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Es sind veränderbare elektrische Widerstände bekannt, bei denen ein
zahnradartiges Kontaktelement auf einem spulenförmigen Widerstand abgewälzt wird.
Hierbei wird die Spule von einem toroidförmigen Träger gehalten oder ist auf einen
zylindrischen Träger gewickelt. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wälzt sich der
Kontakt beim Verschieben gegenüber dem feststehenden Widerstand ab. Dadurch ist
eine Feinregelung ausgeschlossen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei veränderbaren elektrischen Widerständen
eine Feinregelung zu ermöglichen. Dies. erreicht die Erfindung dadurch, daß bei
einem stetig veränderbaren elektrischen Widerstand mit einer längs einer Schraubenlinie
auf einem drehbaren, isoilerenden Spulenkörper gewikkelten Spule aus elektrisch
leitendem Material und einem Abgreifkontakt in Form eines drehbar auf einer Achse
gelagerten, runden Kontaktelements, welches mit den Windungen der Spule in Eingriff
kommt und beim Drehen des isolierenden Spulenkörpers bewegt wird, die Drehachse
des drehbaren Kontaktelements senkrecht steht zu einer die Drehachse des Spulenkörpers
enthaltenden Ebene und daß der Umfang des Kontaktelements derart gezähnt ist, daß
dieses nach Art eines Schneckengetriebes mit der Spule im Eingriff steht. Infolge
dieser Ausbildung tritt eine Selbstreinigung des Kontakts auf.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung können Verklemmungen nicht
auftreten. Durch Verschieben des das Kontaktelement tragenden Wagens ist eine Grobregelung
möglich. Das Kontaktelement wirkt dann-mit der Spule zusammen wie ein Zahnrad mit
einer Zahnstange. Beim Drehen der Spule wird eine Feinregulierung vorgenommen, und
zwar in der Weise, daß das Kontaktelement nach Art eines Schneckenrades angetrieben
wird. Bei der Schleifbewegung findet eine Selbstreinigung der Oberfläche des Kontaktelements
statt. Die Abnutzung ist auf den gesamten Umfang des Kontaktelements verteilt. Sie
wird also auch nach längerer Zeit unbedeutend sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht des einstellbaren Widerstandes und die Art,
mit der der verbesserte Kontakt der Erfindung damit zusammenarbeitet, und F i g.
2 einen Querschnitt der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung.
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In der Zeichnung besteht der veränderbare Widerstand, der entweder
ein ohmscher oder ein induktiver Widerstand ist, aus einem Rahmen, der ein Endplattenpaar
10 und 12 besitzt, das durch ein Stangenpaar 14 und 16 in einem Abstand
parallel gehalten wird. Die den Abstand gewährleistenden Stangen können an den Endplatten
auf verschiedenartige Weise befestigt werden. Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführung
sollten die Endplatten 10 bzw. 12 aus geeignetem Isoliermaterial und die Stange
14 aus leitendem Werkstoff gefertigt sein.
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Ein Spulenkörper 18, der aus einem hohlen Zylinder aus geeignetem
Isoliermaterial besteht, wird an einer Welle 20 befestigt. Die Welle paßt in zwei
Lager 22 und 24, die an den Platten 10 bzw. 12
angebracht
sind, so daß der Spulenkörper drehbar ist. Die Welle 20 erstreckt sich durch das
Lager 24 und die Endplatte 12 und weist ein an der Welle befestigtes Antriebszahnrad
26 auf. Das Antriebszahnrad kommt mit dem Zahnrad 28 in Eingriff, das seinerseits
von einem Motor 30 angetrieben wird. Es stehen aber- auch viele ändere Anordnungen
zur Drehung der Spulenform 18 zur Verfügung, so daß die in F i g. 1 dargestellte
Vorrichtung nur als Beispiel dient.
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Der Spulenkörper 18 besitzt vorzugsweise eine wendelförmig
verlaufende Rille 32 einer geeigneten, im Teilkreis gemessenen Zahnteilung an ihrer
äußeren zylindrischen Fläche. Diese Rille dient dazu, den geeigneten Abstand zwischen
den Windungen der leitenden Spule 34 zu halten, die in dieser schraubenförmigen
Rille gelagert ist. Falls es sich um einen ohmschen Widerstand handelt, soll der
Leiter 34 vorzugsweise aus einem Werkstoff mit größerem elektrischem Widerstand
gefertigt sein, als bei der Herstellung von induktiven Widerständen verwendet wird.
Wenn jedoch ein veränderbarer induktiver Widerstand hergestellt wird, kann der Leiter
34 aus einem Hartkupferdraht bestehen, der silberplattiert und mit einer eine Trübung
verhindernden Schmiermittel überzogen ist.
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Um eine elektrische Verbindung von dem äußeren Kreis zur Spule 34
hin herzustellen, können ein Gleitring und eine Bürstenanordnung angewendet werden.
Wie F i g. 1 darstellt, ist das linke Ende der Spule mit dem Streifen 36 durch einen
Niet 38 verbunden. Der Streifen führt zu einem aus leitendem Werkstoff bestehenden
Band 40, das den zylindrischen Spulenkörper umgibt. Während das Band 40 in F i g.
1 um die äußere Fläche des Zylinders greift, ist es auch möglich, es an der Innenwand
oder am Ende des Spulenkörpers anzubringen. Ein Schleifkontakt 42 arbeitet mit dem
leitenden Band 40 zusammen, um eine leitende Bahn von der -Spule aus zu einem
äußeren elektrischen Kreis (nicht gezeigt) vorzusehen. .
