DE2028677C3 - Einstellbarer Widerstand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren Widerstand mit einer leitfähigen Einstellspindel und einem parallel dazu verlaufenden Widerstandselement und einem Abgriffselement mit einer Bohrung, durch welche die Einstellspindel hindurchgeht, wobei das Abgriffelement in mindestens einem Gehäuseteil gegen Verdrehung führbar ist und einen federnden metallischen Schleifkontakt aufweist, der mit dem Widerstandselement zusammenwirkt und mit mindestens einem bandförmigen abgebogenen Ende elektrisch und mechanisch mit dem Gewinde der Einstellspindel so im Eingriff ist, daß durch Drehung der Einstellspindel das Abgriffelement verstellbar ist.

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift .1414 862). hei einem einstellbaren Widerstand den Schleifkontakt auf einem die Einstellspindel umfassenden Isoliersiück zu befestigen, dieses als Hohlkörper auszubilden und in den Hohlraum ein im wesentlichen U-förmiges federndes Element einzusetzen, dessen Schenkel mit entsprechenden öffnungen versehen im Eingriff mit dem Gewinde der Einstellspindei stehen. Eine solche Konstruktion ist jedoch teileaufwendig ίο und teuer, und außerdem gewährleistet der Eingriff der ausgesparten Schenkel des federnden U-förmigen Elements in das Gewinde der Einstellspindel keine genaue Einstellung des Widerstandes, da zwischen den im Eingriff stehenden Teilen leicht ein Spiel auftreten kann.

Es ist bei einstellbaren Widerständen ferner bereits bekannt (USA.-Patentschriften 3 365 691 und 3 399 369), die Einstellspindel aus elektrisch isolierendem Material herzustellen und den Schleifkontakt

so derart auszubilden, daß er mit einem oder mehreren Vorsprüngen in das Gewinde der Einstellspindel eingreift, so daß er bei Drehung derselben längsverstellbar ist, während er jedoch gleichzeitig im Gehäuse des Widerstandsclements drehfest geführt ist. Diese bekannten Schieitkontakte weisen mehrere abgeboge Schleifarme auf, die mit den Widerstandsclementen zusammenwirken. Die Vorsprünge des Schleifkontaktes sind der Gewindeform angepaßt, es kann jedoch auch hier ein Spiel zwischen den Vor-

Sprüngen des Schleifkontaktes und dem Gewinde der Einstellspindel auftreten, das eine genaue Einstellung des Widerstandes erschwert oder eine ungewollte Verstellung bei Einwirkung von Stoßen verursacht. Außerdem hängt bei dieser bekannten Ausführung der Eingriff der mit der Einstellspindel zusammenwirkenden Vorsprünge des Schleifkontaktes vom Kontaktdruck ab. Wird dieser vergrößert, so kann sich der Eingriff des Vorsprunges des Schleifkontaktes in das Gewinde der EinsteÜspindel verschlechtern, während andererseits bei Verringerung des Kontaktdruckes zwar der Gewindecingriff verbessert wird, jedoch ein relativ schlechter Kontakt mit dem Widerstandselement die Folge üt. In letzterem Fall können auch leicht Verstellungen des Widerstands in Folge von Stoßeinwirkungen von außen auftreten.

Ein weiterer bekannter einstellbarer Widerstand

(USA.-Patentschrift 2 882 375) verwendet einen Schleifkontakt, der aus einem Streifen federnden Metalls hergestellt ist, das im wesentlichen V-förmig

abgewinkelt und mit ovalen öffnungen in den beiden Schenkeln versehen ist, durch welche sich die Einstellspindel erstreckt. Der Eingriff des Schleifkontaktes in das Gewinde der Einstellspindel wird durch seine Eigenfederung unterstüt2:t. Das eine bandförmige Ende dieses Schleifkontaktes ist abgewinkelt und steht in Anlage mit dem Widerstandselement, während ein ähnlicher Abgriff an der gegenüberliegenden Seite des Schleifkontaktes vorgesehen ist. Auch bei dieser Ausführung ist jedoch in nachteiliger Weise der Eingriff des Schleifkontaktes in das Gewinde der Einstellspindel vom jeweiligen Kontaktdruck abhängig, so daß leicht ein unerwünschtes Spiel auftreten kann und damit die exakte Einstellung des Widerstandes beeinträchtigt wird.

