DE2138352A1 - Regelwiderstand - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dr.ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · DlPr-PHYS-W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELI₁UNGSATVSCHRIfT: HAMBURG 36 · NEUER WALI 41

TIiI;. 3674 2StTNO 364110

TEIiKGH. NEGBDAPATBNT HAMBtTlIG

SPECTROL ELECTRONICS CORPORATION München is · mözartstr. 23 1704 South. Del Mar Avenue τΕί,.οββοοββ

San Gabriel* CälifyUSA teiegh. negeuapatent München

Hamburg, den 30. Juli 1971

Regelwiderstand

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regelwiderstand und ist insbesondere in Verbindung mit mehrgängigen Potentiometern verwendbar, bei denen ein schraubengangförmiges Widerstandselement in einer schraubenförmigen Innenut des Potentiometergehäuses untergebracht ist»

Derartige Widerstände werden zweckmäßigerweise mit einem Verschlußglied versehen, um zu verhindern, daß in das Widerstandsgehäuse Feuchtigkeit und Verunreinigungen eintreten können, was zu einer Störung führen könnte.

Es ist bekannt, das Verschlußglied mittels eines Klemmbandes, Peststellschrauben oder durch Anbringen des Verschlußgliedes mittels Kopfschrauben am Gehäuse zu haltern. Derartige Maßnahmen sind jedoch unerwünscht kostspielig, erfordern eine Vielzahl von Bauteilen und verlangen häufig beim Zusammenbau eine besondere Sorgfalt, damit das Verschlußglied mit dem Gehäuse ordnungsgemäß ausgerichtet

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wird, insbesondere wenn das Verschlußglied mit einem Anschlag zur Dreht»egreiizung des Rotors ia zusammengebauten Zustand des Widerstandes versehen ist.

Erfindungsgemäß soll daher ein Hegelwiderstand geschaffen werden, bei dem insbesondere das Verschlußglied verhältnismäßig billig herzustellen und in einfacher Weise in einer vorgegebenen Lage mit dem Gehäuse zusammenzubauen ist.

Kurz gesagt enthält der erfindungsgemäße Regelwiderstand ein Gehäuse, einen im Gehäuse angeordneten Rotor und ein Verschlußglied. Im Inneren des Gehäuses ist eine Schraubengangntit ausgebildet, und im vorderen Abschnitt der Nut sitzt ein Widerstandselement. Das Verschlußglied enthält ein Außengewinde, das mit dem hinteren Abschnitt der im Gehäuse ausgebildeten Nut verschraubt ist* Zur Sicherung des Verschlußgliedes in einer vorgegebenen Drehlage am Gehäuse dient eine feste Vorrichtung, vorzugsweise ein Klemmenstift, der radial durch das Gehäuse in das Verschlußglied verläuft.

Im einzelnen enthält der 'Regelwiderstand ein zylindrisches Gehäuse mit einer schraubengangförmigen Innennut, in derem vorderen Abschnitt ein schraubenförmiges Widerstandselement angeordnet ist. Im Gehäuse ist ein Rotor mit einem Widerstandsschleifer angeordnet, der mit dem Widerstandselement

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in Kontakt steht. Ein zylindrisches Verschlußglied mit einem vorstehenden, mit einem Außengewinde versehenen Hals ist auf den Endabschnitt der schraubenförmigen Nut des Gehäuses aufgeschraubt. Ein dem Rotor zugeordneter

en
Klemm&tift ist radial in das Gehäuse geschraubt und verläuft durch eine Radialöffnung im Verschlußglied, um das Verschlußglied in einer vorgegebenen Winkellage am Gehäuse festzulegen und eine Anschlagschulter am Verschlußglied mit dem Gehäuse auszurichten. Mehrere radial verlaufende Druckpolster sind an einer nach vorn gerichteten Schulter des Verschlußgliedes ausgebildet und wirken mit einer nach hinten weisenden Schulter des Gehäuses zusammen, so daß das Verschlußglied in eine genau vorgegebene Winkellage, bezüglich des Gehäuses gedreht und gleichzeitig Fertigungstoleranzen des Gehäuses und des Verschlußgliedes ausgeglichen werden können»

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen,, Es zeigt s

Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Regelwiderstandes mit einem daran angebrachten Verschlußglied,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Verschluß-

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gliedes,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses nach dem Zusammenbau mit dem Rotor, und

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1.

