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Einstellbarer Drehwiderstand, vorzugsweise für den Widerstandsabgleich
von Leitungen Als veränderbare Widerstände für den Abgleich von Leitungen, die auf
einen genauen Widerstandswert eingestellt werden müssen (z. B. Fernleitungen für
Widerstandsthermometer), sind in der Hauptsache Spulen gebräuchlich, von denen der
Draht zur Justierung abgezogen und entsprechend gekürzt wird. Um die Spulen vor
Beschädigungen und Verschmutzung zu schützen, müssen sie nach der Justierung mit
einer besonderen Abschlußkappe versehen werden. Widerstandsspulen haben, abgesehen
davon, daß sie einen verhältnismäßig großen Raum einnehmen, den Nachteil, daß die
Justierung langwierig und schwierig ist, da für den Fall, daß eine zu große Drahtlänge
beim Justiervorgang abgezogen wurde, ein Vergrößern des Widerstandes der Spule erst
nach Anlöten oder Verlängern des abgeschnittenen Drahtstückes möglich ist. Gewöhnliche
Drehwiderstände ließen sich bisher als Leitungsabgleichswiderstände nicht verwenden,
da diese einen verhältnismäßig großen Raum beanspruchen und ihre Herstellung zu
teuer ist.
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Für derartige Drehwiderstände ist es bereits bekannt, einen ringförmigen
Widerstand vorzusehen und den Schleifkontakt an der inneren Ringfläche entlang zu
führen. Auch feststehende Schleifkontakte gegenüber verdrehbaren Widerstandswicklungen
sind bereits verwendet worden. Es ist auch schon ein Drehwiderstand bekannt, der
flach ausgeführt und- unter Verzicht auf eine zentrale Schleiferachse von der Flachseite
des Bauelementes her verstellbar ist. Jedoch sind bei dieser Ausführung die Anschlußklemmen
nicht an der Flachseite herausgeführt, so daß es nicht möglich ist, mehrere dieser
Widerstände nach Art von Reihenklemmen dicht nebeneinander anzuordnen.
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Die Erfindung betrifft einen derartigen einstellbaren Drehwiderstand
ohne zentrale Schleiferachse, dessen Widerstandswert von der Flachseite des Bauelementes
her einstellbar ist, mit einem ringförmigen Isolierkörper, der den Widerstandsdraht
auf seiner Mantelfläche trägt (Widerstandsring), vorzugsweise für den Widerstandsabgleich
von Leitungen.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsring
mittels seiner äußeren Begrenzungsflächen in einem flachen Gehäuse mit einer topfförmigen
Vertiefung drehbar gelagert und an seinem äußeren Umfang mit einer Verzahnung versehen
ist, daß eine im Gehäuse drehbar gelagerte Spindel an der dem Schleifkontakt gegenüberliegenden
Stelle des Umfangs in die Verzahnung eingreift und der Schleifkontakt innerhalb
des Widerstandsringes ortsfest angebracht ist, jedoch in radialer Richtung gegen
die innere Fläche des Widerstandsringes mit dem Widerstandsdraht federt.
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Hierdurch ist ein spielfreier Eingriff von Spindel und Zahnkranz sichergestellt,
da der Schleifkontakt den Widerstandsring ständig gegen die Gewindegänge der Spindel
andrückt. Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Drehwiderstand
von sehr gedrängter Bauart und kleinen Abmessungen erhalten, der in seinen wesentlichen
Teilen aus Kunststoffen in der Massenfertigung herstelfbar ist.
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Das Gehäuse ist so ausgebildet, daß es in einer Spritz- oder Preßform
in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann und die entsprechenden Aufnahmeöffnungen
bzw. Aufnahmekammexn für die einzusetzenden Teile, z. B. Schleifkontakt, Spindel,
Anschlußklemmen od. dgL, enthält. Gehäuse, Einbauteile und Deckel für das Gehäuse
werden so aufeinander abgestimmt, daß alle Teile von oben her -in das Gehäuse einsetzbar
sind und ohne zusätzliche Befestigungsmittel lediglich durch den Gehäusedeckel in
ihrer Lage gehalten werden.
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Der Widerstandsdraht (Widerstandsraupe) kann bei der Herstellung des
Widerstandsringes gegebenenfalls mit den Anschlußlitzen in die Kunststoffmasse mit
eingespritzt oder von dieser teilweise umpreßt werden. Die Herstellung auch dieses
Teiles kann dadurch sehr preisgünstig in der Massenfertigung erfolgen. Die Anschlußlitze
für die Widerstandsraupe besteht zweckmäßig aus einer hochflexiblen Kupferlitze,
die aus Einzeldrähten von 0,1 bis 0,05 Durchmesser aufgebaut ist. Sie ist in Form
einer Schlaufe zur Mitte des Widerstandsringes geführt, wo sie mit Hilfe einer Kunststoffscheibe
festgelegt..ist, und verläuft dann, zu der entsprechenden, in das Gehäuse eingesetzten
Anschlußklemme, unterhalb der Kunststoffscheibe und des Widerstandsringes. Durch
diese Maßnahme
wird ein weiterer Schleifkontakt für die Stromzuführung
zu dem verstellbaren Widerstandsring eingespart. Es muß allerdings sichergestellt
sein, daß der Widerstandsring nicht weiter als etwa 180° in beiden Richtungen verstellt
werden kann. Hierzu ist auf der inneren Ringfläche ein nasenförmiger Ansatz vorgesehen,
der die Einstellbewegung durch Anstoßen gegen die Kammer des Schleifkontaktes begrenzt.
