DE2823285A1

DE2823285A1 - Einstellbarer drehwiderstand

Info

Publication number: DE2823285A1
Application number: DE19782823285
Authority: DE
Inventors: Wolf-Erhard Dipl I Steigerwald
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 1978-05-27
Filing date: 1978-05-27
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2823285C2; US4310824A

Description

P r e h

Elektrofeinmechanische Werke

Jakob Preh Nachf.

Schweinfurter Str. 5

8740 Bad Neustadt/Saale , den 12. Mai 1978

5/78 Pt. + Hgm
Bsch/Gü

Einstellbarer Drehwiderstand

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Drehwiderstand in Modulbauweise bestehend aus einem Gehäuse, aus einem mit Schnappmittel mit dem Gehäuse verbundenen Widerstandselement mit auf einem Träger aufgebrachten Widerstandsbahn und mit Anschlußkontaktflächen auf Ansätzen des Trägers, aus mit den Anschlußkontaktflächen in elektrischem Kontakt stehenden Anschlußstücken und aus einem im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor und einem drehfest mit dem Rotor verbundenen und in Schleifkontakt mit einem Kollektorelement und dem Widerstandselement stehenden Kontaktelement.

Um die zahlreichen vom Anwender geforderten Varianten eines Typs eines einstellbaren Drehwiderstandes rationell und kostengünstig herstellen zu können, werden einstellbare Drehwiderstände in sogenannter Modulbauweise zusammengesetzt. Die Einzelteile sind in hohem Maße standardisiert und durch Kombination mit Funktionsteilen ergeben sich so spezifische Bauelemente, die einer Vielzahl spezifischer Anforderungen und Anwendungen gerecht werden. Die Verwendung von standardisierten Einzelteilen ermöglicht einen hohen Automatisierungsgrad, wodurch die Herstellungskosten optimiert werden.

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Es ist bereits ein einstellbarer Drehwiderstand bekannt, der in Modulbauweise aufgebaut ist, wobei mehrere gleiche Moduln miteinander kuppelbar sind. Jeder Modul besteht aus einem topfförmigen Gehäuse mit einer Vorder- und einer Rückfläche. In dem Gehäuse ist ein Federträger mit Hilfe einer Welle drehbar gelagert, die durch eine zentrale Öffnung des Gehäuses ragt. An dem Federträger ist eine Kontaktfeder befestigt, deren Kontakte auf der Widerstandsbahn und der Kollektorbahn federnd aufliegen. Die Widerstandsbahn ist an einer Trägerplatte befestigt, die den Abschluß des Gehäuses bildet. Die Kollektorbahn ist als flächenhafter Kollektorring mit einer zentralen Öffnung ausgebildet, die sich am Boden des topfförmigen Gehäuses befindet und von der Welle durchragt wird. Das Gehäuse selbst ist über eine Lokalisierungsplatte mit einem mit einem Gewinde versehenen Buchsflansch verbunden.

Es ist ferner bereits ein einstellbarer Drehwiderstand mit einem topfförmigen Gehäuse, bestehend aus einer metallischen Befestigungsbuchse und einem Kunststoffgehäuseteil, bekannt, das federnde Haltebacken zur Aufnahme des Isolierstoffträgers aufweist. Auf diesem Isolierstoffträger sind die Widerstandsbahn und die Kollektorbahn mit den dazugehörigen Anschlußfahnen aufgebracht. Ferner ist der Federträger mit seinem Schleifkontakt in dem Isolierstoffträger drehbar gelagert. Die Übertragung der Drehbewegung von der Betätigungswelle auf den Federträger geschieht durch eine Mitnehmerplatte, die in die stirnseitige Nut der Betätigungswelle und in eine Schraubendreher ausnehmung des Federträgers eingreift. Zerstörungsfrei und ohne Aufwand kann der Widerstandsteil von dem Gehäuseteil getrennt werden. Ein Austausch ist so-

