DE2616909A1

DE2616909A1 - Elektrisches steuergeraet mit veraenderbarem widerstand

Info

Publication number: DE2616909A1
Application number: DE19762616909
Authority: DE
Inventors: auf NichtnennuflS Antrag
Original assignee: R AND D INSTRUMENTS Ltd
Current assignee: R AND D INSTRUMENTS Ltd
Priority date: 1975-04-19
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-10-28
Also published as: US4069466A; GB1540073A

Description

Elektrisches Steuergerät mit veränderbarem Widerstand

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steuergerät mit veränderbarem Widerstand, durch öas eine kontinuierliche Veränderung des Widerstandes zwischen vorgegebenen Grenzen möglich ist.

Bei einem herkömmlichen elektrischen Steuergerät dieser Art ist ein elektrischer Widerstandswerkstoff auf einem Träger spiralförmig angeordnet und ist ein in einem Winkel beweglicher Arm an der Achse der Spirale zentriert, wobei der Arm einen elektrischen Kontakt trägt oder haltert, der radial am Arm bewegbar ist und der geführt ist, um der Spirale mittels einer spiralförmigen Spur zu folgen, die der Spirale aus dem Widerstandswerkstoff gegenüberliegend angeordnet und entsprechend ausgebildet ist. Die Anwendung dieses radial bewegbaren Kontakts ist jedoch nicht zufriedenstellend, da die wirkenden Kräfte den Kontakt blockieren können, so daß

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eine Einstelllang nicht mehr erreichbar ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Steuergerät praktisch, kompakt und wirkungsvoll so auszubilden, daß bei zuverlässigem Betrieb gute technische Daten und schnelle Verstellbarkeit erreichbar sind.

Die Aufgabe wird bei einem elektrischen Steuergerät mit einem elektrischen Schaltungsteil aus auf einem Träger spiralförmig ausgebildeten! elektrisch leitfähigem Widerstandswerkstoff, mit einer um die Mitte der Spirale drehbar befestigten Spindel, die einen Arm aufweist,und mit einem am Arm befestigten elektrischen Kontakt zur Anlage oder Berührung am Schaltungsteil, der der Spirale entlang führbar ist, zur Änderung deren wirksamen elektrischen Widerstands bei Anwendung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arm an der Spindel nicht drehbar oder drehfest befestigt und gegenüber der Spindel zu deren Achse radial verschieblich angeordnet ist, daß der Kontakt sich mit dem Arm radial bewegt, und daß eine spiralförmige Führung zur Spirale des Schaltungsteils ausgerichtet ist und mit dem Arm zu dessen radialer Führung so zusammenwirkt, daß der Kontakt der Spirale des Schaltungsteils folgt.

Das erfindungsgemäße Steuergerät wird durch die Merkmale der Unteransprüche we itergebildet.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 in Aufsicht ein erfindungsgemäß aufgebautes Steuergerät mit entferntem Deckel des Gehäuses;

Fig. 2 im Schnitt das erfindungsgemäße Steuergerät;

Fig. 3 in Aufsicht das Deckelinnere mit dem elektrischen S cha It ungs teil;

Fig. 4 im Schnitt den Arm des erfindungsgemäßen Steuergeräts.

Das in der Zeichnung dargestellte Steuergerät ist zwischen Endwerten des elektrischen Widerstandes kontinuierlich einstellbar. Das Gerät enthält ein flaches zylindrisches Gehäuse aus z. B. Kunststoff, das an einem Ende offen ist und am anderen Ende eine stirnwandförmig ausgebildete einstückige Wand besitzt. In der Mitte der Stirnwand ist eine Spindel gelagert. An der Außenseite ist die Stirnwand mit einem Schraubgewinde 12 versehen und weist eine Schraubenmutter auf, durch die das Gerät beispielsweise in einer Schalttafel befestigbar ist. Ein Ende der Spindel 11 ragt über die Stirnwand hinaus und kann einen Einstellknopf aufnehmen. Weiter sind drei Ansätze mit Öffnungen 14 vorgesehen zur Aufnahme von Verbindungsmitteln, wie Schrauben,zum Befestigen eines Deckels 15, der in Fig. j5 dargestellt ist.

Das andere Ende der Spindel 11 ragt in das flache Zylinderinnere des Gehäuses 10. In der Innenseite der flachen Stirnwand des Gehäuses 10 ist eine spiralförmige Führung in Form einer spiralförmigen Rille oder Vertiefung Der Anfang und das Ende der Vertiefung 16 können wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel radial zueinander ausgerichtet sein.

Das in das Gehäuseinnere ragende Ende der Spindel 11 weist 60984 4/0923

einen Teil I7 mit kleinem Durchmesser auf. Anschließend an diesen Teil I7 befindet sich ein Teil mit zwei gegenüberliegenden Flächen 18. Anschließend zu diesem Teil ist an der Spindel 11 ein Flansch I9 vorgesehen. Verschieblich gegenüber dem abgeflachten Teil 18 der Spindel 11 ist ein Arm 20 befestigt, der auch in Fig. 4 dargestellt ist. Der Arm 20 aus elektrisch isolierendem Werkstoff, kurz Isolierstoff ist mit einem Langloch oder einem Längsschlitz 21 mit geschlossenen Enden versehen. Der Schlitz 21 ist so breit, daß er verschiebbar am abgeflachten Teil 28 der Spindel 11 eingreift, so daß sich der Arm 20 mit der Spindel 11 dreht.

