DE2527531B2 - Einstellwiderstand - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Einstellwiderstand mit einem Gehäuse, mit einem an dem Gehäuse befestigten Basisteil, mit einer in Schleifeingriff mit der bogenförmigen Widerstandsbahn an der bogenförmigen Kcllektorbahn stehenden Kontaktvorrichtung, die an einem drehbar in dem Gehäuse gelagerten Antriebsglied befestigt ist, mit einer an dem Antriebsglied befestigten Antriebswelle und mit einer mit der Antriebswelle verbundenen Kupplung.

Es bestehen viele Anwendungen für elektrische »0 Steuer- und Überwachungseinrichtungen unter schwierigen Betriebsbedingungen beispielsweise unter und in der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges. Eine typische Anwendung besieht in der Verbindung eines Einstellwiderstandes mit der Welle des Drosselklappenventils '>5 in einem Vergasersystem. Derartige Bedingungen setzen eine robuste mechanische Anordnung, eine Widerstandsfähigkeit gegen Treibstoffdämpfe und gegen extreme Umgebungstemperaturänderungen sowie eine lange Lebensdauer in der Größenordnung von 1V2 Millionen Arbeitszyklen voraus. Bei vorhandenen Einstellwiderständen besteht eine der üblichen Ausfallgründe während eines extremen Dreh-Lebensdauertestes unter derartigen Bedingungen darin, daß die Welle des Einstellwiderstandes sich in der Lagerbüchse dieses Einstellwiderstandes festfrißt Dieses Fressen oder ein Seitendruck auf die Antriebswelle ergibt sich in vielen Fällen aus einer fehlerhaften Ausrichtung der beiden Wellen, die durch die mechanische Kupplung miteinander verbunden sind. Eine axiale Fehlausrichtung der beiden Wellen kann ebenfalls einen axialen Enddruck auf eine der Einstelleinrichtungen hervorrufen, wodurch sich eine übermäßige Abnutzung und eine Beschädigung einer der Steuereinrichtungen insbesondere einer elektrischen Steuereinrichtung in Form eines Einstellwiderstandes ergeben.

Es sind bereits Kupplungseinrichtungen in Verbindung mit Einstellwiderständen bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 23 00 902), die die gleichzeitige Einstellung einer Anzahl von Einstellwiderständen durch Verschwenken und/oder Verdrehen des Antriebsgliedes ermöglichen. Diese Kupplungseinrichtung ist relativ kompliziert und es sind zusätzliche Befestigungsschritte erforderlich, u:n die einzelnen Wellen an der Kupplungseinrichtung zu befestigen. Weiterhin wird bei diesen Kupplungseinrichtungen das Auftreten von axialen Kräften auf das Antriebsglied nicht verhindert

Weiterhin sind mechanische Kupplungen für Walzenantriebsspindeln bekannt (deutsche Patentschrift 4 20 070), bei denen eine der miteinander zu kuppelnden Wellen einen zungenförmigen Endteil aufweist während die andere Welle zwei Vorsprünge aufweist, die unter einem der Stärke der Zunge entsprechenden Abstand voneinander getrennt sind. Die beiden Wellen werden über ein Kupplungsteil mit einer kreuzförmigen Aussparung miteinander gekuppelt, w^-bei die Begrenzungsflächen der kreuzförmigen Aussparung ebenso wie die Zunge und die beiden Vorsprünge abgerundet sind. Auch diese bekannte Kupplung ermöglicht es nicht, das Auftreten axialer Belastungen oder die Übertragung axialer Belastungen über die Kupplung zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einstellwiderstand der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei einfachem Aufbau der Kupplung keine radialen oder axialen Kräfte auf das Antriebsglied übertragen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebswelle und eine Verlängerungswelle an ihren freien Enden jeweils eine sich in Achsrichtung der jeweiligen Welle erstreckende flache Zunge aufweisen und an dem der Antriebs- bzw. Verlängerungswelle zugewandten Ende der Kupplung, die annähernd in gleicher Richtung wie die Achsen der Antriebs- und Verlängerungswelle verläuft, erstreckender Schlitz zur Aufnahme der jeweiligen Zunge der Antriebs- bzw. Verlängerungswelle vorgesehen ist und die Schnittlinien der jeweils symmetrisch in beide Schlitze legbaren Ebenen ein rechtwinkliges Kreuz bilden und sich die beiden Schlitze senkrecht in ihren der Antriebs- bzw. Verlängerungswelle zugewandten Bereichen bogenförmig nach außen verbreitern und sich in jeweiligen den Wellen abgewandten Bereichen zu Hohlräumen erweitern, in die darin frei beweglich Endteile der Zungen nur zu einem Teil hineinragen.