Schließlich ist es auch bereits bekannt (USA.-Patentschrift 2 958 841), bei einstellbaren Widerständen mit einer leitfähigen Einstellspindel den Schleifkontakt mit zwei abgebogenen bandförmigen

Enden elektrisch und mechanisch in Ulis Gewinde der Linsiellspindel eingreifen zu hissen, wobei die abgebogenen Enden seitlich in entsprechenden l.iiniisnuieii des Widerstandsgehäuses axial-ver.sehieblich geführt sind, derart, daß der Schleifkoniakt drehfest, jedoch längsverstellbar ist. In diesen Längsnuten des Widerstandsgehäuses, das gleichzeitigdasWiderstandselement bildet, wird auch der elektrische Kontakt mit den abgebogenen Enden des Schleifkontaktes hergestellt. Daraus folgt, daß auch bei dieser Konstruktion der Kontaktdruck einen Einfluß auf den Eingriff der abgebogenen Enden in das Gewinde der Einstellspindel hat und z. B. bei Erhöhung des Kontaktdruckes das unerwünschte Spiel zwischen Schleifontakt und Einstellspindel auftreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem einstellbaren Widerstand der eingangs bezeichneten Art den Schleifkontakt so auszubilden, daß eine genaue Einstellung des Widerstandes möglich ist. ungewollte Verstellungen infolge Einwirkungen von Stoßen vermieden werden, ein ausreichender Kontaktdruck gewährleistet und ein Überdrehschutz gegeben ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das bandförmige abgebogene Ende des Schleifkontaktes aus einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Einstellspindel steht, um etwa den gleichen Winkel aber in entgegengesetzter Richtung wie der Steigungswinkel des Gewindes der Einstelispindel herausgedreht ist und daß die Ecken des im Eingriff mit dem Gewinde stehenden bandförmigen abgebogenen Endes abgerundet sind. Die punktförmige Berührung des abgebogenen Endes des Schleifkontaktes erfolgt an den gegenüberliegenden Flanken des Gewindes der Einstellspindel, wodurch ein exakter Eingriff in das Gewinde gewährleistet und damit eine genaue Einstellung des Widerstandes möglich ist. Von außen einwirkende Stöße können infolgedessen auch keine Verstellung des Widerstandes herbeiführen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Kontaktdruck keinen Einfluß auf den Eingriff des abgebogenen Endes des Schleifkontaktes in das Gewinde der Einstellspindel hat und dadurch relativ groß gehalten werden kann. Der einstellbare Widerstand gemäß der Erfindung ist im Aufbau einfach, hat kleine Abmessungen und kommt in der Herstellung sehr p/eiswert. Außerdem weist er den gewünschten Überdrehschutz auf.

Vorteilhaft-; Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert:

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines einstellbaren Wi Jerstands;

Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines Abgriffelements des Widerstands nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Ansicht eines Halters für das Abgriff element;

F i g. 4 ist eine Draufsicht, die den Eingriff des abgebogenen Endes des Abgriffclements mit dem Gewinde der Einstellspindel zeigt;

Fig. 5 A und 5B zeigen die Beziehung zwischen dem Steigungswinkel des Gewindes und dem Neigungswinkel des Endes des mit der Einstellspindel im Eingriff stehenden Abgriffelements;

