinander verbunden sind. Ein stationäres Kurzschlußelement 34 in Form einer Schleiffeder, die mit dem Kurzschlußelement 32 zusammenarbeitet, ist mit der Klemme 30 durch eine leitende Verbindung 35 und durch eine leitende Verbindung 36 mit dem Widerstand 29 an der Verbindungsstelle der Verstellwegteile A und B verbunden. In ähnlicher Weise ist ein zweites stationäres Kurzschlußelement 37 in Form einer Schleiffeder, die zur Zusammenarbeit mit dem Kurzschlußelement 33 angeordnet ist, an die Klemme 31 durch eine leitende Verbindung 38 und durch eine leitende Verbindung 39 an.den Widerstand 29 an der Verbindungsstelle der Verstellwegteile B und C angeschlossen. Hier wiederum braucht der Widerstand 29 nicht an die Klemmen 30 und 31 angeschaltet zn sein, da die leitenden Verbindungen an die beiden stationären Kurzschlußelemente 34 und 37 vorgesehen sind.

Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß das erste stationäre Kurzschlußelement 34 und das Kurzschlußelement 32 zusammenarbeiten, um den dem Verstellwegteil A entsprechenden Endteil des Widerstandes 29 kurzzuschließen. Fig. 10 zeigt das Schleifkontaktglied 27 in dem Verstellwegteil B, in dem die beiden beweglichen Kurzschlußelemente 32 und 33 von ihren

zugehörigen Kurzschlußelementen in Abstand angeordnet sind. Fig. 11 zeigt das Schleifkontaktglied 27 in dem Verstellwegteil C, wo das Kurzschlußelement 33 in Kontakt mit dem zweiten stationären Kurzschlußelement 37 ist, um den zugehörigen Endteil des Widerstandes 29 kurzzuschließen.

Fig. 12 und 13 zeigen als weiteres Ausführvngsbeispiel ein Potentiometer, das so arbeitet, wie schematisch in Fig. 9 bis 11 verdeutlicht ist. Die

ίο Potentiometereinheit 120 hat dieselbe allgemeine Konstruktion wie die Potentiometereinheit 41 in Fig 3 bis 5, die eine ähnliche zylindrische Wand und eine Stirnwand 47 hat. Ein Widerstand 29 derselben vorher beschriebenen Konstruktion liegt in der gleichen Weise gegen eine innere Umfangsschulter 72 auf. Das eine Ende des Widerstandes 29"ist darstellungsgemäß mit der äußeren Klemme 30 durch eine kurze Leitung 123 verbunden, und das andere Ende ist an die Klemme 31 und eine kurze Leitung 124 angeschlossen.

Die dritte Klemme 28 trägt die Bürstenvorrichtung 88 zwecks Zusammenarbeit mit einer Nut 95, wie vorher erklärt wurde. Die Nut 95 befindet sich in einem Schleifring 125, der sich von den vorher beschriebenen Schleifringen 90 dadurch unterscheidet, daß er eine zweite schmale Ringnut 128 besitzt, so daß ein zweiter Kontaktarm 130 in einer zweiten Stellung auf dem Schleifring montiert werden kann. Auf diese Weise trägt der Schleifring 125 zwei Kontaktarme in Form von Schleiffedern, die sich in seitlichem Abstand voneinander in zwei getrennten Nuten befinden, anstatt einen oder zwei Schleifarme in derselben Nut. Ein Kontaktarm 129 trägt das Schleifkontaktgli d 27, das an dem biegsamen Kontaktarm 106 montiert ist (Fig. 13).

Der Kontaktarm 130 auf dem Schleifring 125 hat ein bewegliches, rundgebogenes Kurzschlußelement 32 von 125° Ausmaß und ist in der Ringnut 128 in derselben Weise montiert wie die vorher beschriebenen Schleifarme. So ist der Kontaktarm 130 mit zwei bogenförmigen Klemmarmen 131 ausgebildet, die etwas mehr als die Hälfte des Innenumfangs der Ringnut 128 umschließen. Der Kontaktarm ist aus biegsamem Blech hergestellt, wie beispielsweise Federbronze, damit er auf den Schleifring durch einen Schnappvorgang, wie vorher beschrieben, aufgefedert werden kann. Wenn der Kontaktarm auf dem Schleifring sitzt, wird er in genaue Winkelstellung gedreht und dann dauerhaft in seiner Lage durch Anlöten einer seitlich verlaufenden Nase oder Lötöse 132 an dem Schleifring befestigt.

Das kürzere Kurzschlußelement 33 hat die Form eines kleinen gekröpften Stückes Blech, das an einer Stirnfläche des Kontaktarmes 130 befestigt ist. Das Kurzschlußelement 33 hat ein Umfangsausmaß von 9° und ist dem Verstellwegteil C angepaßt.