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mit leicht möglich. Nachteilig ist hierbei, daß dieser Drehwiderstand letztlich nur aus zwei Standardteilen zusammengesetzt werden kann. Es entfällt dadurch eine größere Variationsmögld chkeit. So iruß bei Änderungswünschen z.B. bezüglich der Anschlußfahnen immer ein ganzer Widerstandsteil mit den geänderten Anschlußfahnen hergestellt werden. Wire? vom Kunden eine andere Vviderstandsbahn mit den geänderten Anschlußfahnen gewünscht, so muß ein weiterer ganzer '.viderstandsteil hergestellt werden. So erxveist sich die zunächst als Vorteil erscheinende Tatsache, daß der Drehwiderstand nur aus zwei Standardteilen zusammengesetzt werden kann, doch letztlich als Nachteil.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einstellbaren Drehwiderstand nach der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß seine Einzelteile in hohem Maße standardisiert und für eine automatische Fertigung und einfache Kontage geeignet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse auf mindestens einer seiner Schmalseiten eine Öffnung aufweist, durch die der Rotor, das Kollektorelement und das einen Schnapp- oder Rastmechanismus aufweisende Widerstandselement, das mit einer eine Einschnappeinrichtung aufweisenden Gehäuseinnenwand zusammenwirkt, in den Innenraum einbringbar sind, wobei die Größe dieser Bauteile so bemessen ist, daß sie das Gehäuse an der Öffnung abschließen und mechanisch mit dem Gehäuse eine Modulbaueinheit bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Von den im vergrößerten Maßstab dargestellten Figuren zeigt

Figur 1 einen Schnitt durch einen einstellbaren Drehwiderstand,

Figur 2 eine Vorderansicht des Gehätises des einstellbaren Drehwiderstandes,

Figur 3 eine Seitenansicht des Gehäuses, teilweise geschnitten,

Figur k eine Unteransicht des Gehäuses,

Figur 5 eine Draufsicht auf das Gehäuse,

Figur 6 einen Schnitt B-B des Gehäuses,

Figur 7 einen Schnitt A-A des Gehäuses,

Figur 8 eine Seitenansicht eines Kollektorelementes,

Figur 9 eine Draufsicht auf das Kollektorelement,

Figur 10 einen Schnitt durch ein Kontaktelement,

Figur 11 eine Draufsicht auf das Kontaktelement.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel stellt einen einfachen einstellbaren Drehwiderstand in sogenannter S-Ausführung geeignet zum Einbau in gedruckte Schaltungen dar. S-Ausführung bedeutet, daß die Betätigungswelle senkrecht zur gedruckten Schaltung steht. Durch Ersetzen bestimmter Einzelteile kann der Drehwiderstand leicht in eine P-Ausführung oder in einen Mehrfachdrehwiderstand in z.B. Tandem- oder Duplo-Ausführung umgewandelt werden.

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Unter P-Ausführung verstellt man, daß die Betätigungswelle parallel zur gedruckten Schaltung liegt. Wählt man zusammen mit einem geeigneten Substrat als Widerstandsmaterial z.B. eine Cermetschicht oder eine Schicht aus leitfähigem Kunststoff, so kann durch einfaches Ersetzen des Widerstandselementes,das ein Funktionsteil darstellt, das gesamte Spektrum der Anwendungsfälle bis hin zur professionellen Technik überdeckt werden.

Mit 1 ist in Figur 1 das aus Kunststoff bestehende Gehäuse eines im Schnitt gezeichneten Drehwiderstandes bezeichnet. In diesem Gehäuse ist ein Rotor 2 drehbar gelagert, der bei diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit einer Betätigungswelle 3 aus Kunststoff ausgeführt ist. Für den Fall, daß mehrere Gehäuse hintereinander z.B. in einer Tandem-Ausführung geschaltet werden sollen, ist der Rotor des 2. Drehwiderstandes für sich allein ohne angeformte Betätigungswelle ausgeführt und ein Mitnehmer am Rotor des 1. Drehwiderstandes wirkt mit dem Rotor des 2. Drehwiderstandes derart zusammen, daß eine Mitnahme bei der Drehbewegung erreicht wird. Jeder Rotor ist mittelbar oder unmittelbar drehschlüssig mit einer Betätigungswelle verbunden. Hierzu ist erforderlich, daß jeder Rotor mit einem Wellenansatz 7 durch das Gehäuse hindurchragt.

An das Gehäuse ist ein vorstehender Gehäuseansatz k angeformt, der zur Aufnahme und Halterung eines Buchsflansches 5 dient. Der aus dem Gehäuse herausragende Teil des Buchsflansches ist mit einem Gewinde 6 versehen. Der Gehäuseansatz k entfällt, wenn das Gehäuse als 2. Drehwiderstand bei einer Mehrfachanordnung oder als Trimmerwiderstand Verwendung finden soll.