Gemäß den Figuren enthält der Regelwiderstand 10, der vorzugsweise ein Potentiometer ist, ein Gehäuse 11, einen Rotor 12 und ein Verschlußglied 13. Die Erfindung wird zwar insbesondere in Verbindung mit einem mehrgängigen Potentiometer mit gewickelten Widerstandsdrähten beschrieben, kann jedoch bei ein- oder mehrgängigen Widerständen und Potentiometern mit sowohl gewickelten oder nicht gewickelten Widerstandselementen, bei denen das Widerstandselement in einer schraubengangförmigen Nut angeordnet ist, Verwendung finden.

Das Gehäuse 11 ist hohl ausgebildet und enthält eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche, an der eine schraubengangförmige Nut 15 ausgebildet ist. Ein schraubenförmiges, aus gewickeltem Draht aufgebautes Widerstandselement 16 ist in einem Ende der Nut 15 angeordnet. Das Widerstandselement kann einen schrauben -

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gangförmigen Kern 17 aufweisen, um den ein dünner Widerstandsdraht 16 gewickelt ist. Zwei Klemmen 18 und 19 verlaufen radial durch das Gehäuse 11 und stellen von außerhalb des Gehäuses 11 eine elektrische Verbindung mit dem entsprechenden Ende des Widerstandselementes 16 her· Das Widerstandselement 16 sitzt im vorderen Abschnitt der schraubengangförmigen Nut 15» und der dem offenen hinteren Ende des Gehäuses 11 benachbarte Abschnitt 20 der Nut ist unbesetzt und freigehalten. Das vordere Ende des Gehäuses 11 ist vorzugsweise durch einen einstückig angeformten, radial verlaufenden Deckel 21 verschlossen, der eine zylindrisch geöffnete Buchse 22 enthält, die ein Lager für den Rotor 12 bildet. Das Gehäuse 11 ist ferner mit einer nach hinten gerichteten, radial verlaufenden Schulter 25 versehen, die im Gehäuse ausgenommen ist und vorteilhafterweise am freien Ende der Nut 15 liegt.

Der Rotor 12 kann von irgendeiner beliebigen Bauart sein und dient zur elektrischen Kontaktgabe mit dem Widerstandselement. Wie in den Figuren gezeigt, kann der Rotor 12 einen Aufsatz 30 enthalten, der fest mit einer axial verlaufenden Welle 31 verbunden ist, die durch die Öffnung 22 des Gehäuses 11 verläuft und in dieser gelagert ist. Der Aufsatz 30 enthält einen axial verlaufenden Schlitz, in dem ein hin- und hergehender Schieber 32 sitzt,

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der einen elektrisch leitfähigen Schleifer 33 trägt. Der Schleifer 33 ist über einen flexiblen Leiter 34 mit einem Schleifring 35 verbunden, der am hinteren Ende des Aufsatzes 30 angeordnet ist. Die Welle 31 besteht vorzugsweise aus Metall und der Aufsatz 30 aus einem geeigneten Isolations-Kunststoff, der den Schleifring 35 gegenüber der ¥elle isoliert. Der Schleifer 33 steht in elektrischem Kontakt mit dem Widerstandselement 16. Bei Drehung der Welle 31 laufen der Aufsatz 30, der Schieber 32 und der Schleifer 33 gemeinsam mit der Welle um. Der Schieber 32 ist mit einer nach außen gerichteten, halbkreisförmigen Nut versehen, die Arme aufweist, die eng-sitzend an die Innenfläche des Widerstandselementes 16 angepaßt sind, so daß der Schieber bei Drehung der Welle 31 de« Schraubengangpfad des Widerstandselementes folgt. Es ist somit ersichtlich, daß der Schieber 32 gemeinsam mit dem Aufsatz umläuft und in der in diesem ausgebildeten Nut axial gleitet, so daß der Schleifer 33 ständigen Kontakt mit den Windungen des Widerstandselementes haben und durch Drehung der Welle 31 der erwünschte Widerstand eingestellt werden kann.

Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von außerhalb des Gehäuses 1 mit dem Widerstandselement über den Schleifer 33 ist eine Schleiferklemmenanordnung kO vorgesehen. Die Schleiferklemmenanordnung kO enthält eine Lötnase 41, die

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unter dem Schlitzkopf eines mit Gewinde versehenen Klemmenstiftes 42 befestigt ist. Eine Schleiferbürste 43 verläuft vom Schaft des Klemmenstiftes 42 in elektrischen Kontakt zu dem Schleiferring 35, der seinerseits über den flexiblen Leiter 34 mit dem Schleifer 33 verbunden ist. Der Klemmenstift 42 ist mit der radialen Gewindeöffnung 45, die am geöffneten Ende des Gehäuses 11 gelegen ist, verschraubt. Zwischen der Bürste 43 und dem gewindelosen Abschnitt des Schaftes ist der Klemmenstift 42 mit einer kegelstumpfförmigen Nockenfläche 44 versehen.

