DE3428722C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlupfkupplung mit Drehbegrenzung für einen verstellbaren elektrischen Widerstand, bei der ein in einem Gehäuse angeordnetes Zahnrad mit einem Abgreifer versehen ist, der über eine Widerstandsbahn bewegbar ist, und bei der das Zahnrad nur über einen Teil seines Umfanges mit Zähnen versehen ist, in die eine Schneckenschraube eingreift und bei der Anschlagmittel zur Begrenzung der Abgreiferbewegung am jeweiligen Ende der Widerstandsbahn und Federmittel vorgesehen sind, weche letztere bei der Umkehr der Drehrichtung der Schneckenschraube den letzten Zahn des Zahnrades in Wiedereingriff mit der Schneckenschraube bringen.

Aus der DE-OS 26 11 243 geht eine derartige Schlupfkupplung hervor, bei der eine Ratsche vorgesehen ist, um die beiden endständigen Zähne der nur teilweise an dem Umfang des Zahnrades angeordneten Zähne wieder in Eingriff mit der Schneckenschraube zu bringen, nachdem das Zahnrad eine seiner beiden durch die Anschlagmittel festgelegten Endstellungen erreicht hat und diese beiden endständigen Zähne außer Eingriff mit der Schneckenschraube gelangt sind. Die Ratsche weist dabei eine einstückig mit ihr verbundene Feder sowie zwei voneinander beabstandete Zapfen auf, wobei letztere zum zeitweiligen Eingriff mit der Schneckenschraube dienen. Hat das Zahnrad eine seiner beiden Endstellungen erreicht und ist der jeweilige Zahn außer Eingriff mit der Schneckenschraube gelangt, so greift einer der beiden Zapfen in das Gewinde der Schraubenschnecke ein. Wird die Schraubenschnecke in die bisherige Richtung weitergedreht, so wird hierdurch die Ratsche veranlaßt, relativ zu dem Zahnrad zu springen. Die hierzu notwendige Kraft wird dabei von der Feder geliefert. Bei einer derartigen Drehung der Schraubenschnecke schnappt der Zapfen über das Gewinde der Schraubenschnecke. Wird die Drehrichtung der Schraubenschnecke umgekehrt, so gelangen Antriebsstirnflächen der Ratsche in Kontakt mit entsprechenden Vertikalflächen des Zahnrades, so daß der endständige Zahn in Wiedereingriff mit dem Gewinde der Schraube gebracht wird. Hierdurch wird also ein direkter Antrieb zwischen Schraubenschnecke und Zahnrad hergestellt. Dieser direkte Antrieb stellt zusätzlich zu der von der Feder gelieferten Kraft sicher, daß die Zahnradzähne wieder in Eingriff mit dem Gewinde der Schraubenschnecke kommen, wenn eine Rückwärtsdrehung des Zahnrads gewünscht wird. Die Drehbegrenzung und das Wiederineingriffbringen der Zähne des Zahnrades erfolgt hierbei also auf einem sehr komplizierten Weg. Hierzu werden eine Reihe von Bauteilen benötigt, die selber wiederum einen komplizierten Aufbau besitzen.

Aus der US-PS 34 16 119 geht eine weitere Schlupfkupplung hervor, bei der das Zahnrad an seinem gesamten Umfang mit Zähnen versehen ist. Um ein Überdrehen zu verhindern, ist hierbei eine im wesentlichen gekrümmt verlaufende Nut in dem Zahnrad vorgesehen. Hat das Zahnrad eine seiner beiden Endstellungen erreicht und wird die Schraubenschnecke weiter gedreht, so wird die Nut eingedrückt, wobei dann die Zähne des Zahnrades auf dem Gewinde der Schraubenschnecke abrutschen. Hierbei besteht aber die Gefahr, daß die Zähne des Zahnrades bei einem derartigen Reibeingriff beschädigt, insbesondere abgeschert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schlupfkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist und sich leicht montieren läßt.

Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anschlagmittel und die Federmittel von einem fingerähnlichen, federnden Vorsprung gebildet werden, der im Zahnrad durch einen U-förmigen Schlitz gebildet ist, wobei der Vorsprung an seinem vorderen freien Ende einen Anschlag trägt, der in eine in Richtung zum Zahnrad hin geöffnete Ausnehmung mit Endwänden des Gehäuses eingreift. Durch die Ausbildung des Schlitzes in dem Zahnrad wird erreicht, daß der Anschlag und die Federung funktional zusammengefaßt werden können. Hierdurch wird der Aufbau der Schlupfkupplung erheblich vereinfacht, ohne daß dabei die Robustheit der Schlupfkupplung nachteilig beeinträchtigt wird. Darüber hinaus läßt sich die Schlupfkupplung auf einfache Weise montieren.

