DE3214389A1

DE3214389A1 - Wiper spring for potential pick-off on rotary potentiometers

Info

Publication number: DE3214389A1
Application number: DE19823214389
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Ing.(FH) 8510 Fürth Lederer
Original assignee: Siegert GmbH Co
Current assignee: Siegert GmbH Co
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1983-10-27
Also published as: DE3214389C2

Abstract

The invention relates to a wiper spring for potential pick-off on rotary potentiometers, especially of miniature design. Altogether, it has three webs (two outer and one central), the outer webs following the circumference of an ellipse. The three webs merge at their ends into transition points. The outer webs are pre-curved in the one direction and the central web is pre-curved in the opposite direction thereto from a central spring plane, the third web running approximately in the direction of the major axis of the ellipse. In consequence, a long spring movement is achieved with the spring having dimensions which are as small as possible. <IMAGE>

Description

"Schleiffeder zum Potentialabgriff an Drehpotentiometern" "Slip spring for tapping potential on rotary potentiometers"

Die Erfindung betrifft eine Schleiffeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Es ist bekannt, bei einer in der Draufsicht etwa elliptischen Schleiffeder, bestehend aus einer etwa dem Ellipsenumriß folgender Umrandung und einem etwa der kurzen Ellipsenachse entsprechenden mittleren Steg die Potentialabgriffstellen an den Punkten der Umrandung vorzusehen, welche den Endpunkten der langen Achse entsprechen. Die Kraftaufbringstelle befindet sich dabei in der Mitte des mittleren Steges.The invention relates to a slide spring according to the preamble of Claim 1. It is known, in a sanding spring that is approximately elliptical in plan view, consisting of a border roughly following the outline of the ellipse and one roughly the short elliptical axis corresponding middle web to the potential tapping points the points of the border that correspond to the end points of the long axis. The force application point is in the middle of the middle bar.

Vom mittleren Steg her sind die beiden Umrandungsabschnitte jeweils zur gleichen Seite hin abgebogen. Die Nachteile dieser vorbekannten Schleiffeder liegen darin, daß entweder ihre Federkonstante (auch Federsteifigkeit genannt) wegzZn der geforderten kleinen Abmessungen relativ niedrig und somit die Andruckkraft auch bei größeren Federwegen entsprechend klein ist, oder bei kräftigerer Ausgestaltung der Feder die erforderliche Federlänge bzw. Federweg speziell bei Schleiffedern in Kleinstausführung nicht ausreichend ist. Das Federmaterial würde bei entsprechenden, mechanisch erforderlichen Federwegen überbelastet. Außerdem wird der spezifische Anpreßdruck der Feder auf die Widerstandsbahn zu groß.The two border sections are each from the middle web turned to the same side. The disadvantages of this known slide spring lie in the fact that either their spring constant (also called spring stiffness) is wegzZn the required small dimensions are relatively low and thus the pressure force too is correspondingly small in the case of larger spring deflections, or in the case of a more powerful design the spring the required spring length or spring deflection, especially with slide springs in the smallest version is not sufficient. The spring material would be with appropriate, mechanically required spring travel overloaded. In addition, the specific Contact pressure of the spring on the resistance track too great.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schleiffeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern, eine große Federsteifigkeit bei genügend langem Federweg und geringem Raumbedarf zu erzielen.The object of the invention is to provide a slide spring according to the To improve the preamble of claim 1, a big To achieve spring stiffness with a sufficiently long spring travel and little space requirement.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen zunächst, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, die Merkmale des Kenr1zeichens des anspruches 1. Hiermit addieren, bzw. überlagern sich mehrere Federkomponenten. Dies sind zunäch die jeweils von der Potentialabgriffstelle zu den Enden der äußeren Stege hin verlaufenden, federnden Schenkel dieser Stege und ferner die von diesen beiden Übergangsstellen zur Kraftaufbringstelle verlaufenden Schenkel des mittleren Steges. Hinzu kommt, daß die äußeren Stege an den übergangsstellen quasi - statisch gelagert sind, d.h. die Federung dieser übergangsstellen noch hinzukommt. To solve this problem are initially used, based on the generic term of claim 1, the features of the identification number of claim 1. Herewith add, or several spring components overlap. Initially, these are each of the potential tap point to the ends of the outer webs extending, resilient Legs of these webs and also those of these two transition points to the force application point running legs of the middle bar. In addition, the outer webs at the transition points are quasi-statically supported, i.e. the suspension of these transition points is added.

Insgesamt ergibt sich eine hohe Federkonstante bei kleinen Abmessungen. Man erreicht also bei kleinen bzw. kleinsten Abmessungen und genügend langen Federwegen eine relativ hohe Steifigkeit der Feder und damit die gewünschte Andruckkraft.Overall, there is a high spring constant with small dimensions. So you can achieve with small or very small dimensions and sufficiently long spring travel a relatively high stiffness of the spring and thus the desired pressure.