Das Verschlußglied 13 ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und hat einen Außendurchmesser, der eng mit dem Innendurchmesser der Ausnehmung 24 des Gehäuses 11 übereinstimmt. Eine Schulter 55 verläuft von der Außenfläche des Verschlußgliedes 13 radial nach innen und ist mit mehreren axial verlaufenden, nachgiebigen, radialen Druckrippen 56 versehen (siehe Fig. 2). Das Verschlußglied 13 enthält ferner einen Hals 50 mit einem radial nach außen verlaufenden Schraubenganggewinde, das die gleiche Ganghöhe wie die schraubengangförmige Nut I5 hat. In der Stirnwand des Verschlußgliedes 13 ist eine axial verlaufende, koaxial angeordnete, zylindrische Ausnehmung 59 ausgebildet, die ein Lager für das hintere Ende der Welle 31 bildet. Eine radial nach innen verlaufende Anschlagschulter 62 ist an das vorzugsweise aus

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Kunstharz hergestellte Verschlußglied !^angegossen. Die Anschlagschulter 62 vermag mit dem Schieber JZ des Rotors 12 zusammenzuwirken, um die Drehbewegung der Welle 31 ^zu begrenzen, wenn der Schieber das Ende der letzten Windung des Widerstandselementes erreicht hat. Eine radial verlaufende Öffnung 51 ist relativ zur Anschlagschulter

derart, im Verschlußglied 13 an einer Stelle angeordnet,/dass die Anschlagschulter nach dem Zusammenbau des Verschiußgliedes und des Gehäuses 11 in die erwünschte Winkellage zu liegen kommt, in der sie ein Weiterdrehen der Welle 31 verhindert, wenn der Schleifer 33 d^as Ende des schraubengangförmigen Widerstandselementes 16 erreicht hat· Vorzugsweise ist die Öffnung 51 in Axialrichtung länglich ausgebildet und mit schräg geneigten Axialwänden versehen. Das gesamte Verschlußglied ist vorzugsweise aus einem Kunstharz gegossen. Zumindest das Material der Rippen ^6 sollte eine gewisse Elastizität aufweisen, so daß die Rippen 56 sich verformen können und eine axiale Anpassung gestatten, wodurch trotz Vorhandensein von auf Fertigungsungenauigkeiten zurückzuführenden Maßabweichungen eine genaue Winkelausrichtung des Verschlußgliedes 13 mit dem Gehäuse 11 ermöglicht wird.

Der erfindungsgemäße Widerstand wird dadurch zusammengebaut, daß das schraubengangförmige Widerstandselement 16 im vorderen Ende der Nut 15 vorzugsweise durch einen

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geeigneten Kleber befestigt wird. Die axiale Länge der Nut 15 ist so bemessen, daß am freien hinteren Endabschnitt eine Windung durch das Widerstandselement nicht besetzt wird. Die Klemmen 18 und 19 werden mit den entsprechenden Enden des Widerstandselementes 16 elektrisch verbunden. Der Rotor 12 wird nunmehr zusammengebaut, wobei das vordere Ende der Welle 3I über den vorderen Abschnitt 21 des Gehäuses vorsteht. Dabei ist darauf zu achten, daß der Schleifer 33 und der Schieber 32 ordnungsgemäß zu liegen kommen, so daß der Schleifer auf der radial inneren Fläche des Widerstandselementes 16 aufsitzt und die Schieberarme derart erfaßt werden, daß sie den Windungen des Widerstandes folgen.