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Wie aus Figur 2 zu entnehmen ist, weist das Gehäuse 1 auf jeder Breitseite U-i'örn:ige Einschnitte 9 auf, die sich vom Rand aus nach innen erstrecken und in deren bogenförmigen Teilen die sich innerhalb des Gehäuses befindlichen Wellen^ ansätze 7 und 10 des Rotors drehbar gelagert sind. Parallel zu dem der Betätigungswelle benachbarten U-förmigen Einschnitt läuft auf der Innenseite der Gehäusebreitseite eine Nut 12, die an iherem Ende im bogenförmigen Teil durch ein vorstehendes Anschlagsegment 13 begrenzt ist. Der Wellenansatz 10 besitzt einen angeformten Drehbegrenzungsanschlag 11, der mit den Kanten des Anschlagsegmentes 13 als Drehbegrenzung zusammenwirkt.

Der Rotor selbst ist tellerförmig ausgebildet und in seinem Inneren ist eine Kontaktfeder ik gehaltert. Die Kontaktfeder ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Sie ist rund ausgeführt und besitzt einen Kontaktfederbasisteil 15 j der eine Aussparung l6 aufweist. Mit Hilfe dieser Aussparung ist die Kontaktfeder an einem auf der Innenseite des Rotors liegenden Vorsprung 17 gehaltert. Vom Basisteil 15 aus führen parallel beidseitig zwei Federarme zu den eigentlichen Kontaktorganen l8, die bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform aus muldenförmigen Prägungen bestehen. Die Wahl des Kontaktorganes hängt nicht zuletzt auch von der verwendeten Widerstandsschicht ab. An den Basisteil schließt sich ein Zentralteil 19 an, der im Zentrum ein kreisförmiges Loch 20 aufweist, durch das im eingebauten Zustand der Wellenansatz 7 des Rotors 2 ragt.

Ebenfalls ein kreisförmiges Loch weist das Widerstandselement 21 auf. Auch hier ragt der Wellenansatz 7 des

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Rotors hindurch. Das Widerstandsel.ement besteht aus einem Träger aus Isolierstoff, auf dem in herkömmlicher Technik eine Widerstandsbahn 22 angeordnet ist. Je nach Verwendungszweck kann der Isolierstoff aus Kunststoff oder Keramik bestehen, wobei bei Keramik eine Dickschicht oder Cerroetschicht als Widerstandsmaterial und bei Kunststoff ein leitender Kunststoff als Widerstandsmaterial in Frage kommen können. Am Widerstandseleiiient sind noch zwei Ansätze 23 vorhanden, dio Anschrägungen 2k aufweisen. Das Widerstaiidselement, der Rotor und ein Kollektorelement 25 sind durch einen Schnapp- oder Rastmechanismus des Widerstandselementes in dem Gehäuse befestigt. Dieser Schnapp- oder Rastmechanismus besteht aus einer Rastnase 26, die aus der Fläche des Trägers herausragt. Diese Rastnase wirkt mit einer gehäuseseitigen Rastaufnahme 27 zusammen, die sich auf der Innenseite einer Gehäusebreitseite befindet. Selbstverständlich wäre auch eine umgekehrte Lösung denkbar, bei der das Gehäuse eine Rastnase und der Träger eine Rastaufnahme aufweisen.

Zwischen Widerstandselement 21 und einer Gehäusebreitseite befindet sich ein etwa kreisförmiges Kollektnrelement, das als flächiges Metallstück ausgebildet ist. Das Kollektorelement selbst ist in Figur 8 und 9 dargestellt. An einer seiner vier Seiten ist ein radial nach außen stehender Fortsatz 28 vorhanden, mit dessen Hilfe das Kollektorelement in einer Ausnehmung 29 des Gehäuses positioniert wird. Die Verlängerung der Ausnehmung 29 bildet gleichzeitig die Rastaufnahme 27. Weiter ist das Kollektorelement noch mit einem im rechten Winkel abstehenden Lötanschlußstück JO versehen. Die Größe des Kollektorelementes entspricht etwa der des Widerstandselementes. Etwa im rechten Winkel ist auf der entgegen-

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gesetzten Seite zur Abwinkeluiig des Lötanschlußteiis ein Basisteil 31 abgebogen, von dem aus in einem spitzen Winkel hierzu ein Kontaktteil 32 abgebogen ist. Dieser Kontaktteil 32 ist halbkreisförmig ausgebildet, wobei die beiden freien Enden 33 und '}k leicht gekrümmt sind und auf den Zentralteil 19 der Kotitaktfeder lk in eingebautem Zustand federnd aufliegen. Außerdem umgreifen die beiden freien Enden 33 und "}k den Wellenansatz 7 des Rotors.