Fig. 6 ist eine ichaubildliche Ansicht einer anderen Ausführungsform, bei der der Halter entfernt ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Abgriffelement 10 besteh', aus einer elektrisch leitenden Blattfeder, die so gL-hogen ist, daß sie die in Fig. - dargestellte Form hat. Der eine Arm 11 des Abgrilfelements 10 trägt an seinem vorderen linde einen Schleifkontakt 13, der mit einem Widerstandselement im Eingrilf steht. Das Ahgriffelement 10 hat im Anschluß an den Arir H einen umgebogenen Teil 14, der zu einem abgeknickten Teil 15 und einem abgehogenen Ende Ifi führt. Zwischen dem abgeknickten Teil 15 und dem ίο abgebogenen Ende 16 sind rechts und links Ansätze 17 vorgesehen. Das Widerstandselement 12 besteht aus einer leitenden Schicht. Ein Halter 18 trägt das AbgrilTelement 10. Der Halter 18 hat eine OiT-ung 20, in die eine elektrisch leitende Einstellspindel I^ eingesetzt ist und eine Nut 21, wie aus F i g. 3 hervorgeht. Der Halter 18 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Der Halter ist im oberen Teil mit Ansätzen 22 versehen, an denen ein Zeiger 23 befestigt sein kai-..··;, der die beiden Anao sätze oben überbrückt.

Das Abgriffelement 10 wird zunächst in die Nut 21 des Halters 18 eingeführt, und dann wird die Einstellspindel 19 in die Öffnung 20 des Halters 18 eingeschoben. Der einstellbare Widerstand ist dann in der in F i g. 1 dargestellten Weise zusammengesetzt. In diesem Zustand stehen der abgeknickte Teil 15 des AbgrifTelements 10 und das abgebogene Ende 16 mit den Rillen des Gewindes der Einstcllspindel 19 im Eingriff. Das Abgriffelement 10 hat mit der Einstellspindel 19 an diesen beiden Punkten einwandfreien elektrischen Kontakt. Das abgebogene Ende 16 steht mit beiden Flanken des Gewindes der Einstellspindel 19 im Eingriff, wodurch ein spielfreier Eingriff in das Gewinde erhalten wird. Das bandförmige abgebogene Ende 16 kommt ferner mit dem Gewinde an einer Stelle in Berührung, die einen Abstand von 8 bis 10 Gewindegängen von der Stelle hat, an der das abgeknickte Teil 15 mit der Einstellspindcl 19 im Eingriff steht. Der Abstand L zwischen dem abgebogenen Ende 16 und dem abgeknickten Teil 15 kann in einer Formel wie folgt ausgedrückt werden: L = /1P, wobei P die Steigung der Einstellspindel 19 und η eine ganze Zahl, die etwa 8 bis K) beträgt. Wenn z. B. der Außendurchmesser der Einstellspindel 3 mm beträgt und die Steigung 0,5 mm, dann kann ein Abstand L von 4 bis 5 mm zweckmäßig sein.

Der Eingriff des bandförmigen abgebogenen Endes 16 des Abgriffelements 10 mit der Einstellspindel 19 5" ist in Fig. 4 in größerem Maßstab dargestellt. Wenn die Einstellspindel 19 einen Steigungswinkel θ hat, ist das Ende 16 etwa um den Winkel O gegenüber einer senkrecht zur Achse der Spindel 19 liegenden Linie, und zwar umgekehrt gegenüber dem Steigungssvinkel gi.ieigt. Zwischen dem Fuß des Gewindes der Einstellspindel 19 und der Neigung des Endes 16 besteht daher ein Winkel 2 (-). Die beiden Ecken des Endes 16 sind abgerundet. Wenn das Abgriffelement 10 am Ende seiner Bewegung angekommen ist, wird das Ende 16 über den Scheitel des Gewindes wandern, unabhängig von der Drehrichtung der Einstellspindel.

Die Bedingung, daß das abgebogene Ende 16 über den Scheitel des Gewindes der Einstelispindel 19 glatt hinwegwandern kann, wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 5A und 5B erläutert, Fig. 5 A zeigt einen Schnitt durch die Einstellspindel 19. Es ist angenommen, daß der Auüendurchmcsser des

Gewindes gleich d ist. Der Durchmesser am Fußpunkt des Gewindes ist i/, und der wirksame Schraubendurchmesscr d₂. Es ist erwünscht, daß das Ende 16 das Gewinde etwa in der Nähe des wirksamen Durchmessers d₂ berührt. Die Punkte A und B sind die Schnittpunkte der Tangente am Punkt H des wirksamen Durchmessers und des Außendurchmessers des Gewindes.