Bei dem erfindungsgemäßen Einstellwidcrstand werden auf die Verlängerungswellc wirkende radiale oder

axiale Kräfte nicht oder nur in unwesentlichem Ausmaß auf das Antriebsglied übertragen, so daß sich eine hohe Lebensdauer des Einstellwiderstandes ergibt. Die Zungen der Antriebswelle und der Verlängerungswelle können sich frei in Axialrichtung gegenüber der Kupplung verschieben und weiterhin kann sich die Kupplung seitlich entlang der Zungen der Wellen verschieben und verschwenken und die Zungen können weiterhin um die bogenförmigen Klemmbacken verschwenkt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kupplung im wesentlichen zylinderförmig aus federnd elastischem Material ausgebildet ist und daß die kleinste Weite der Schlitze kleiner als die Dicke der Zungen ist. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird jedes Spiel zwischen der Kupplung und den Zungen der Antriebswelle bzw. der Verlängerungswelle beseitigt und die Übertragung von quer zur Achse der Verlängerungswelle wirkenden Kräften auf die Antriebswelle wird noch weiter verringert

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Hohlräume zylinderförmig erweitert Dabei ist es vorteilhaft, wenn die den Schritt seitlich begrenzenden Klemmbackenoberflächen annähernd hyperbolische Form aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform der Kupplung mit einem Einstellwiderstand;

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linien 11-11 der Kupplung und des Einstellwiderstandes nach Fig. 1;

Fig.3 eine auseinandergezogene Darstellung der Kupplung und des Einstellwiderstandes nach Fig. 1;

F i g. 4 und 5 Vorder- bzw. Seitenansichten der Kupplung, die das Verschwenken der Kupplung gegenüber einer damit verbundenen Welle zeigen.

In den Zeichnungen ist ein allgemein mit 4 bezeichneter Erstellwiderstand mit einem Zinkspritzgußgehäuse 5 mit einer einstückig ausgebildeten Büchse ·»<) 6 und mit einer aus thermoplastischem Material bestehenden Antriebswelle 7 für die Kontaktvorrichtung 70 des Einstellwiderstandes gezeigt. Die Antriebswelle 7 weist einen zylindrischen Teil 9 und eine einstückig dar.iit ausgebildete doppelseitig abgeflachte ·*> Zunge 11 auf, die sich über die Büchse 6 hinaus erstreckt, wobei strichpunktiert eine Verlängerungswelle 12 zur Verbindung mit einer nicht gezeigten äußeren Einrichtung und einer Ausführun^sform der Kupplung 14 gezeigt is!, die die Welle 12 mit der Welle 7 verbindet ίο Das Zinksprit.:gußgehäuse 5 ist auf seiner Rückseite durch ein Widerstandsbahnen tragendes Substrat 50 verschlossen.