Nunmehr wird das Verschlußglied I3 in das Gehäuse 11 eingesetzt und so weit verdreht, bis das Schraubgewinde am vorderen Ende des Verschlußgliedes den unbesetzten Endabschnitt 20 der Nut I5 des Gehäuses 11 erfaßt. Üblicherweise wird der Schleifer 33 durch Drehung der Welle 31 im Uhrzeigersinn zum vorderen Ende des Gehäuses 11 vorgeschoben, und infolgedessen wird das Verschlußglied 13 zum Zwecke des Einbaues in das Gehäuse entgegen dem Uhrzeigersinn bei Blickrichtung auf das rückwärtige Ende des Verschlußgliedes verdreht. Das Verschlußglied 13 wird in das Gehäuse 11 eingeschraubt, bis die radiale Öffnung 51 des Verschlußgliedes durch die entsprechende

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radiale Öffnung 45 des Gehäuses 11 sichtbar ist. Wie in den Figuren gezeigt, kann die Radialöffnung 51 in Axialrichtung -

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geringfügig läng / ausgebildet sein und somit einen axial verlaufenden Schlitz bilden, der eine fluchtende Ausrichtung mit der Öffnung 45 sicherstellt, wenn sich die Bauteile in der ordnungsgemäßen Winkellage befinden. Die Bauteile sind so bemessen, daß bei gegenseitiger fluchtender Ausrichtung der Radialöffnungen die nachgiebigen Druckrippen 56 im gesamten Toleranzfeld der Gußteile geringfügig zusammengedrückt werden. Durch die Anpressung der Druckrippen 56 an der nach hinten gerichteten Schulter 25 des Gehäuses 11 wird ein verhältnismäßig fester Reibschluß zwischen dem Verschlußglied und dem Gehäuse erreicht und gleichzeitig trotz Vorhandensein von Maßabweichungen der Bauteile eine Drehung des Verschlußgliedes in die exakte Winkellage ermöglicht.

Dann wird die Ro to rkl enunenano r dnung 40 durch die miteinander fluchtenden Radialöffnungen 45 und 51 eingesetzt, so daß die Bürste 43 den Schleiferring 35 erfaßt und mit diesem

zeigt, in elektrischen Kontakt tritt. Wie Fig. 4/ist die Breite der Radialöffnung 51 zwischen ihren axial verlaufenden Seitenrändern vorzugsweise so gering, daß ein fester Sitz mit den Seitenflächen des glatten* gewindelosen Schaftabschnittes des Klemmenstiftes 42 erreicht wird. Der Axial-

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schlitz 51 kann entweder im Verschlußglied oder im Gehäuse ausgebildet sein, und im entsprechenden anderen Bauteil ist eine Gewindebohrung zur Aufnahme des Klemmenstiftes h2 vorgesehen. Beim Einschrauben des Klemmenstiftes in das Gehäuse mittels eines Schraubenziehers, der in einen Schlitz im Kopf des Stiftes einsetzbar ist, wirkt die konische Nockenfläche 44 mit den mit geringem Abstand ' zueinander verlaufenden Axialrändern der Radialöffnung 5I zusammen und drückt das Verschlußglied genau in die vorgegebene Winkellage bezüglich des Gehäuses 11, wodurch die Anschlagschulter 62 in Radial- oder Umfangsrichtung genau positioniert wird und in der richtigen Drehlage der Welle 31 mit dem Schleifer 33 zusammenwirkt. Das hintere Ende der Welle 31 schiebt sich in die Ausnehmung 59 des Verschlußgliedes 13, wodurch eine hintere Lagerung für den Rotor 12 gebildet wird.

Es ist zwar 4mMmta«« besonders bevorzugt, daß zur Halterung des Verschlußglxedes im Gehäuse der Klemmenstift 42 verwendet wird, um nach dem Zusammenbau eine genaue Ausrichtung zu erhalten, jedoch lassen sich auch andere Maßnahmen verwenden. Beispielsweise können nach dem Zusammenbau durch Heißverformung in. dem Verschlußglied oder dem Gehäuse Eindrückungen ausgebildet werden, um ein Losschrauben des Verschlußglxedes vom Gehäuse zu verhindern, oder zu dem gleichen Zweck können andere Maßnahmen Verwendung

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finden. Weiterhin kann das Verächlußglied am vorderen Ende des Gehäuses angeordnet werden, oder beide Gehäuseenden können erwünschtenfalls durch ein Verschlußglied verschlossen werden. Ferner können mehrere mechanisch gekoppelte Widerstände zusammengebaut werden, wobei das Verschlußglied des einen Widerstandes ein Gehäuseteil eines benachbarten Widerstandes bildet.

Der erfindungsgemäße Widerstand hat den Vorteil verhältnismäßig geringer Herstellungskosten, erfordert wenige Bauteile und kann in einfacher Weise zusammengebaut werden, ohne daß eine besondere Fertigkeit erforderlich ist.

Nach dem Zusammenbau werden die Bauteile sicher in genau vorgegebener Relativlage gehalten, und es ist dafür gesorgt, daß Maßabweichungen, die beim Gießen oder maschinellen Bearbeiten der Bauteile entstehen, ausgeglichen werden.