Zugleich ergibt sich hierdurch ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen. Da die Materialdicke der Feder hier relativ dünn sein kann, wird eine entsprechende Materialersparnis erreicht. At the same time, this results in a compensation of manufacturing tolerances. Since the material thickness of the spring can be relatively thin here, a corresponding Material savings achieved.

Cine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Inhalt des Anspruches 2. Hierdurch wird die Länge der vorstehend genannten Schenkel der äußeren Stege und des mittleren Steges verlängert und dadurch der zur Verfügung stehende Federweg vergrößert. A preferred embodiment of the invention is contained in the claim 2. This increases the length of the aforementioned legs of the outer webs and the middle bar and thereby the available spring travel enlarged.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles und eines Anwendungsbeispieles der Erfindung zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1: eine Schleiffeder nach der Erfindung in der Draufsicht, Fig. 2: die zur Fig. 1 gehörende Seitenansicht, Fig. 3: in einem gegenüber Fig. 1,2 verkleinerten Maßstab ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, Fig. 4: in der Draufsicht eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer Schleiffeder nach der Erfindung in der Draufsicht. Further advantages and features of the invention are the further subclaims, as well as the following description and the associated drawing of an exemplary embodiment and an application example of the invention can be found. In the drawing shows: Fig. 1: a slide spring according to the invention in plan view, Fig. 2: the for Fig. 1 belonging side view, Fig. 3: in a smaller compared to Fig. 1, 2 Scale an example of application of the invention, FIG. 4: a top view of another Possible embodiment of a slide spring according to the invention in plan view.

Die Schleiffeder gemäß den Fig. 1 und 2 besteht au dem mittleren Steg 1 und den äußeren Stegen 2, wobei die Stege 1, 2 an den Übergangsstellen 3 mit ihren Enden zusommengeführt sind und dort einstückig ineinander ilbergehen. Der mittlere Steg besitzt eine mittlere Kraftaufbringstelle 4, die hier plattenförmig ausgebildet ist und in zwei Schenkel 5 übergeht, die zu den Übergangsstellen 3 führen. Die äußeren Stege 2 sind jeweils etwa in ihrer Mitte mit einer Potentialabgriffstelle 6 versehen, von der aus Schenkel 7 dieser Stege zu den Übergangsstellen 3 hin verlaufen. Es ist ersichtlich, daß die Kraftaufbringstelle 4, deren gedachter Mittelpunkt 4' beziffert ist, und die beiden Potentialabgriffstellen, deren Mitten jeweils mit 6' beziffert sind, in einer Linie B liegen.The slide spring according to FIGS. 1 and 2 consists of the middle web 1 and the outer webs 2, the webs 1, 2 at the transition points 3 with their Ends are brought together and merge there in one piece. The middle one The web has a central force application point 4, which here is plate-shaped is and merges into two legs 5, which lead to the transition points 3. The outer Bars 2 are each provided approximately in their middle with a potential tap point 6, from the legs 7 of these webs to the transition points 3 run. It it can be seen that the force application point 4, the imaginary center 4 'numbered is, and the two potential tapping points, the centers of which are each numbered with 6 ' are in line B.

Figur 2 zeigt strichpunktiert die sogenannte mittlere Federebene 9, die auch als gedachte Fläche der bei ihrer Herstellung zunächst in sich ebenen Schleiffeder zu verstehen ist.Figure 2 shows the so-called middle spring plane 9 in dash-dotted lines, which is also the imaginary surface of the sanding spring, which is initially flat in itself during its manufacture is to be understood.

Hieraus sind (bezogen auf die Darstellung in Figur 2) der mittlere Steg 1 nach einer Seite (hier nach rechts) und die beiden äußeren Stege 2 zur entgegengesetzten Seite (hier nach links) aus dieser Ebene 9 herausgebogen, so dad sich sie in die jeweiligen Richtungen vorwölben. Dabei empfiehlt es sich, daß die Kraftaufbringstelle 4 etwa parallel zur Ebene 9 verläuft, während die Potentialabgriffstellen 6 in Richtung der Wölbung der äußeren Stege 2 vorspringende Nasen sind. Es ist ferner ersichtlich, daß sich die Potentialabgriffstellen 6 etwa in der Mitte der äußeren Stege zwischen deren Enden, bzw. zwischen den Übergangsstellen 3 befinden.From this (based on the illustration in FIG. 2) the mean Web 1 to one side (here to the right) and the two outer webs 2 to the opposite Side (here to the left) bent out of this level 9, so that it fits into the bulge forward in each direction. It is recommended that the force application point 4 runs approximately parallel to the plane 9, while the potential tapping points 6 in the direction the curvature of the outer webs 2 are protruding lugs. It can also be seen that the potential tapping points 6 approximately in the middle of the outer webs between their ends or between the transition points 3 are located.