Im Bodenteil des Gehäuses 1 sind Kammern 35 ausgebildet, in denen sich Anschlußstücke 36 befinden. Jedes Anschlußstück 36 besteht aus einem Federorgan 37 und einem Lötanschlußteil 38» der aus dem Gehäuse herausragt. Zur Füh» rung und Halterung des Anschlußstücks ist das Federorgan bzw. der Lötanschlußteil in Vertiefungen 39 des Gehäuses auf der Außenseite gelagert, wobei die Tiefe der Vertiefungen so bemessen ist, daß der im Bereich des Gehäuses befindliche Teil des Anschlußstücks nicht über die Fläche des Gehäuses hinausragt. Je nach Einbaulage des Gehäuses in die gedruckte Schaltung und damit Ausführung P oder S des Drehwiderstandes ist der Lötanschlußteil mit bedarfsweise mehreren Kröpfungen versehen. Das Federorgan 37 besteht aus einer U-förmigen Blattfeder, deren erster Arm 43 sich an der Wand der Kammer 35 abstützt, während der zweite Arm kO auf der in den Figuren nicht sichtbaren Anschlußkontaktfläche der Widerstandsbahn federnd aufliegt. Die Krümmung des Federorgans ist der Einsteckseite des Widerstandselementes zugewandt. Sie bildet eine Art Führungsfläche, die mit der Anschrägung 2k des Widerstandselementes während des Einsteckens des Widerstandseleraentes und der anderen Einzelteile in das Gehäuse zusammenwirkt.

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Das Gehäuse besitzt, wie aus Figur 3 zu entnehmen ist, auf der Schmalseite eine Öffnung kl, durch die das Widerstandselement, der Rotor und das Kontaktelement in das Gehäuse eingeführt werden können. Diese Einzelteile sind in ihrer Größe so bemessen, daß sie das Gehäuse abschließen und damit ein gewisser Schutz gegen Fremdeinflüsse von außen gegeben ist.

Aus den Figuren 6 und 7 ist zu entnehmen, daß der Innenraum am Bodenteil des Gehäuses halbkreisförmig ausgestaltet ist mit einem Radius, der etwa dem des Rotors entspricht. In diesem Bodenteil sind, wie bereits erwähnt, die Kammern 35 ausgesx>art. Den Kammern benachbart sind Durchbrüche 42 im Gehäusebodenteil vorhanden, durch die die Anschlußstücke in die Kammern eingeführt werden und die anschließend die Ansätze 23 des Widerstandselementes aufnehmen.

Der Zusammenbau des Drehwiderstandes erfolgt in folgender Weise: Das Widerstandselement wird bis zum Anschlag an den Basisteil des Kollektorelementes geschoben. Anschließend wird der Rotor mit einem seiner Wellenansätze durch das Loch des Widerstandselementes gesteckt. Diese Einheit wird durch die Öffnung kl des Gehäuses in das Gehäuse eingeschoben und anschließend eingeschnappt, nachdem zuvor die Anschlußstücke in die Kammern 35 des Gehäuses eingelegt wurden.

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Claims

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Schutzansprüche

Einstellbarer Drehwiderstand in Ι"ί ο du !bauweise bestehend aus einem Gehäuse, aus einem mit Schnappraittel mit dem Gehäuse verbundenen Widerstandselement mit auf einem Träger aufgebrachten Widerstandsbahn und mit Anschlußkontaktflachen auf Ansätzen des Trägers, aus mit den Anschlußkontaktflächen in elektrischem Kontakt stehenden Anschlußstücken und aus einem im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor und einem drehfest mit dem Rotor verbundenen und in Schleifkontakt mit einem Kollelctorelement und dem liiderstandseleraent stehenden Kontaktelement, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (l) auf mindestens einer seiner Schmalseiten eine Öffnung (4l) aufweist, durch die der Rotor (2), das Kollektor el ement (2-5) und das einen Schnapp- oder Rastmechanismus aufweisende Widerstandselement (2l), das mit einer eine Einschnappeinrichtung (27) aufweisendenGehäuseinnenwand zusammenwirkt, in den Innenraum einbringbar sind, wobei die Größe dieser Bauteile so bemessen ist, daß sie das Gehäuse (l) an der Öffnung (kl) abschließen und mechanisch mit dem Gehäuse eine Kodulbaueinheit bilden.

Einstellbarer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Breitseiten des Gehäuses (l) vom Rand nach innen sich erstreckende U-förmige Einschnitte (9) aufweisen, in deren bogenförmigem Teil Wellenansätze (7, 10) des Rotors (2) drehbar gelagert sind.