Die Kupplung beinhaltet also das Zahnrad mit einem gezahnten Teil und einem blanken Teil, den fingerähnlich federnden Vorsprung und den Anschlag, der sich am vorderen Ende des fingerförmigen Vorsprungs befindet. Dieser ist nach oben gerichtet und ragt in eine gebogene Ausnehmung am Gehäuse, die nach unten gerichtet ist.

Die Anordnung dieser drei Teile ist so, daß dann, wenn der Zahn neben dem blanken bzw. glatten Bereich des Zahnrades mit der Zahnung bzw. mit dem Gewinde der Schneckenschraube außer Eingriff kommt, die Drehung des Schnecken- bzw. Zahnrades angehalten wird, wenn der Anschlag, welcher am federnden fingerähnlichen Vorsprung in Berührung mit einer Endwand der gebogenen, am Gehäuse vorgesehenen Ausnehmung kommt und dieser Zahn in entgegengesetzter Richtung auf das Gewinde der Schneckenschraube aufgedrückt wird, so daß bei Umkehrung der Drehrichtung der Schneckenschraube das Gewinde der Schneckenschraube mit der Zahnung des Schneckenrades sicher in Eingriff kommt.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines mehrfach verstellbaren elektrischen Widerstands;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie II-II für den verstellbaren Widerstand in der Fig. 1;

Fig. 3 in auseinandergezogener Darstellung Teile des verstellbaren Widerstands im Innern eines Gehäuses und einen Rotor;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Schneckenschraube und einen Rotor bei teilweise geöffnetem Gehäuse;

Fig. 5(A) eine Draufsicht auf einen Rotor, der mit einem federnden fingerähnlichen Vorsprung versehen ist, (B) eine Seitenansicht der Fig. 5(A);

Fig. 6(A) eine Draufsicht auf einen Rotor und eine Schneckenschraube eines anderen Ausführungs­ beispiels;

Fig. 6(B) eine Seitenansicht der Anordnung in der Fig. 6(A);

Fig. 7 ein Gehäuse mit eingeformter gebogener Ausneh­ mung;

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Grundkörper;

Fig. 9(A), (B), (C), (D) einen Kupplungsmechanismus mit Schneckenschraube und Schneckenrad.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Schneckenschraube 4 gezeigt mit einem Schraubengang 4a, der in eine Verzahnung 8a eines Schneckenrades 8 eingreift. Diese Bauteile befinden sich im Innern eines Gehäuses 2. Das Schneckenrad 8 besitzt an seiner Unterseite eine flache kreisförmige Ausnehmung 15 und eine tiefere Ausnehmung bzw. einen Aufnahmeraum 17 mit trapezförmigem Querschnitt.

Im Aufnahmeraum 17 befindet sich ein Abgreifer 16, der federnd an einem Silicongummikissen 18 gelagert ist. Der Abgreifer erstreckt sich in Richtung zu einer Widerstandsbahn 22 und ist mit einem Anschluß über ein Kontaktiermaterial 24 verbunden. Durch die Wirkung des Silicongummikissens 18 wird der Abgreifer 16 federnd auf die Widerstandsbahn 22 gedrückt.

Die Widerstandsbahn 22 besteht bevorzugt aus einem Keramik­ metallgemisch und besitzt eine Teilringform. Die Enden der Widerstandsbahn sind mit Kontaktiermaterial 24, 26, 26 verbunden und Anschlußstifte 6a, 6b, 6c sind mit dem Kontaktiermaterial 24, 26, 26 ebenfalls elektrisch leitend verbunden.

Das Schneckenrad 8 besteht bevorzugt aus Kunststoffmaterial.

Am Gehäuse 2 befindet sich eine gebogene Ausnehmung 14, die in Richtung zum Schneckenrad 8 hin geöffnet ist, wie Fig. 7 zeigt. Die beiden Enden der Ausnehmung werden gebildet von vertikalen Wänden 14a und 14b. Diese beiden Wände 14a und 14b verhindern eine weitere Verschiebung eines Anschlages 12, der am vorderen Ende eines fingerähnlichen Vorsprungs 10 angeordnet ist, wie im folgenden noch erläutert wird. Dieser fingerähnliche federnde Vorsprung 10 wird beim Drehen der Schneckenschraube, wenn deren Schraubengang 4a mit der Verzahnung 8a des Schneckenrades kämmt, entlang der Ausnehmung 14 bewegt.

Die Fig. 5 zeigt verschiedene Ansichten des Schneckenrades 8. Dieses Schneckenrad besitzt eine Verzahnung 8a an einem Teil seines Umfangs sowie einen unverzahnten blanken Teil 8b. Ein im Schneckenrad 8 eingeformter Schlitz 9 ist schuhspitzenförmig ausgebildet und erstreckt sich, ausgehend vom unverzahnten Teil 8b, in Richtung auf die Verzahnung 8a und kehrt wieder zurück zum unverzahnten Teil 8b. Durch diesen Verlauf hat der Schlitz die Form einer Schuhspitze.

