DE2148234A1 - Potentiometer mit Forderschraube - Google Patents

Description

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Dipl.-Ing. HORST AUER

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Anmelder: N.V.PK-Lirü'LLÖL.LAf^P£WFABfilEKEN _B0SS ^

Akte: PHN- 5216
vomi 27. Sept. 1971

"Potentiometer mit Förderschraube".

Die Erfindung betrifft ein Potentiometer mit

einem mi tt tils einer Förder schraubspindel in einem trogartigen Gehäuse geradlinig verschiebbaren, durch die Innenwände des Trogs und durch die an diesen Innenwänden gebildeten Ansätze geführten Schlitten, der eine Kontaktfeder enthält, von der ein Teil in das Schraubengewinde der elektrisch leitenden Spindel greift und als Mutter und Kontakt wirksam ist, und ein zweiter Teil einen über die Widerstandsstrecke bewegbaren Schleifkontakt bildet.

Es ist bekannt (beispielsweise aus der niederländischen Patentanmeldung 6.808.170), die Kontaktfeder als U-förmig gebogenen Metalldraht auszubilden. Wenn aussergewöhnlich hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt

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werden, mit der das Potentiometer eingestellt werden kann, und an die Stabilität der Einstellung auch bei Stössen und Schwingungen, kann die bekannte Konstruktion diesen Anforderungen nicht immer genügen.

Zweck der Erfindung ist es, ein Potentiometer zu schaffen, das sehr hohen Anforderungen hinsichtlich Einstellgenauigkeit und Stabilität genügt und dessen Abmessungen genau so klein sind wie die der bekannten Anordnung.

ψ Das erfindungsgemässe Potentiometer ist dadurch

gekennzeichnet, dass jeder der beiden Teile der Kontaktfeder aus einer im wesentlichen V-förmig gebogenen Blattfeder besteht, wobei die Öffnungen der V der Blattfedern zueinander hin gerichtet sind, so dass die Kontaktfeder in Seitenansicht ungefähr rautenförmig ist und ihre längste Abmessung in Richtung des Schlittens liegt, wobei der Mutterteil der Kontaktfeder mit seinen streifenförmigen Enden den Schlitten an die Führungsansätze gedrückt hält, während der Schleifkon-

^ taktteil mit dem Scheitelpunkt des V mit einer geringeren Kraft an dem Widerstandsstreifen anliegt, als der Mutterteil an der Schraubspindel.

Da der Mutterteil mit seinen breiten, streifen— förmigen Enden auf dem Schlitten liegt, verhindert der kippsicher an den Ansätzen anliegende Schlitten das Kippen des Mutterteils, so dass er auf diese Weise eine bedeutende Ursache des Spielraums beim Einstellen ausschaltet. Indem der Schlitten durch den Mutterteil auf den Ansatz gedrückt gehalten wird, ist der passive Druck des Schleifkontaktteils

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unabhängig von der Durchfederung des Mutterteils, so dass der Schleifkontakt immer mit dem erwünschten, vorherbestimmten Druck über den Widerstandsstreifen gleiten kann.

Es sei bemerkt, dass in der britischen Patentschrift 1.035*521 eine Kontaktfeder für ein Potentiometer mit Förderschraube beschrieben ist, die zwei Blattfederteile enthält, von denen einer als Mutter und einer als Schleifkontakt wirksam ist. Diese Kontaktfeder ist jedoch nicht in einem Schlitten vorgesehen, sondern wird dadurch geführt, dass Teile der Feder selbst entlang den Seitenwänden und übei' den oberen Teil der Seitenwände des Potentiometers laufen. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass das Metal den Kunststoff der Seitenwände beschädigt, wodurch die Feder auf die Dauer nicht mehr geschmeidig läuft. Ausserdem befindet sich der Schleifkontakt am Ende einer ziemlich langen Feder, wodurch ein etwaiger kleiner Spielraum an der Stelle der Führung zu einer stark vergrösserten Verschiebung des Schleifkontakts führt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger in

der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Anordnung im Längs- bzw. Querschnitt,

Fig. 3 ein Einzelteil derselben Anordnung im grösseren Masstab und in perspektivischer Sicht,

Fig. k und 5 ein anderes Einzelteil derselben Anordnung im Längs- bzw. Querschnitt, gleichfalls im vergrös-

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serten Masstab,

Fig. 6 und 7 wieder ein anderes Einzelteil

derselben Anordnung in Ansicht bzw. im Schnitt, auch im vergrösserten Masstab.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Potentiometer hat ein trogartiges Gehäuse 1 aus Kunststoff, in dem eine Förderschraubspindel 3» die an einem Ende mit einem Antriebszahnrad 5 versehen sein kann, drehbar gelagert ist. Hierzu enthält die Schraubspindel 3 an einem Ende (in Fig. 1 dem rechten) eine kegelförmig zulaufende Verdickung 7> wobei sich der kegelförmige Teil in einer gleichfalls kegelförmigen Aushöhlung 8 in einer Platte 9 befindet (siehe auch Fig. 6 und 7)· Die Platte 9 ist L-förmig gebogen und dient zugleich als elektrische Verbindung zu einem im Boden des Trogs 1 vorgesehenen Kontaktstift 11. Die Platte 9 kann sich in der Achsenrichtung der Schraubspindel 3 federnd bewegen und enthält ferner eine öffnung 12, die von der Aushöhlung 8 zum oberen Rand der Platte verläuft und deren Breite zwischen

" der Dicke der Verdickung 7 auf der Schraubspindel 3 und derjenigen des anschliessenden dünneren Teils der Schraubspindel liegt.