Der Arm 20 besitzt an einem Ende einstückig einen kleinen Vorsprung 22, der sich hinter dem Ende des Schlitzes 21 befindet. Das andere Ende des Arms 20 weist zwei Blindbohrungen oder Sacklöcher auf, die im wesentlichen parallel zur Spindelachse sind. Die Bohrungen nehmen jeweils Metall-Druckstempel oder -Druckstifte 23, 24 auf, die durch Windungen 9ine"r Doppelschraubenfeder. > 25 hinterlegt sind. Die Windungen der Feder 25 sind durch -einen Teil miteinander verbunden, das sich durch einen Schlitz erstreckt, der die beiden Bohrungen miteinander verbindet.

Die Bohrungen sind so mit verschiedenen Abständen vom Armende angeordnet, daß bei Bewegung des Arms 20 mit der Spindel 11 die Druckstifte 23, 24 Wegen folget^ die auf verschiedenen Radialabständen von der Achse der Spindel 11 sind. An der Seite, die dei> von der die beiden Druckstifte 23, 24 wegragen, gegenüberliegt, ist ein mit dem Arm 20 einstückiger Stift oder Zapfen 26 vorgesehen, der in die Spiral-Vertiefung 16 eingreift.

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Das offene Ende des Gehäuses 10 wird durch einen flachen kreisförmigen Deckel 15 aus z. B. Kunststoff geschlossen, der zur besseren Darstellung in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Der Deckel 15 weist Ansätze mit öffnungen 27 auf, die zu den Öffnungen 14 des Gehäuses 10 ausgerichtet sind, um den Deckel 15 mit dem Gehäuse verbinden zu können. An dem Deckel 15 ist eine Platte 28 befestigt, die durch eine Hohlniete 29 od.dgl. gehaltert ist, durch deren Mitte eine Zentriermuffe 30 am Deckel I5 verläuft, die eine Zentralöffnung für das Zylinderende I7 der Spindel 11 aufweist. Die Platte 28 besteht aus Metall und weist eine Isolierschicht auf, auf deren Fläche elektrisch leitfähige Schaltungsteile aufgedruckt oder aufgebracht sind, die die Form von Spiralen J>1

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32 besitzen, der» Haupt- oder Mittellinie der Spiral-Vertiefung 16 entspricht und zu dieser ausgerichtet ist, die in der gegenüberliegenden Fläche der Stirnwand des Gehäuses angebracht ist. Das Muster der Schaltungsteile wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus einer elektrisch leitfähigen Widerstandsfolie auf die Fläche der Platte 28 und durch Entfernen eines ausreichenden Teils zur Bildung der Schaltungsteile mittels Ätzen od.dgl. gebildet. Selbstverständlich kann die Platte,die aus Isolierstoff bestehen kann, auch anders als durch Drucken hergestellt werden.

Elektrische Verbindungen 33, 34 sind an den Außenenden der beiden Spiralen 31 bzw. 32 vorgesehen. Bie erstrecken sich auf einem Vorsprung des Deckels I5 und der Platte 28 und enden in von außen zugänglichen Anschlüssen 35* 36· Ein dritter Anschluß 37 ist an der Platte 28 befestigt. Eine der Spiralen ist in der Mitte der Platte 28 mit der Hohlniete 29 verbunden.

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Durch eine Drehung der Spindel 11' wird auch der Arm 20 mit den beiden Druckstiften 23, 24 gedreht. Der Arm 20 bewegt sich zwangsläufig sowohl in WinkeIrichtung als auch in Radialrichtung infolge der Führung durch den Zapfen 26, der in der Spiral-Vertiefung 16 läuft.

Wenn eine Verbindung mit einer äußeren Spannungsversorgung nur über die Anschlüsse 35 und ~^6 erfolgt, so wirkt das Steuergerät mit veränderbarem Strom, d. h. als Rheostat. Die Druckstifte 23, 24 werden als Kurzschlußglieder vervrendet zur Reihenschaltung der beiden Teile der Widerstands Spiralen 31, 32 zwischen einerseits dem Anschluß 35 und dem Druckstift 23 und andererseits dem Anschluß 36 und dem Druckstift 24. Je weiter die Druckstifte 23, 24 in Richtung nach innen von den beiden Verbindungen 33* 34 beabstandet ist, um so größer ist der Widerstand zwischen diesen Verbindungen 33, 34.