Der Schleifkontakt ist mit der zweiten Anschlußklemme durch eine isolierte Kupferlitze
verbunden, die in einer Nut des Gehäusedeckels ruht. Die Spindel oder Schraube zur
Einstellung des Widerstandsringes ragt mit ihrem Kopf aus dem Gehäuse heraus und
ist zur leichteren Einstellung beispielsweise mit einer Rändelung versehen. Will
man verhindern, daß eine Verstellung des Abgleichswiderstandes jederzeit vorgenommen
werden kann, so wird der Kopf der Spindel derart ausgebildet, daß eine Verstellung
nur mit einem Spezialschlüssel möglich ist, beispielsweise mit einem Dreikantkopf.
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Das Gehäuse des Abgleichswiderstandes mit dem Deckel kann infolge
der gedrängten Anordnung der Teile in der Form und Größe einer Schalttafelklemme
ausgeführt werden (größte Abmessung z. B. 50 mm). Wie bei den gebräuchlichen Klemmen
üblich, können entsprechende Ansätze oder Rasten vorgesehen sein, so daß eine große
Anzahl von Abgleichswiderständen unmittelbar nebeneinander in eine Klemmschiene
einsetzbar ist. Neben den beiden Anschlußklemmen für den Abgleichswiderstand können
am Gehäuse noch eine oder zwei weitere Klemmen angebracht werden, um z. B. eine
durchlaufende Leitung anzuschließen.
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In der Zeichnung ist -ein Ausführungsbeispiel für eine gemäß der Erfindung
aufgebaute Konstruktion des Abgleichswiderstandes dargestellt.
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Fig. 1 zeigt dabei eine -Ansicht des Gehäuses mit sämtlichen -eingesetzten
Teilen bei abgenommenem Deckel; in Fig. 2 ist der Abgleichswiderstand im Schnitt
gezeigt; der Deckel ist hierbei aufgesetzt; in Fig. 3 ist das leere Gehäuse und
in Fig. 4 der dazugehörige Deckel dargestellt.
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Das Gehäuse nach Fig. 3 ist mit der topfförmigen Vertiefung 1 für
die Lagerung des Widerstandsringes versehen. Am Boden der Vertiefung ist eine Nut
2 vorgesehen, innerhalb welcher die Anschlußlitze der Widerstandsraupe vom Mittelpunkt
zum Rand der topfförmigen Vertiefung und schließlich nach oben zur Anschlußklemme
geführt wird, die in die Vertiefung 3 einzusetzen ist. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Gehäuses liegt eine gleichartige Vertiefung 4 für die andere Anschlußklemme,
die mit dem Schleifkontakt verbunden ist. Innerhalb der topfförmigen Vertiefung
1 befindet sich die Aufnahmekammer 5 für den Schleifkontakt. Dieser Stelle gegenüber
ist die Lagerung 6 für die Spindel angeordnet. 8 und 9 sind Löcher, die zur Befestigung
des Deckels dienen. An der Stelle 11 ist ein Ansatz vorgesehen und demgegenüber
eine Ausnehmung 12 für eine Rastvorrichtung. Mit Hilfe dieser beiden Teile kann,
wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, die gesamte Anordnung in eine Klemmschiene 13 eingesetzt
werden.
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Der in Fig. 4 gezeigte Deckel ist der Form des Gehäuses angepaßt.
Er enthält eine Ausnehmung 14 für die Rastvorrichtung. Innerhalb der Nut 15 wird
der Anschlußdraht von der in der Vertiefung 4 angeordneten Klemme zum Schleifkontakt
geführt. Mit 16 und 17 sind Führungen bezeichnet, in die ein Typenschild od. dgl.
eingeführt werden kann. Deckel und Gehäuse können in einem Arbeitsgang nach dem
Preß- oder Spritzverfahren aus Kunststoff hergestellt werden.
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Bei der Montage des Abgleichswiderstandes (vgl. Fig. -1) werden die
Klemmen 18 und 19 in die Vertiefungen 3 und 4 eingesetzt. In die topfförmige Vertiefung
1 des Gehäuses kann eine dünne Kunststoffscheibe eingelegt werden, die eine Ausnehmung
für die Kammer 5 des Schleifkontaktes und ein Loch in der Mitte aufweist. Der Widerstandsring
20 mit der Anschlußlitze 21 a wird zweckmäßig zusammen mit der Kunststoffscheibe,
unterhalb derer die Anschlußlitze hindurchgeführt ist, in die topfförmige Vertiefung
eingesetzt. Gleichzeitig hiermit bzw. nach leichtem Anheben des Widerstandsringes
mit der Außenverzahnung wird die Spindel 21 in die entsprechende Lagerung 6 eingesetzt,
so daß sie mit ihrem Gewinde in die Zähne des Widerstandsringes eingreift. Die Anschlußlitze
wird in einer Schlaufe zur Mitte des Widerstandsringes geführt und ihr Ende mit
der Anschlußklemme 18 verbunden. In die Kammer 5 des Gehäuses wird nunmehr der Schleifkontakt,
beispielsweise in Form eines U-förmigen Bügels 22 mit einer Schraubenfeder 23, eingesetzt.