Es sei zunächst die mechanische Kupplung 14 betrachtet. Diese Kupplung 14 weist zwei gleiche v> Kupplungselemente 16 und 17 auf, die an entgegengesetzten Enden ungeordnet sind. Wie dies aus den F i g. 3, 4 und 5 zu erkennen ist, umfaßt das Kupplungselement 16 eine Endoberfläche 18, zwei gegenüberliegende Arme 2Ö und 21 und bogenförmige Klemmbacken oder bo Schwenkteile 22 und 23, die einstückig mit jeweiligen Armen 20 i.nd 21 ausgebildet sind. Die Arme 20 und 21 sind mit bogenförmigen Oberflächen 20a und 21a versehen, die einen zylindrischen Hohlraum 24 bilden und die Klemmbacken 22 und 23 sind mit gebogenen Oberflächen 22a bzw. 23a v· rsehen, die allgemein eine hyperbolische Form aufweisen, die durch den Schlitz 26 angedeutet ist. Die Oberflächen 20a bis 23a, der zylindrische Hohlraum 24 und der Schlitz 26 sind ebenfalls in Fig.4 für das Kupplungselement 17 dargestellt Es ist versländlich, daß die Oberflächen 20a bis 23a bei beiden Kupplungselementen lfi und 17 gleich sind und daß der Unterschied zwischen dem Kupplungselement 16 und dem Kupplungselement 17 in der um 90° verdrehten Anordnung des zylindrischen Hohlraumes und des Schlitzes des Kupplungselementes 16 gegenüber dem zylindrischen Hohlraum und dem Schlitz im Kupplungselement 17 besteht Wie dies gestrichelt in F i g. 1 dargestellt ist, erstreckt sich ein flacher Teil, vorzugsweise ein doppelseitig abgeflachter Teil der Welle 12 in den zylindrischen Hohlraum und den Schlitz im Kupplungselement 17, um die Welle 12 mit der Kupplung 14 zu verbinden. Wie es in den F i g. 2,3 und 5 zu erkennen ist, bilden die Zunge U der Welle 7 und der zylindrische Teil 9 eine Schulter 29, und die Zunge 11 ist mit Seitenoberflächen 11a und lift sowie einem Endteil lic versehen. Die gebogenen Oberflächen 22a und 23a der Klemmbacken 22 und 23 stenen mit den Oberflächen 11a bzw. itb der Zunge 11 in Eingriff, um die Kupplung 14 mit der Welle 7 des Einstellwiderstandes 4 zu verbinden. Vorzugsweise besteht eine Festpassung zwischen der Zunge 11 und dem Schlitz 26, damit sich eine gleichzeitige Drehung der Welle und der Kupplung ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Befestigungseinrichtungen ergibt und damit ein Spiel oder eine Drehbewegung der Zunge 11 oder der Kupplung 14 ohne die Bewegung des anderen Teils vermieden wird.

Vorzugweise weist der Endteil lic der Zunge 11 einen Abstand von den bogenförniigen Oberflächen 20a und 21a auf, und die Endoberfläche 18 ist mit Abstand von der Schulter 29 angeordnet, so daß sich eine freie axiale Bewegung der Kupplung 14 in Axialrichtung entlang der Zunge 11 ergibt Irgendeine fehlerhafte axiale Ausrichtung der Welle 12 gegenüber der Welle 7 des Einstellwiderstandes 4 wird dann durch die Axialbewegung der Kupplung 14 entlang der Oberflächen 11a und Mb der Zunge 11 kompensiert und insbescndere ergibt eine fehlerhafte Ausrichtung in Axialrichtung in Richtung auf die Schulter 29 keinen unerwünschten axialen Druck auf die Schulter 29, der andernfalls eine innere Beschädigung des Einsteliwiderstandes 4 hervorrufen könnte.

Die mechanische Kupplung 14 beseitigt weiterhin seitliche Druckkräfte oder solche Kräfte auf die Welle 7, die ein Festfressen des zylindrischen Teils 9 gegen die Büchse 6 auf Grund einer fehlerhaften Ausrichtung der Welle 12 mit der Welle 7 hervorrufen würden. Wie es in F ί g. 4 zu erkennen ist, kann die Kupplung 4 frei seitlich in Richtung der Pfeile entlang der Oberflächen 11a und Ub der Zunge 11 gleiten, um eine fehlerhafte Ausrichtung zu kompensieren. Die Kupplung 14 kann sich außerdem frei seitlich gegenüber einer imaginären Linie LL entlang der Achse der Welle 7 verkippen. Wie dies in F i g. 4 zu erkennen ist, ist die Kupplung 14 nach oben gegenüber der gestrichelten Linie durch die Welle 7 gekippt und dieses Kppen der Kupplung 14 ergibt sich auf Grund einer Drehung der Kupplung 14 um einen imaginären Berührungspunkt Pder gebogenen Oberflächen 22a und 23a mit den Oberflächen lla und lib der Zunge 11. Wie dies in F i g. 5 zu erkennen ist, würde die Kupplung 14 für die gleiche Kippbewegung entweder aus der Zeichenebene hcaus oder in diese Zeichenebens hinein gegenüber der Welle 7 verkippt werden.