Auf die Schleiffeder wird einerseits gemäß Pfeil 10 an der Kraftaufbringstelle und andererseits gemäß Pfeil 11 an den Potentialabgriffstellen je eine Kraft in der dargestellten Pfeilrichtung ausgeübt, sofern die Schleiffeder in Funktion ist (siehe z.B. das Anwendungsbeispiel gemäß Fig.3). Da die Federschenkel 7 der äußeren Stege an den übergangsstellen 3 nicht fest statisch, sondern quasi - statisch eingespannt sind, werden beim Auftreten von Kräften die von den Übergangsstellen gebildeten Einspannstellen der Enden der Schenkel 7 in Richtung des Doppelpfeiles 12 slch verschieben.Hinzu kommt die Federung der Schenkel 5 des mittleren Steges 1, einschließlich der Federung ihrer Abknickstellen 13 an den Übergangsstellen. Bei einer Krafteinwirkung kommt es also sowohl zu einer Verformung der Schenkel 5, 7, als auch zu einer Verschiebung der Übergangsstellen 3. Auf relativ kleinem Raum ist ein relativ langer Federweg vorgesehen, der jeweils mit einer strichpunktierten Linie 14 zwischen den Potentialabgriffstellen 6 einerseits und der Kraftaufbringstelle 4 anderseits eingezeichnet ist. Es ist ersichtlich, daß insgesamt vier dieser Federwege 14 zu einander parallel vorgesehen sind.The slide spring is on the one hand according to arrow 10 at the force application point and on the other hand, according to arrow 11, a force in each case at the potential tapping points the direction of the arrow shown, provided the slide spring is in function (see e.g. the application example according to Fig. 3). Since the spring legs 7 of the outer Bars at the transition points 3 not firmly static, but quasi - are statically clamped, when forces occur, those from the transition points formed clamping points of the ends of the legs 7 in the direction of the double arrow 12 slch. Added to this is the suspension of the legs 5 of the middle bar 1, including the suspension of their kinks 13 at the transition points. When a force is applied, the legs are both deformed 5, 7, as well as a shift of the transition points 3. On relatively small Space is provided a relatively long spring travel, each with a dash-dotted line Line 14 between the potential tapping points 6 on the one hand and the force application point 4 is drawn on the other hand. It can be seen that a total of four of these spring deflections 14 are provided parallel to each other.

Die Federkonstanten und Abmessungen der Schenkel 5 und 7 sind jeweils so gewählt, daß es bei auftretenden Kräften gemäß den Pfeilen 10, 11 zu etwa einander proportionalen Federwegen dieser Schenkel kommt.The spring constants and dimensions of legs 5 and 7 are respectively chosen so that when forces occur according to the arrows 10, 11 to about each other proportional spring travel of this leg comes.

Figur 1 zeigt ferner, daß die Schleiffeder in der Draufsicht etwa elliptisch geformt ist, wobei die äußeren Stege 2 und auch der mittlere Steg 1 etwa in Richtung, bzw. parallel zur langen Achse 15 dieser Ellipse verlaufen. Die oben beschriebene Achse 8 entspricht in dieser, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, der kurzen Ellipsenachse, bzw. ist zu dieser kongruent.Figure 1 also shows that the slide spring in plan view approximately Is elliptically shaped, the outer webs 2 and the middle web 1 approximately run in the direction or parallel to the long axis 15 of this ellipse. The above axis 8 described corresponds in this preferred embodiment of the invention, the short axis of the ellipse, or is congruent to this.

Es empfiehlt sich, die Übergangsstellen 3 von den Enden der äußeren Stege zum mittleren Steg mit abgerundeten, bzw. bogenförmigen Seitenkanten 16 zu versehen, um etwaige Kerbbrüche zu vermeiden. Figur 1 zeigt ferner, daß von den äußeren Stegen und den Übergangsstellen eine Umrandung gebildet ist, an deren inneren Kanten die Schenkel 5 des ;n'itt;l.c:rt-3n %Stegen anstoßen und dort die schon erläuterten Knicksiillin 13 bilden.It is recommended that the transition points 3 from the ends of the outer Bars to the middle bar with rounded or curved side edges 16 provided in order to avoid any notch breaks. Figure 1 also shows that of the outer webs and the transition points a border is formed, at the inner Edges the legs 5 of the; n'itt; l.c: rt-3n% webs abut and there the already explained Form Knicksiillin 13.

In der Seitenansicht verlaufen die Schenkel 5, 7 der Stege 1, 2 etwa gerade (siehe Figur 2).In the side view, the legs 5, 7 of the webs 1, 2 run approximately straight (see Figure 2).