Die linke Stirnwand des Gehäuses 1 enthält eine gleichartige Aushöhlung und öffnung, in die gleichfalls eine kegelförmige zulaufende Verdickung der Schraubspindel 3 passt. Die Montage der Schraubspindel 3 in dem Gehäuse 1 kann auf einfache Art und Weise dadurch stattfinden, dass, beispielsweise mit einem Hilfswerkzeug, die Platte 9 nach links ge-

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schwenkt wird, dass danach die Schraubspindel in die Öffnung 12 und die entsprechende Öffnung in der linken Stirnwand eingelassen wird und dass man die Platte schliesslich wieder nach rechts federn lässt, wodurch die kegelförmigen Teile der Verdickungen an den Enden der Schraubspindel in die kegelförmigen Aushöhlungen der Platte und der linken Stirnwand hineingezogen werden und in diesen Aushöhlungen eingeschlossen bleiben. Das Gehäuse 1 kann hiernach mit einem Deckel 13 verschlossen werden. Abgesehen davon, dass die Montage einfach und dadurch preisgünstig ist, hat diese Konstruktion noch den Vorteil, dass jedes axiale Spiel der Schraubspindel 3 durch die Federwirkung der Platte 9 ausgeglichen wird, was zum Nutzen der Einstellgenauigkeit und der Stabilität des Potentiometers ist.

Die Spindel 3 dient zur geradlinigen Verschiebung eines Schlittens 15 (siehe auch Fig. k und 5)» der eine Kontaktfeder 17 (siehe auch Fig. 3) enthält, Der Schlitten 15 wird durch die Innenwände des Trogs 1 und durch zwei an diesen Innenwänden gebildete Ansätze 19 geführt. Die Kontaktfeder 17 besteht aus zwei Teilen und zwar einem Mutterteil und einem Schleifkontaktteil 23. Beide Teile werden durch je eine im wesentlichen V-förmig gebogene Blattfeder gebildet, wobei die Öffnungen der V der Blattfedern aneinander liegen, so dass die Kontaktfeder 17 iⁿ Seitenansicht ungefähr rautenförmig ist. Zur Erhaltung einer grösseren Steifheit in Längsrichtung ist es erwünscht, dass der Winkel zwischen den Schenkeln des V recht gross ist, beispielsweise 135°· Der

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' Mutterteil 21 der Kontaktfeder 17 greift mit dem Scheitelpunkt des V in das Schraubengewinde der Förderschraubspindel 3. Um dafür zu sorgen, dass der Punkt trotz des erwähnten grossen Winkels zwischen den Schenkeln des V gut im Schraubengewinde festgehalten wird, sind die Schenkel des V-förmigen Mutterteils 21 in der Nähe des Punktes vorzugsweise derart geknickt, dass der Winkel zwischen den Teilen der Schenkel, die in das Schraubengewinde greifen, beträchtlich spitzer ist als der zwischen den weiter von dem Punkt entfernt liegenden Teilen der Schenkel.

Der Schleifkontaktteil 23 der Kontaktfeder enthält über einen beträchtlichen Teil seiner Länge pro Längeneinheit vorzugsweise bedeutend weniger Material als der Mutterteil 21. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, dass der Schleifkontaktteil 23 über den grössten Teil seiner Länge in Längsrichtung durch eine längliche öffnung 25 in zwei Teile geteilt ist, welche öffnung von einem Punkt niihe dem Ende des einen Schenkels über den Scheitelpunkt des V zu einem Punkt nahe dem Ende des anderen Schenkels verläuft. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten, dieses Ziel zu erreichen, beispiels· weise die, dass der Schleifkontaktteil 23 schmaler oder dünner gemacht wird als der Mutterteil 21. Der Vorteil des hier angewendeten Verfahrens besteht jedoch hierin, dass ausser, dass die den Schleifkontaktteil 23 bildende Blattfeder schlaffer gemacht wird, auch der eigentliche Schleifkontakt in zwei Teile geteilt wird. Das Erschlaffen des Schleifkontaktteils

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2 3 ist wie bereits erwähnt erwünscht, um dafür zu sorgen, dass der Mutterteil 21 den Schlitten 15 auf die Ansätze 19 gedrückt hält, so dass im Grunde zwei unabhängige Federsysteme entstehen, nämlich einerseits der Mutterteil 21, der den Schlitten 15 andrückt, und andererseits der Schleifkontaktteil 23, der den eigentlichen Schleifkontakt an einen auf dem Boden des Trogs 1 befindlichen Widerstandsstreifen 27 andrückt. Dieser Widerstandsstreifen 27 kann beispielsweise durch eine Kohlenstoffschicht gebildet sein. Insbesondere in dem Fall ist es erwünscht, dass der Schleifkontakt in zwei Teile geteilt ist, damit bei jeder Stellung des Schlittens ein guter Kontakt gewährleistet ist. Wie aus Fig.