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Auf der Stange 14 befindet sich ein Kontaktwagen 44. Wie F i g. 2
zeigt, kann der Kontaktwagen ein zylindrisches Band aus leitendem Werkstoff besitzen,
das um die Stange 14 gewickelt ist, so daß es in einer in der Längs- oder Drehachse
des Spulenkörpers 18 parallel verlaufenden Richtung verschoben werden kann. Durch
Punktschweißen od. dgl. ist am Punkt 46 des Kontaktwagens 44 ein Streifen aus federähnlichem,
leitendem Material 48 befestigt. Ein Teil dieses Streifens ist nach unten, und zwar
in die Nähe von Punkt 50 gebogen. An diesem abgebogenen Teil ist ein Loch angebracht.
Dieses Loch kann mit einem Gewinde ausgestattet sein, so daß die Befestigungsschraube
-52- angebracht werden kann. Die Schraube 52 reicht durch das Kontaktelement 54
und hält den federnden Teil 48. An der Stelle, wo _ die- Schraube durch das-
Kontaktelement 54 reicht, ist ein Gewinde, sondern diese Stelle ist vorzugsweise
mit einer Lauffläche zwecks Erlangung einer von Reibung freieren Drehung der Kontaktträger
zu versehen. Um zu verhindern, daß sich der Kontakt von der Schraube löst, kann
nach Wunsch eine Gegenmutter daran angebracht werden.
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Wie am klarsten aus F i g. 1 hervorgeht, besteht das Kontaktelement
54 aus einem runden Teil leitenden Materials und weist mehrere in gleichen Abständen
um seine Peripherie angebrachte Kerben auf. Der Abstand zwischen den jeweils tiefsten
Stellen zweier benachbarter Kerben entspricht der Entfernung zwischen benachbarten
Wicklungen der Spule 34.
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Demgemäß hat der Kontakt das allgemeine Aussehen
eines
Schneckengetriebes, bei dem die Spule 34 als Schnecke dient, um das als Zahnrad
dienende Kontaktelement 54 anzutreiben. Die Arbeitstiefe der Kerben an dem Kontaktelement
54 ist vorzugsweise etwas geringer als die Dicke des Leiters, der in der
Spule 34 verwendet wird, so daß die Zähne nicht auf der Spulenform 18 reiten. Hiermit
wird das Aufrechterhalten eines guten elektrischen Kontakts zwischen der Oberfläche
der Spule 34 und dem Kontaktelement 54 gewährleistet.
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Beim Dreher des Spulenkörpers 18 mit der Spule 34 durch den Motor
30 wird das Kontaktelement 54 langsam gedreht, wobei es durch die Windungen der
Spule auf dieselbe Weise angetrieben wird wie ein Schneckengetriebe durch eine Schnecke.
Da das Kontaktelement 54 sich in seiner Betriebsstellung in bezug auf die Spule
dreht, bietet es eine verhältnismäßig große Kontaktfläche, so daß die Kontaktabnutzung
verteilt ist. Dies ist ein dieser Erfindung innewohnender Vorteil gegenüber den
üblichen Schleifkontaktarmen, die in den bekannten Vorrichtungen verwendet werden.
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Um die Impedanz, die in einem äußeren Kreis in Erscheinung tritt,
zu variieren (nicht gezeigt), kann der Kontaktwagen 44 an dem leitenden Träger
14 entlang verschoben werden, so daß eine unterschiedliche Anzahl von Windungen
an den Außenkreis geführt wird. Beim Bewegen des Wagens »läuft« das Kontaktelement
54 über die Windungen der Spule. Der Kontakt eignet sich auch erfindungsgemäß gut
für Anwendungsbereiche, wo es wünschenswert ist, den Kontakt zu heben oder zu senken,
um mit der Spule 34 in und außer Eingriff zu kommen. In den bekannten Vorrichtungen
ist es möglich, wenn der Kontakt gesenkt wird und mit der Spule in Eingriff kommt,
daß das Kontaktglied eher zwischen die benachbarten Wicklungen fällt als unmittelbar
auf eine einzige Wicklung, wobei bestenfalls die elektrische Verbindung unterbrochen
wird. Da nach der Erfindung ein Zahn am Kontakt vorgesehen ist, um zwischen den
benachbarten Wicklungen zu liegen, kommt der Kontakt mit der Spule unabhängig von
der Lage der Spule zu der Zeit in Eingriff, zu der der Kontakt zum Eingriff mit
ihr gesenkt wird.
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Ein weiterer in der Konstruktion des Kontakts enthaltener Vorteil
der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Kontakt eine viel geringere Drehgeschwindigkeit
als andere Drehkontakte aufweist. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß
die Spule eine ganze Drehung machen muß, damit das Kontaktelement 54 einen Zahn-
und Kerbenabstand vorrückt. Eine Abnutzung der Kontaktführungen wird dadurch vermindert,
wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erhöht wird.
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Weitere Abänderungen der Erfindung sind dem Fachmann geläufig. Zum
Beispiel ist es möglich, die leitende Spule 34, die Stange 14 und den Kontaktwagen
44 und andere notwendige Teile besser in den Spulenkörper 18 anzubringen
als außerhalb, für den Fall, daß eine Sonderanwendung diese Anordnung vorteilhaft
macht. Das Gesagte ist daher nur als Ausführungsbeispiel anzusehen und nicht in
seiner Bedeutung begrenzt, abgesehen von dem bekannten Stand der Technik und der
Reichweite der Patentansprüche.