Das Anwendungsbeispiel der Figur 3 zeigt ein Gehäuse 17, von dem ein scheibenförmiges Substrat 18 getragen wird, auf dem sich die abzugreifenden Widerstandsschichten 19 befinden. Mit Schnappwirkung ist im Gehäuse 17 ein hutförmiger Träger 20 gehalten, welcher die Kraftaufbringstelle 4 der Feder formschlüssig umgibt. Die Potentialabgriffstellen 6 liegen auf der Widerstandsbahn bzw. Leiterbahn oder -schicht 19 auf.The application example of Figure 3 shows a housing 17 of the one Disc-shaped substrate 18 is carried on which the resistive layers to be tapped 19 are located. A hat-shaped carrier 20 is held in the housing 17 with a snap action, which positively surrounds the force application point 4 of the spring. The potential tapping points 6 rest on the resistance track or conductor track or layer 19.

Die zur Auflage auf die Widerstandsbahn bestimmte Potentialabgriffstelle 6, 6' kann mehrere Schleifstellen oder Kontaktpunkte aufweisen, die voneinander im wesentlichen mechanisch entkoppelt sind. Damit ist beim Überstreichen der Oberfläche der Widerstandsbahn und den aus deren Rauhigkeiten resultierenden Schwingungen der Potentialabgriffstellen eine höhere Kontaktsicherheit gewährleistet und somit das sogenannte Kontaktrauschen verringert. Dieses Kontaktrauschen entsteht sonst dadurch, daß keine kontinuierliche Kontaktgabe beim Überstreichen der Widerstandsbahn gewährleistet ist, da der Schleiferkontakt aufgrund der Oberflächenrauhigkeit kurzzeitig abhebt. Dieser Gedanke der Erfindung ist im Ausführungsbeispiel der Figur 4 in der Weise verwirklicht, daß dort zwei langgestreckte Abschnitte 21, 22 vorgesehen sind, die mittig je eine Potentialabgriffstelle, bzw. Kontaktnase aufweisen. Beide Kontaktabgriffstellen sind mikromechanisch weitgehend voneinander unabhängig.The potential tap point intended to be placed on the resistance track 6, 6 'can have several grinding points or contact points that are mutually exclusive are essentially mechanically decoupled. This means that when you paint over the surface the resistance track and the vibrations resulting from its roughness Potential tapping points guarantee a higher contact security and thus the so-called contact noise is reduced. This contact noise is otherwise caused by that no continuous contact is guaranteed when sweeping over the resistance track is because the wiper contact lifts off briefly due to the surface roughness. This concept of the invention is in the embodiment of Figure 4 in the way realized that there two elongated sections 21, 22 are provided which each have a potential tapping point or contact nose in the middle. Both contact points are micromechanically largely independent of one another.

- Ansprüche - - Expectations -

Claims

Patent and protection claims ./ Sliding spring for potsntial tap on rotary potentiometers, especially on rotary potentiometers in the smallest version, which consists of three webs merging into one another at their ends, the middle one Web has a force application point and the outer webs with protruding potential tapping points are provided and furthermore the force application point and the two potential tapping points lie in a line, characterized in that the middle web (1) in one Direction and the two outer webs (2) in the opposite direction perpendicular to the middle spring plane (9) are bulged that the respective ends of the outer Bars and the middle bar approximately in the middle spring plane at transition points (3) meet and that the potential tapping points (6, 6 ') approximately in the middle of the Ends of the outer webs (2) lie.

2. Slip spring according to claim 1, which is approximately elliptical in plan view is shaped, the two outer webs approximately in the direction of the long axis of the Ellipse run, characterized in that the middle web (1) approximately in Rich direction of the long axis (15) of the ellipse and that the Line through the potential tapping points and the force application point the short axis (8) of the ellipse covers.

3. Slide spring according to claim 1 or 2, characterized in that the transition points (3) from the ends of the outer webs (2) to the ends of the middle Web (1) have rounded or curved side edges (16).

4; Sanding spring according to one of Claims 1 to -3, characterized in that that the two outer webs (2) and the transition points (3) are circular or elliptical Form border, the middle web (1) approximately at the inner edge of the border is kinked with respect to this (13).

5. sanding spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the middle web (1) consists of a middle and approximately to the sanding spring plane (9) parallel force application point (4) and two opposite one angled, to the edge leading legs (5) consists.

6. sanding spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the outer webs (2) pronounced in the middle in the direction of their protrusion than Have potential tapping points (6) serving contact noses and that of these Contact lugs forward the legs (7) of the outer webs to the transition points (3) extend towards.

7. slip spring according to claim 6, characterized in that the legs (5, 7) of the webs (1, 2) in the side view (Figure 2) run approximately straight.

9. sanding spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the part of the corresponding web which is intended to rest on the resistance track (2) is divided into several sections (21, 22), each with a potential tap point, or contact nose and mechanically, especially in their vibration behavior, are largely independent of one another.