3 ersichtlich, kann der Schleifkontaktteil 23 so gebildet sein, dass der Scheitelpunkt des V abgerundet ist, wodurch der Schleifkontakt geschmeidiger mit einer grösseren Kontaktoberfläche über die Widerstandsstrecke 27 läuft.

An denjenigen Stellen, wo die beiden Teile der

Kontaktfeder 17 sich berühren, sind die Schenkel der V abgebogen, so dass die Raute dort zwei in der Verlängerung ihrer längsten, parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens verlaufenden Diagonalen streifenförmige Vorsprünge 29 aufweist. Mit diesen Vorsprüngen 29 liegt die Kontaktfeder unter abwärts gerichtetem Druck auf zwei Brücken 31 an den Enden des Schlittens 15, welche Brücken die Seitenwände 33 des Schlittens 15 miteinander verbinden (siehe Fig. k und 5)· Der Schlitten 15 liegt kippsicher auf den Ansätzen 19» und die verhältnismässig breiten streifenförmigen Vorsprünge 29 liegen

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Unter Federdruck kippsicher auf den Brücken 31· Beim Drehen der Spindel 3 kann der Mutterteil 21 somit nicht kippen, so dass diese Möglichkeit des Spielraums im Antrieb des Schlittens 15 ausgeschlossen ist.

Die Kontaktfeder 17 kann wie aus Fig. 3 hervorgeht aus einem langen Band elastischen Materials gebildet sein, das in die richtige Form gebracht und danach gefaltet ist, wobei die Knickfalte in diesem Fall mit dem Ende des linken der beiden Vorsprünge 29 zusammenfällt. Es ist jedoch auch möglich, die beiden Teile 21 und 23 der Kontaktfeder 17 getrennt herzustellen und danach lose aufeinander zu legen oder beispielsweise durch Punktschweissung miteinander zu verbinden. In dem Fall kann die grössere Steifheit des Mutterteils 21 auch durch die Wahl eines anderen Materials als für den Schleifkontaktteil 23 erhalten werden.

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Claims (3)

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1. / Potentiometer mit einem mittels einer Förderschraubspindel in einem trogartigen Gehäuse geradlinig verschiebbaren, durch die Innenwände des Trogs und durch die an diesen Innenwänden gebildeten Ansätze geführten Schlitten, der eine Kontaktfeder enthält, von der ein Teil in das Schraubengewinde der elektrisch leitenden Spindel greift und als Mutter und Kontakt wirksam ist, und ein zweiter Teil einen über die Widerstandsstrecke bewegbaren Schleifkontakt bildet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Teile (21, 23) der Kontaktfeder (17) aus einer im wesentlichen V-förmig gebogenen Blattfeder besteht, wobei die öffnungen der V der Blattfedern zueinander hin gerichtet sind, so dass die Kontaktfeder (17) in Seitenansicht ungefähr rautenförmig ist und ihre längste Abmessung in Richtung des Schlittens (15) liegt, wobei der Mutterteil (21) der Kontaktfeder mit ihren streifenförmigen Enden (29) den Schlitten an die Führungsansätze (19) gedrückt hält, während der Schleifkontaktteil (23) mit dem Scheitelpunkt des V an dem Widerstandsstreifen (27) mit einer geringeren Kraft anliegt, als der Mutterteil (21) an der Schraubspindel (3).

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktteil (23) über einen beträchtlichen Teil seiner Länge bedeutend weniger Material pro Längeneinheit enthält als der Mutterteil (21), der mit dem Scheitelpunkt des V in das erwähnte Schraubengewinde (3) greift.

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3. Potentiometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktteil (23) über den grössten Teil seiner Länge in Längsrichtung durch eine
längliche öffnung (25) in zwei Teile geteilt ist, welche
öffnung von einem Punkt nahe dem Ende des einen Schenkels über den Scheitelpunkt des V zu einem Punkt nahe dem Ende des anderen Schenkels verläuft.

h. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1-3»

dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschraubspindel (3) an wenigstens einem Ende eine kegelförmig zulaufende Verdickung (7) enthält und dadurch mit diesem Ende im Gehäuse (1) gelagert ist, dass sich der kegelförmige Teil der Verdickung in einer gleichfalls kegelförmigen Aushöhlung (8) in einer in Achsenrichtung der Schraubspindel federnd beweglichen Platte (9) befindet, in welcher Aushöhlung eine am Rand der Platte beginnende öffnung (12) endet, deren Breite zwischen der Dicke der erwähnten Verdickung an der Schraubspindel und der des anschliessenden dünneren Teils der
Schraubspindel liegt.

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