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3· Einstellbarer V,^riderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß einer der Well enansätze (lO) einen Drehbegrenzungsanschlag (ll) aufweist, der zumindest teilweise in einer auf der Innenseite einer der Gehäusebreitseiten längs des Einschnittes verlaufenden Nut (12) läuft und der mit den Kanten eines im bogenförmigen Teil in die Nut hineinragenden Anschlagsegmentes (13) als Begrenzung des Drehbereiches zusammenwirkt .

k. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

da?, der Rotor (2) drehungsschlüssig mit einer Betätigungswelle (3) verbunden ist.

p. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (l) einen Gehäuseansatz (k) zur Aufnahme und Halterung eines mit einem Gewinde (6) versehenen Buchsflansches (5) aufweist.

6. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Wellenansätze (7, 10) des Rotors (2) die Breitseiten des Gehäuses (l), ein zentrales Loch (20) des Widerstandselementes und das Kollektorelement (25) durchsetzen.

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7. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Rotor (2) tellerförmig ausgebildet ist und in seinem Inneren eine Kontaktfeder (l4) als Kontakt element gehaltert ist.

8. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenraum des Gehäuses (l) im zur Öffnung (4l) gegenüberliegenden Bodenteil halbkreisförmig gestaltet ist.

9· Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Bodenteil Kammern (35) aufweist, in denen sich teilweise als Federorgane (37) ausgebildete Anschlußstücke (36) befinden.

10. Einstellbarer Widerstand nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet,

daß das Federorgan (37) an seinem der Einsteckseite des Widerstandselementes (21) zugewandten Teil eine Führungsfläche für die Ansätze des Trägers besitzt.

11. Einstellbarer Widerstand nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet,

daß das Federorgan (37) eine U-förmige Blattfeder ist, deren erster Arm (43) sich an der Wand der Kammer (35) abstützt, während der zweite Arm (40) auf der Anschlußkontaktfläche der Widerstandsbahn federnd aufliegt, und deren Krümmung der Einsteckseite zugewandt ist.

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12. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß das mit seinem Federorgan (37) einstückig ausgebildete Lötanschlußteil (38) je nach Einbaulage des Gehäuses mit bedarfsweise mehreren Kröpfungen versehen ist.

13· Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Widerstandselement (2l) an seinen Ansätzen (28) Anschrägungen (24) aufweist.

lk. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (l) im Bodenteil Durchbrüche (42) aufweist zum Einführen der Federorgane (37) in ihre Kammern (35) und zur Aufnahme der Ansätze (23) des Widerstandselementes (21).

15· Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis l4,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Federorgan (37) bzw. der Lötanschlußteil (38) mit seinen Kröpfungen in Vertiefungen (39) des Gehäuses geführt und gehaltert ist, so daß dieses für den im Bereich des Gehäuses befindlichen Teil nicht über die Fläche des Gehäuses hinausragt.

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„ΠΙΟ. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Widerstandselement (21) und einer Seitenwand des Gehäuses oefindliche und als flächiges Metallstück ausgebildete Kollektorelement (25) an mindestens einer seiner vier Seiten einen radial nach außen stehenden Fortsatz (28) als Halterung in einer Ausnehmung (29) des Gehäuses oder als Lötanschlußstück (30) besitzt*

17. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 16,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kollektorelement (25) hinsichtlich des Durchmessers etwa in der Größe des Widerstandselementes (21) hergestellt ist.

18. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, daß am Kollektorelement (25) ein etwa im rechten Winkel zu seiner Fläche abgebogener Basisteil (31) und ein zu diesem im spitzen Winkel abgebogener Kontaktteil (32) vorhanden ist.

19. Eineteilbarer Widerstand nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß da· Kollektorelement (25) mit seinem Basisteil (31) und «einem Kontaktteil (32) das Wider stands β lea ent umfassen.

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20. Einstellbarer Widerstand nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet,

daß das Kontaktteil (32) halbkreisförmig ausgebildet ist, wobei die beiden freien Enden (33, 3*0 als Federzungen leicht gekrümmt auf der Kontaktfeder (lA) schleifen.

21. Einstellbarer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 20,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Widerstandselement (2l) als Schnapp- oder Rastmechanismus eine aus seiner Fläche hervorstehende Rastnase (20) aufweist, die mit einer gehäuseseitigen Rastaufnahme (27) auf der Innenseite einer Gehäusewand zusammenwirkt.

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