Fig. 5B ist eine Teilseitenansicht der Einstellspindel 19. In dieser Figur stellt die Linie 775' den Scheitel des Gewindes dar. Die Linie Ό' 5' hat die gleiche aber entgegengesetzte Neigung wie die Linie TD'. Der Punkt E ist ein Punkt auf der Scheitellinie, den das abgebogene Ende 16 berührt. Der Punkt S liegt in der Mitte der Linie TS' und ist ein Punkt auf dem wirksamen Durchmesser d.₂.

Eine Linie SE liegt parallel zu einer Linie S' D'. Wenn der Neigungswinkel der Linie S' W gegenüber einer senkrecht zur Achse der Einstellspindel liegenden Richtung mit θ bezeichnet wird, dann kann dieser Winkel θ der Steigungswinkel der Einstellspindel sein. Da die Linie SE parallel zur Linie S'D' liegt, hat die Linie SE auch einen Winkel β gegenüber der zur Spindelachse senkrechten Richtung. Wenn der Neigungswinkel am abgebogenen Ende 16 gleich ß ist, dann ist ß = Θ, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Es ist daher notwendig, daß der Neigungswinkel/Ϊ am Ende 16 dem Steigungswinkel Θ der Einstellspindel 19 entgegengesetzt ist und einen etwa gleichen Absolutwert aufweist. Der Winkel /i braucht jedoch nicht genau gleich dem Winkel P zu sein. Es kann folgendes gelten: ß = θ ± 1°. Bei oem dargestellten Beispiel liegt θ zwischen 2 und 4°.

Durch eine Drehung der Einstellspindel 19 wird das Abgriffelement 10, das mit seinem bandförmig abgebogenen Ende 16 und dem abgeknickten Teil 15 mit der Einstellspindel im Eingriff steht, nach rechts oder links in F i g. 1 zusammen mit dem Halter bewegt, und zwar je nach der Drehrichtung der Spindel 19. Das Abgriffelement 10 wird hierbei durch das bandförmig abgebogene Ende 16 geführt. Da die Krümmung des abgeknickten Teils 15 verhältnismäßig groß im Vergleich zur Steigung des Gewindes ist, liegt das Knie des Teils 15 nur zwischen benachbarten Kuppen des Gewindes an. Hierdurch wird erreicht, daß das Abgriffelement 10 zwangläufig und genau durch das abgebogene Ende 16 geführt wird, das kein Spiel gegenüber dem Gewinde der Einstellspindel 19 hat. Der Arm 11 des Abgriffelements 10 wird an dem Widerstandselement 12 mit seinem Schleifkontakt 13 durch Federkraft angedrückt.

Bei einer Drehung der Einstellspindel 19 kann das Abgriffelement 10 bis zum linken Ende der Spindel bewegt werden. In dieser Stellung wird der Halter 18 angehalten. Das Abgriffelement 10 wird sich nicht weiter nach links bewegen, da sein Abschnitt 14 mit dem Ende des Halters 10 verbunden ist. Wenn die Bedienungsperson die Einstellspindel 19 irrtümlich weiterbewegt, werden der Halter 18 und das Abgriffclemcnt 10 in der linken Stellung angehalten, so daß die Spindel 19 Lccrumdrehungen ausführt. Da das Ende 16 um einen Winkel geneigt ist, der entgegengesetzt und etwa gleich dem Absolutwert des Steigungswinkels der Einstellspindel ist, wird das abgebogene Ende 16 glatt über den Scheitel des Gewindes hinwegwandern und die Leerdrehung der Einstellspindel 19 nicht hindern.

Das Abgriffelcment 10 bewegt sich zusammen mit dem Halter 18 bis zum rechten Ende der Einstellspindel 19, wenn die Einstellspindel in der anderen Richtung gedreht wird. Das Element 10 bewegt sich nicht weiter nach rechts, als es die Ansätze 17 erlauben, die mit einem abgestuften Abschnitt 24 des Halters 18, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in Berührung kommen. Wenn die Bedienungsperson die Einstellspindel 19 weiterdreht, macht letztere Leerumdreao hungen, da der Halter 18 und das Abgriffelement 10 am rechten Ende anschlagen. Das bandförmige abgebogene Ende 16 wandert über den Scheitel des Gewindes in ähnlicher Weise hinweg, wie dies oben beschrieben wurde.