Wenn jedoch an den Anschlüssen J>6, 37 eine elektrische Potentialdifferenz anliegt, so wirkt die Spirale 32 als Potentiometer bzw. wie ein Meßdraht, der einen gleichmäßigen Potentialabfall über seine Länge besitzt. Der Druckstift 24 erhält von der Spirale 32 ein elektrisches Potential im gleichen Verhältnis zu dem zwischen den Anschlüssen 36, 37 je nachdem wie der Abstand des Druckstiftes 24 vom Anschluß 36 gegenüber der Gesamtlänge der Spirale 32 ist. Das Potential wird vom Druckstift 24 über die Doppelfeder 25 und den Druckstift 23 zur Spirale 31, der Verbindung 33 und dann dem Anschluß 35 .geführt. Der Anteil an der gesamten zwischen den Anschlüssen 36* 37 anliegenden Spannung ist umsogrößer je weiter die Druckstifte 23* 24 in Richtung nach innen

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von den Anschlüssen J5ö, 37 beabstandet sind. Das Gerät wirkt hier also mit veränderbarer Spannung, d. h. als Potentiometer bzw. als Spannungsteiler.

Der Widerstand einer der Spiralen kann im Verhältnis zur anderen durch Verwendung eines breiteren Folienstreifens verringert sein.

Weiter können Einfach-, D.oppel- oder Mehrfaeh-Führungen vorgesehen sein zur Bildung von Geräten für verschiedene Zwecke wie elektrische Potentiometer, Rheostaten od.dgl. Zur Abnahme an einer beliebigen Stelle kann ein Metallarm vorgesehen sein.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel lenn ein Festwiderstand zum Reihenanschluß mit der Spirale vorgesehen sein, wobei sie durch eine Niet oder dergleichen miteinander verbunden sind und wobei der Festwiderstand an der Rückseite der Platte 28 angeordnet ist. Dadurch ist eine Feineinstellung für Widerstands änderungen in einem Potentiometer möglich.

Innerhalb des gleichen Aufbaues können Einfach- oder Mehrfach-Windungen vorgesehen sein durch Verändern der Anzahl der Spiralwindungen des plattierten bzw. gedruckten Widerstands und durch Ändern der Länge des geschlitzten Arms.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der geschlitzte Arm 20 durch einen festen Arm mit flachen Seiten ersetzt sein, der verschieblich in einem diametral in der Spindel 11 gebildeten Schlitz befestigt ist.

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Claims

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Ansprüche

1 . Elektrisches Steuergerät,

mit einem elektrischen Schaltungsteil aus auf einem Träger spiralförmig ausgebildetem elektrisch leitf ähigen· Widerstands werkstoff,

mit einer um die Mitte der Spirale drehbar befestigten Spindel, die einen Arm aufv;eist, und

mit einem am Arm befestigten elektrischen Kontakt zur Anlage am Schaltungsteil, der der Spirale entlang führbar ist zur Änderung deren wirksamen elektrischen Widerstands bei Anwendung,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Arm (20) an der Spindel (11) drehfest befestigt und gegenüber der Spindel (11) zu dereiAchse radial verschieblich angeordnet ist,

daß der Kontakt (2^-25) sich mit dem Arm (20) radial bewegt, und

daß eine spiralförmige Führung (Vertiefung 16) zur Spirale (31, 32) des Schaltungsteils ausgerichtet ist und mit dem Arm (20) zu dessen radialer Führung so zusammenjwirkt, daß der Kontakt (23-25) der Spirale (31, 32) des Schaltungsteils folgt.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10, 15), in dem der Träger (Platte 28) für den elektrischen Schaltungsteil befestigt und die Spindel (11) gelagert sind, wobei auch die spiralförmige Führung (Vertiefung 16) in dem Gehäuse (10, 15) vorgesehen ist,und der

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Arm (20) durch eine Öffnung im Gehäuse (10, 15) bewegbar ist, wobei an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (10, 15) einerseits die Spiralen (j51, 32) des elektrischen Schaltungsteils und andererseits die spiralförmige Führung (Vertiefung l6) angeordnet sind.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (20) aus Isolierstoff besteht, einen Schlitz (21) aufweist und durch den Schlitz (21) an einem nichtkreisförmigen Teil (Teil 18) der Spindel (11) eingreift zum Führen des Arms (20) zur Radialbewegung gegenüber der Spindel (11) bei deren gemeinsamen Drehung.
4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (23-25) zwei elektrisch miteinander verbundene Druckstifte (23, 24) aufweist, die an entsprechende Zonen des Schaltungsteils zur Bildung einer leitenden Brücke zwischen diesen anlegbar sind.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil an dem Gehäuse (10, 15) befestigte Verbindungen (33, 3^·) aufweist, die zum Anschluß an äußere Schaltungen zugänglich sind.
6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralförmige Führung eine Spiral-Vertiefung (16) ist_/ und daß der Arm (20) mit ihr mittels eines Zapfens (26) am Arm (20) zusammenwirkt.
7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (26) an dem Ende des Arms (20) ist, an dem auch

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der Kontakt (23-25) befestigt ist.
8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Schaltungsteils auf einem elektrisch isolierenden Träger (Platte 28) plattiert, galvanisch aufgebracht, gedruckt oder in anderer Weise aufgebracht ist.

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