Das erste stationäre Kurzschlußelement 34 ist in Fig. 13 als kleiner Kontaktteil an dem Ende eines biegsamen leitenden Armes 135 dargestellt, der von einer sogenannten einstellbaren Blindklemme 136 getragen wird und mit einer Mutter 137 punktverschweißt ist. Die Blindklemme 136 ist in Form einer Schraube ausgebildet, die durch die zylindrische Wand 46 der Potentiometereinheit im Eingriff mit der Mutter 137 verläuft. Die BHndklemme ist dank der Tatsache einstellbar, daß sie durch einen SciiIitz 138 verläuft. Bevorzugt ist die zylindrische "Wand der Potentiometereinheit weggeschnitten, so daß eine Aussparung 139 zur Aufnahme des Schraubenkopfes oder der Blindklemme 136 gebildet wird. Wenn die Schraube einmal in ihre endgültige Lage eingestellt und fest-

Claims

pespaniit ist, kann die Aussparung vollständig mit einem geeigneten Dichtungsmaterial gefüllt werden. Um die Einstellung des Kurzschlußelementes 34 zu erleichtern, kann der leitende Arm 135, an dem das Kuriischiußelement 34 angebracht ist, eine kleine öffnung 140 haben, Jie durch ein Loch 141 in der zylindrischen Wand zugänglich ist. Wenn die Schraube 136 gelockert ist, kann ein geeignetes Werkzeug bequem durch das Loch 141 in die öffnung 140 eingesetzt werden, um das Kurzschlußelement 34 in eine genau bestimmte Lage. zu verschieben, wonach die Blindklemme angezogen und abgedichtet wird. Das Kurzschlußelement 34 schließt das Ende des Widerstandes 29 kurz, das der Länge des Kurzschlußelementes 32 entspricht, der die Länge des Verstellwegteiles A bestimmt. Das zweite stationäre Kurzschlußelement 37 ist an einem leitenden Arm 145 angebracht, der dem oben beschriebenen leitenden Arm 135 entspricht und in derselben Weise auf einer einstellbaren Blindklemme 146 montiert ist. Die Schraube oder Blindklemme 146 sitzt in einer zweiten Aussparung 139 und verläuft durch einen Schlitz 138 in eine Mutter 137, die mit dem leitenden Arm 145 vereinigt ist. Der leitende Arm 145 hat eine öffnung 140, in die ein geeignetes Werkzeug eingesetzt werden kann, das durch ein zweites Loch 141 in der Umfangswand der Einheit verläuft. Leitende Verbindungen 38 und 39 verbinden den leitenden Arm 145 mit dem Ende des Widerstandes 29 und mit einem zweiten Punkt an dem Widerstand, der in einem Abstand von 9° von dem Ende entfernt ist, der den 9° des Kurzschlußelementes 32, d. h. dem Verstellwegteil C, entspricht. Wie vorher mit Bezug auf Fig. 9 bis 11 dargelegt wurde, ist es nicht erforderlich, den Widerstand 29 direkt an die Klemmen 30 und 31 anzuschließen. So können in Fig. 13 die Drähte 35 und 123 getrennt von dem Widerstand miteinander verbunden werden, und in gleicher Weise können die Drähte 39 und 124 unabhängig von dem Widerstand miteinander verbunden werden. Die Arbeitsweise des in den Fig. 12 und 13 dargestellten Potentiometers kann leicht mit Hilfe der Schaltbilder 9 bis 11 verstanden werden. Das Schleifkontaktglied 27 bewegt sich gegen die innere Umfangsfläche des Widerstandes 29 über den Bereich der Potentiometerdrehung. Man erkennt aus Fig. 13, daß sich das Schleifkontaktglied 27 in genauer Winkel beziehung mit der vorderen Kante der beiden Kurzschlußelemente 32 und 33 befindet. Das Kurzschlußelement 32 bleibt über 225° der Potentiometerdrehung im Uhrzeigersinne in Kontakt mit dem stationären Kurzschlußelement 34, so daß der Widerstand 29 über 225° kurzgeschlossen ist. Fig. 13 zeigt das Schleifkontaktglied 27 an dem Übergangspunkt von dem Verstellwegteil A in den 121° umfassenden Verstellwegteil B, in dem das Schleifkontaktglied 27 den Widerstandswert in dem Schleifkontaktkreis ändert. In dem Verstellwegteil B befinden sich die beiden Kurzschlußelemente 32 und 33 in Abstand von den So entsprechenden stationären Kurzschlußelementen 34 und 37, wie in Fig. 10 dargestellt. Beim Eintreten in den Verstellwegteil C, wie durch Fig. 11 veranschau licht wird, stellt das Kurzschlußelement 33 Kontakt mit dem stationären Kurzschlußelement 37 her und schließt dadurch die letzten 9° des Widerstandes 29 kurz. Ein hervorstechendes Merkmal dieser zweiten Ausfiihrungsform der Erfindung ist, daß sich die Länge des leitenden Weges durch ein Kurzschlußelement 797 a© nicht ändert, wenn sich das Kurzschlußelement bewegt, da der Strom so betrachtet werden kann, als ob er radial von dem Schleifring 125 durch den Kontaktarm 130 zu dem stationären Kurzschlußelement 34 fließt. Fig. 14 zeigt schematisch, wie ein Kurzschlußelement 150 praktisch als Kurzschlußschalter im Zusammenwirken mit den beiden stationären, als Schleiffedern ausgebildeten Kurzschlußelementen 151 und 152 dienen kann. Das Kurzschlußelement 151 ist über eine leitende Verbindung 170 mit dem einen Ende eines Potentiometerwiderstandes 153 und das Kurzschlußelement 152 ist über eine leitende Verbindung 155 mit einem Zwischenabgriff 154 des Widerstandes verbunden. Eine Klemme 156 ist an das andere Ende des Widerstandes 153 und eine zweite Klemme 157 an den Abgriff 154 angeschlossen. Das übliche bewegliche Schleifkontaktglied 160, das über die Gesamtlänge des Widerstandes 153 auf dem aus den Teilen D und B bestehenden Verstellweg läuft, ist darstellungsgemäß mit dem Kurzschlußelement 150 und auch mit der üblichen Schleifkontaktklemme 161 verbunden. Es ist ersichtlich, daß das Kurzschlußelement 150, wenn sich das Schleifkontaktglied 160 längs des Widerstandes 153 in dem Verstellwegteil D zwischen dem stationären Kurzschlußelement 151 und dem Abgriff 154 bewegt, mit den beiden stationären Kurzschlußelementen 151 und 152 zusammenarbeitet, um praktisch den konstanten Widerstandswert in dem Schleifkontaktkreis aufrechtzuerhalten, wobei das Kurzschlußelement 150 dieselbe Länge wie der Teil des Widerstandes zwischen dem Kurzschlußelement 151 und dem Abgriff 154 hat. Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit einem Potentiometer in Drehbauart beschrieben ist, ist es klar, daß dieselben Grundsätze auf schraubenoder spiralförmige Potentiometer anwendbar sind sowie auch auf Potentiometer, die mit geradliniger Relativbewegung arbeiten. Patentansprüche:

1. Mittels Schleifkontaktglied veränderbarer Widerstand, insbesondere Potentiometer, mit mindestens einer Vorrichtung, die einen Teil des Widerstandes kurzschließt, so daß für den zugehörigen Teil des vom Schleifkontaktglied durchlaufenen Verstellweges ein konstanter Widerstandswert erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschluß vorrichtung je ein Paar Elemente (20, 21 oder 20, 24; 34, 32 oder 37, 33; 151, 150) guter Leitfähigkeit hat, die relativ zueinander über den einen konstanten Widerstands wert aufweisenden Teil (A oder C; D) des Verstellweges {A, B und C; D und E) verschiebbar sind und von denen das eine (21 oder 24; 34 oder 37; 151) mit dem Widerstand (17, 29, 153) und das andere (20; 32 oder 33; 150) mit dem Schleif kontaktglied (15, 27, 160) fest und elektrisch leitend verbunden ist, daß entweder das eine (21 oder 24) oder das andere (32 oder 33; 150) Kurzschlußelement die Länge des einen konstanten Widerstandswert aufweisenden Teiles {A oder C; D) des Verstellweges hat und daß das eine Kurzschlußelement (21 oder 24) entweder selbst ein leitender Teil einer Kurzschlußverbindung für den einen konstanten Widerstandswert aufweisenden Teil {A oder C; D) des Verstellweges ist oder die Kurzschlußverbindung durch an dem anderen Kurzschlußelenmet (34, 37; 151) und am Widerstand

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(17; 29; 153) angeschlossene leitende Verbindungen (35, 36 oder 38, 39; 152, 170) herbeigeführt wird.

2. Veränderbarer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Widerstandsringes (17, 29, 153) gleich dem ϊγ auf dem Isolierring (76) angebrachten Kurzschlußelemente (20, 21; 32, 33; 150) ist.

3. Veränderbarer Widerstand nach Anspruch 1, bei dem eine Welle zum Antrieb des Schleifkontaktgliedes verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifkontaktglied oder eines der Kurzschlußelemente oder beide Kurzschlußelemente mit einem Kontaktarm (106, 129 oder 130) versehen

ist bzw. sind, dessen Winkelstellung mit Bezug auf die Welle (49) einstellbar ist.

4. Veränderbarer Widerstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (106, 129 oder 130) aus Federmaterial besteht und zwei Klemmarme (130,131) bildet, die in eine schmale, zu der Wellenachse konzentrische Ringnut (101,128) passen und die untere Nutwandung umschließen.

5. Veränderbarer Widerstand nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (105; 132) zum Verriegeln des Kontaktarmes (106) relativ zu der Welle (49), nachdem dieser in eine gewünschte Winkelstellung mit Bezug auf die Welle gebracht worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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