Fi g. 5 zeigt eine Drehung des Eingriffs der Welle 7 mit der Kupplung 14 umd 90° gegenüber dem Eingriff der in F i g. 4 gezeigt ist. Wie dies in F i g. 2 gezeigt ist,

kann, wenn die gebogenen Oberflächen 22a und 23a mil den Oberflächen 11a und 116 in Eingriff stehen, die Kupplung 14 sich frei um die gebogenen Oberflächen 22a und Ha gegenüber der Zunge 11 der Welle 7 drehen oder abrollen. F i g. 5 zeigt die Kupplung 14 gegenüber der Welle 7 verkippt, wobei die Oberfläche 11a um die gebogene Oberfläche 22a verschwenkt ist, während die Oberfläche Wb um die gebogene Oberfläche 23a verschwenkt ist. Vorzugsweise vergrößert die Schwenkbewegung der Klemmbacken 22 und 23 um die Zunge 11 die Spannung zwischen den Klemmbacken 22 und 23 und der Zunge 11 um einen Totgang oder ein Spiel während einer Drehung der Welle 7 und der Kupplung 14 weiter zu verhindern. Der zylindrische Hohlraum 24 ermöglicht eine Schwenkbewegung des Endtcils 1 leder Zunge 11 ohne Berührung der bogenförmigen Oberflächen 20a und 21,7. Die Kupplung 14 ergibt damit eine Universatkuppiung. die sowohl Enddrücke als auch Seitendrückc in irgendeiner Richtung auf Grund einer fehlerhaften Ausrichtung der Welle 12 mit der Welle 7 beseitigt. Es sei bemerkt, daß die gebogenen Oberflächen 22,i und 23a vorzugsweise kontinuierlich gebogene

'< Oberflächen bilden und daß die Kupplung 14 aus thermoplastischem oder anderem geeigneten Material ist. Wenn daher die Oberflächen 22a und 23a auf Grund von Herstellungstoleranzen flache Abschnitte aufweisen, so biegen sich die Arme 20 und 21 auseinander.

ίο Diese nach außen gerichtete Biegung vergrößert die Gröüe des Schlitzes 26. so daß die Schwenkbewegung der Kupplung 14 um einen derartigen flachen Abschnitt ermöglicht wird. Weiterhin kompensiert die Elastizitäl der Klemmbacken 22 und 23 und der Arme 20 und 21.

i~> die mit der Zunge 11 in Eingriff stehen, irgendwelche Abnutzungen, um einen festen Eingriff /wischen der Zunge 11 und den Klemmbacken 22 und 23 aufrecht zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einstellwiderstand mit einem Gehäuse, mit einem an dem Gehäuse befestigten Basisteil, mit einer in Schleifeingriff mit der bogenförmigen Widerstandsbahn und der bogenförmigen Kollektorbahn stehenden Kontaktvorrichtung, die an einem drehbar in dem Gehäuse gelagerten Antriebsglied befestigt ist, mit einer an dem Antriebsglied befestigten Antriebswelle und mit einer mit der Antriebswelle verbundenen Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) und eine Verlängerungswelle (12) an ihren freien Enden jeweils eine sich in Achsrichtung der jeweiligen Welle erstreckende flache Zunge (11) is aufweisen und an dem der Antriebs- bzw. Verlängerungswelle zugewandten Ende der Kupplung (14) jeweils ein sich quer zur Achsrichtung der Kupplung, die annähernd in gleicher Richtung wie die Achsen der Antriebs- und Verlängerungsweüe verläuft, erstreckender Schlitz (26) zur Aufnahme der jeweiligen Zunge (11) der Antriebs- bzw. Verlängerungswelle vorgesehen ist und die Schnittlinien der jeweils symmetrisch in beide Schlitze (26) legbaren Ebenen ein rechtwinkliges Kreuz bilden und sich die beiden Schlitze senkrecht in ihren der Antriebs- bzw. Verlängerungswelle zugewandten Bereichen bogenförmig nach außen verbreitern und sich in ihren jeweiligen den Wellen abgewandten Bereichen zu Hohlräumen (?4) erweitern, in die darin frei jo beweglich Endteile (Wc) der Zungen (11) nur zu einem Teil hineinragen.

2. Einstellwiderstand na\.h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ,14) im wesentlichen zylinderförmig aus federnd elastischem Material ausgebildet ist und daß die kleinste Weite der Schlitze (26) kleiner als die Dicke der Zungen (11) ist.

3. Einstellwiderstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erweiternden erweitenden Hohlräume (24) zylinderförmig erwei- *n tert sind.

4. Einstellwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schlitz (26) seitlich begrenzenden Klemmbacken (22a, 23a) Oberflächen annähernd hyperbolischer Form auf- »5 weisen.