Am Ende des Armes 11 kann eine vertikal eingeschnittene Nut vorgesehen sein, so daß sich eine gabelförmige Form ergibt. Der Kontakt mit dem Widerstandselement wird dann sicherer, und die Bremswirkung des Schleifkontakts wird verringert. Eine weitere Ausführungsform eines einstellbaren Widerstands ist in F i g. 6 dargestellt. In F i g. 6 ist der Halter des Abgriffelements abgenommen. Das Abgriffelement 50 enthält auch hier das bandförmige abgebogene Ende 16 und den abgeknickten Teil 15, die mit der Einstellspindel 19 in derselben Weise ir Berührung stehen, wie bei dem vorhergehenden Beispiel. Das Abgriffelemetit 50 hat Arme 51 α und 51 6. die gabelförmig am unteren Ende auseinanderlaufen. Schleifkontakte 52a und 526 am vorderen Ende dei Arme 51 α und 51 b stehen mit den Widerstandselementen 12α und 126 in Berührung, letztere laufer parallel zueinander und sind voneinander getrennt Es können auch drei oder mehr Arme in ähnliche! Weise vorgesehen sein.

Bei den obenerwähnten Beispielen dient der abgeknickte Teil 15 dazu, eine ungleichförmige Bewegung zu verhindern und eine Parallelbewegung ml· der Einstellspindel 19 und dem Widerstandselemen 12 herzustellen. Wenn der Eingriff mit der Einstell spindel 19 nur durch das abgebogene Ende 16 be wirkt wird, kann der abgeknickte Teil 15 an Stell« der gekrümmten Form auch eine Form haben, dal er die Kuppen des Gewindes an mehreren Stellet berührt.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Ge samtheit der Merkmale eines jeden Anspruchs, als« einschließlich seiner Rückbeziehung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer Widerstand mit einer leitfahi· gen Liinstellspindel und einem parallel da/u verlaufenden Widerstandselement und einem Ahgriffelement mit einer Bohrung, durch welche die Einstellspindel hindurchgeht, wobei das AhgritTelement in mindestens einem Gehauseteil gegen Verdrehung führbar ist und einen federnden metallischen Schleifkontakt aufweist, der mit dem Widerstandsclement zusammenwirkt und mit mindestens einem bandförmigen abgebogenen Ende elektrisch und mechanisch mit dem Gewinde der Einstellspindel so im Eingriff ist, daß durch Drehung der Einstellspindel das Abgririelement verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige abgebogene Ende (16) des Schleifkontakts (13) aus einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Einstellspindel (19) steht, um etwa den gleichen Winkel (-), aber in entgegengesetzter Richtung wie der Steigungswinkel des Gewindes der Einstellspindel herausgedreht ist, und daß die Ecken des im Eingriff mit dem Gewinde stehenden bandförmigen abgebogenen Endes abgerundet sind.

2. Einstellbarer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel des abgebogenen Endes (16) des Schleifkontaktes im wesentlichen gleich einem Winkel />' ist, der sich aus folgender Gleichung ergibt

ρ'= θ ± P,

worin (-) der Steigungswinkel des Gewindes der Einstellspindel (19) ist.

3. Einstellbarer Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von dem abgebogenen Ende (16) des Schleifkontaktes zu einem weiteren in Eingriff mit dem Gewinde der Hinstellspindel stehenden mittleren Teil (15) des Schleifkontaktes das η-fache der Steigung des Gewindes der Einstellspindel (19) betragt und daß »«« eine ganze Zahl zwischen 8 und 10 ist.

4. Einstellbarer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß de- mit dem Widerstandselement (12, 12a, Hb) zusammenwirkende Kontaktteil (13) des Schleifkontaktes in an sich bekannter Weise in einer Anzahl von Armen geteilt ist.