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Claims (1)

1. TV* ii. /ι. Vo

   - 13 Patentansprüche

   1ί I Regelwiderstand mit einer in einem Gehäuse'ausgebildeten axial verlaufenden, schraubengangförmigen Nut, einem im Gehäuse angeordneten ¥iderstandselement, am Gehäuse angeordneten, stationären Anschlußklemmen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Widerstandselement von außerhalb des Gehäuses, wobei die Nut einen freien Endabschnitt aufweist und das Gehäuse an seinem dem freien Endabschnitt der Nut benachbarten axialen Ende zwecks Zugangs zum Gehäuseinneren während des Zusammenbaues des Regelwiderstands geöffnet ist, einem mit dem Gehäuse verbundenen Rotor, der einen im Gehäuse angeordneten Schleifer zur elektrischen Kontaktgabe mit dem Widerstandselement und eine Stellvorrichtung zur Einstellung der Lage des Schleifers von außerhalb des Gehäuses enthält, einer Schleiferklemmenanordnung, die von außerhalb des Gehäuses eine elektrische Verbindung mit dem Schleifer herstellt, und einem Verschlußglied zum Verschließen des offenen Gehäuseendes, wobei am Verschlußglied ein mit einem Schraubgewinde versehener Hals angeordnet ist, der zwecks Halterung des Verschlußgliedes am Gehäuse mit dem freien Endabschnitt der Bchraubengangförmigen Nut verschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) mit einer radial verlaufenden Öffnung (45) und das Verschlußglied (13) mit einer radial fluchtend zur GehäuseÖffnung (^5) ausrichtbaren,

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   radial verlaufenden Öffnung (51) versehen ist, und daß sich die Schleiferklemmenanordnung (4o) durch die beiden radialen Öffnungen erstreckt und in elektrischem Kontakt mit dem Schleifer (33) steht und dadurch sowohl ein elektrischer Anschluß ermöglicht als auch das Verschlußglied (13)
   drehfest am Gehäuse (11) gesichert ist.

   Regelwiderstand nach Anspruch 1, dadurch^jekennzeichnet, daß die eine Radialöffnung (51) einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, wodurch die Radialöffnungen (45» 51)
   in der vorgegebenen Drehlage des Verschlußgliedes (13)
   gegenüber dem Gehäuse (11) fluchtend ausgerichtet sind, und daß die andere Radialöffnung (45) mit Gewindegängen zum Einschrauben eines Klemmenstiftes (42) der Schleiferklemmenanordnung (4o) versehen ist und der Klemmenstift (42) eine die axial verlaufenden Ränder des Schlitzes
   während des Zusammenbaues erfassende Nockenfläche (44)
   aufweist, durch die das Verschlußglied (13) beim Einschrauben des Klemmenstiftes (42) in die radial verlaufende GewindeÖffnung (45) infolge des Zusammenwirkens der
   Nockenfläche (44) mit den axial verlaufenden Schlitzwänden in die vorgegebene Drehlage gebracht wird.

   Regelwiderstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseöffnung (45) mit Gewindegängen versehen und eine Nockenfläche (44) eines Klemmenstiftes

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   (42) der Schleiferklemmenanordnung (4o) kegelförmig geneigt ausgebildet ist und dadurch das Verschlußglied (13) beim Einführen des Klemmenstiftes (42) in das Gehäuse (11) durch Zusammenwirken der kegeligen Nockenfläche (44) mit dem Rand der Radialöffnung (51) im Verschlußglied (13) in eine vorgegebene Drehlage verstellbar ist.

   4, Regelwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Verschlußglied (13) eine Anschlagschulter (62) ausgebildet ist, die von einem Abschnitt (32) des Rotor (12) erfaßbar ist und dadurch in einer vorgegebenen Winkellage des Verschlußgliedes (13) am Gehäuse (11) die Drehung des Rotors in einer erwünschten vorgegebenen Lage begrenzt.

   5. Regelwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (ii) eine Radialschulter (25) und das Verschlußglied (13) eine der Radialschulter (25) des Gehäuses (11) zugekehrte Radialschulter (55) enthält, und daß eine dieser Radialschultern mit axial verlaufenden nachgiebigen Druckrippen (56) versehen ist, die an die andere Schulter anlegbar sind und durch axiale Anpassung eine genaue ¥inkelausrichtung des Verschlußgliedes (13) und des Gehäuses (11) ermöglichen«

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