Der Schleifkontakt drückt den Zahnkranz des Widerstandsringes in die Gewindegänge
der Spindel, so daß jegliches Spiel zwischen Zahnkranz und Spindel ausgeschaltet
ist. In die Vertiefung 12 wird noch die Rastvorrichtung 23a eingesetzt und nach
Herstellen der Anschlußverbindung des Schleifbügels mit der Klemmschraube 19 der
Deckel (Fig. 4) aufgesetzt und mit Hilfe von Hohlnieten oder Schrauben befestigt.
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Der Kopf 24 der Spindel 21 ist mit einem Schlitz versehen, so daß
die Einstellung des - Widerstandsringes mit Hilfe eines Schraubenziehers vorgenommen
werden kann. Ein Verschieben der Spindel 21 in Richtung der Spindelachse ist durch
einen Bund 25 verhindert.
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Die Übersetzung zwischen Spindeldrehung und der Verstellbewegung des
Widerstandsringes kann außerordentlich groß gewählt werden, so daß eine sehr feine
Einstellung des Widerstandes und damit ein sehr genauer Abgleich möglich ist. Der
Widerstandsring ist auf seiner inneren Ringfläche mit einem nasenförmigen Ansatz
26 versehen. Dieser Ansatz begrenzt die Stellbewegung des Widerstandsringes, da
er bei der Drehung in der einen oder anderen Richtung schließlich gegen die Kammer
5 des Schleifkontaktes stößt.
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Damit bei einer versuchten gewaltsamen Versteilung über den Anschlag
hinaus der Zahnkranz oder die Gewindegänge der Spindel nicht beschädigt werden,
kann folgende Sicherheitsmaßnahme zusätzlich getroffen werden: Die Spindel wird
in radialer Richtung derart schwenkbar ausgebildet, daß sie mit dem Zahnkranz außer
Eingriff kommen kann. Der Eingriff zwischen Spindel und Zahnkranz ist durch eine
Blattfeder sichergestellt, die auf der dem Zahnkranz abgekehrten Seite der Spindel
gegen die Gewindegänge drückt. Wird hierbei, nachdem der Widerstandsring mit seinem
Ansatz 26 gegen die Kammer gestoßen ist, versucht, die Spindel weiterzudrehen, so
drückt diese die Blattfeder zusammen und weicht nach außen aus, so daß der Eingriff
von Gewindegängen und Zahnkranz aufgehoben ist. Eine Beschädigung ist somit ausgeschlossen.
Diese Einrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Kopf der Spindel 21
kann auch in anderer Weise, z. B. dreikantförmig, ausgebildet sein, so daß zur Einstellung
ein Spezialschlüssel erforderlich ist. Hierdurch wird erreicht,
daß
bei justierwiderständen eine Verstellung durch Unbefugte nicht möglich ist.
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Um jedes Verdrehen nach der ersten Justierung entweder auszuschließen
oder mindestens erkennbar zu machen, kann in die zylindrische Wand, welche den dreikantförmigen
Kopf umgibt, eine Plombenkappe eingesetzt werden. Diese Kappe wird zweckmäßig in
Form eines hohlen Stopfens ausgebildet, der am unteren Teil eine ringförmige Wulst
trägt. In der den Kopf umgebenden Wand ist im unteren Teil eine Nut vorgesehen.
Nach der Justierung wird der Plombenstopfen eingeführt, wobei sich der untere Teil
mit der Wulst zusammendrückt. Sobald die Wulst in die Nut einrastet, wird die Plombenkappe
festgehalten und kann ohne Beschädigung nicht mehr herausgebracht werden. Der Deckel
der Plombe wird zweckmäßig mit einem Justierstempel oder dem Firmenzeichen versehen.
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Wenn im Gegensatz dazu für einen anderen Anwendungsfall eine ständige
Verstellung des Abgleichswiderstandes gewünscht wird, kann der Kopf der Spindel
auch aus der Vertiefung des Gehäuses herausgeführt und mit einer Rändelung versehen
sein, so daß eine Verstellung von Hand jederzeit möglich ist.
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Der Abgleichswiderstand gemäß der Erfindung kann auch mit kleinen
Abwandlungen als Potentiometer verwendet werden, wenn eine dritte Anschlußklemme
vorgesehen wird und das andere Ende der Widerstandsraupe, ähnlich wie für den einen
Anschlüß beschrieben, an diese dritte Klemme nach außen geführt ist. Infolge der
geringen Abmessungen des Widerstandes kann eine große Anzahl auf kleinstem Raum
in einer Klemmschiene nebeneinander angeordnet werden.