Der vom Schlitz 9 umfaßte Teil wird gebildet von dem fingerähnlichen federnden Vorsprung 10. Am vorderen freien Ende des Vorsprungs 10 befindet sich der Anschlag 12.

In den Fig. 6(A) und (B) ist eine andere Ausführungsform für das Schneckenrad 8 dargestellt. Dieses Schneckenrad besitzt einen Schlitz 9′ mit anderer Gestalt. Ein fingerähnlicher federnder Vorsprung 11 besitzt ebenfalls einen Anschlag 13. Die Wirkungsweise der einzelnen Bauteile ist die gleiche wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Grundkörper 20, auf welchem die Widerstandsbahn 22 angeordnet ist. Die Widerstandsbahn ist bevorzugt als Film bzw. Schicht aufgebracht. Kontaktierstellen 26, die mit Anschlußstiften 6a, 6b und 6c verbunden sind, sind elektrisch leitend mit den Enden der Widerstandsbahn 22 verbunden. Die mittlere Kontaktierstelle 24, welche mit dem Abgreifer 16 elektrisch leitend verbunden ist, ist mit dem Anschlußstift 6b verbunden.

Anhand der Fig. 9(A), (C), (D) soll der Betrieb des dargestellten verstellbaren Widerstands erläutert werden.

Wenn die Schneckenschraube 4, wie es in Fig. 9(A) gezeigt ist, entgegen dem Uhrzeigersinn, wie es ein Pfeil zeigt, gedreht wird, wird das Schneckenrad 8 in Richtung eines Pfeiles im Uhrzeigersinn gedreht. Der Schneckengang 4a der Schneckenschraube 4 und die Verzahnung 8a des Schneckenrades 8 greifen dabei ineinander. Mit Hilfe des federnden Silicongummikissens 18 wird der Abgreifer 16 gegen die Widerstandsbahn dabei gedrückt, so daß dieser über diese schleift. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind das Silicongummikissen 18 und der Abgreifer 16 im Aufnahmeraum 17 des Schneckenrades 8 angeordnet. Beim Verschwenken des Abgreifers über die Widerstandsbahn gleitet der Anschlag 12 am fingerähnlichen Vorsprung des Schneckenrades 8 in der gebogenen Ausnehmung 14 des Gehäuses 2. Dabei kommt am Ende der Widerstandsbahn der Anschlag 12 in Berührung mit der Seitenwand 14a am Ende der Ausnehmung 14. Ein Zahn 8a′, welcher am Ende der Verzahnung neben dem unverzahnten Teil 8b liegt, steht dann in Eingriff mit dem Schraubengang 4a der Schneckenschraube 4. Wenn die Schneckenschraube 4 in der gleichen Richtung weitergedreht wird, wie es die Fig. 9(B) und (c) zeigen, erfolgt aufgrund des Eingriffs des Endzahnes 8a′ in den Schraubengang 4a eine weitere Drehung des Schneckenrades, wobei auch der mit dem Anschlag 12 versehene federnde Vorsprung 10 zusammen mit dem Schneckenrad 8 in der gleichen Richtung, d. h. in Richtung des Uhrzeigersinns, wie es die Pfeile darstellen, gedreht wird. Dabei kommt der Anschlag 12 in Berührung mit der Endwand 14a der gebogenen Ausnehmung 14, und der federnde fingerähnliche Vorsprung 10 wird verformt und gebogen, wie es in Fig. 9(B) dargestellt ist. Aufgrund der bei der Drehung der Schneckenschraube 4 und des Schneckenrades 8 aufgewendeten Kraft wird der fingerähnliche federnde Vorsprung 10 gebogen.

Wenn die Drehung der Schneckenschraube 4 entgegen dem Uhrzeigersinn fortgesetzt wird, löst sich der Eingriff des letzten Zahnes 8a′ des Schneckenrades 8 aus dem Schraubengang 4a. Aufgrund der Rückstellkraft des federnden fingerähnlichen Vorsprungs 10, der gegen die vertikale Endwand 14a der Ausnehmung gedrückt ist, wird auf das Schneckenrad 8 eine Kraft ausgeübt, welche das Schneckenrad in Gegenrichtung zurückzudrehen versucht. Die Drehbewegung des Schneckenrades 8 wird angehalten. Auch der Abgreifer 16 beendet seine Gleitbewegung auf der Widerstandsbahn 22.

Wenn die Schneckenschraube 4, wie in Fig. 9(D) gezeigt ist, im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Schneckenrad entgegen dem Uhrzeigersinn, wie es durch den Pfeil gezeigt ist, gedreht. Der letzte Zahn 8a′ der Verzahnung kommt dann in Eingriff mit dem Schraubengang 4a der Schneckenschraube, und der Anschlag 12 am federnden fingerähnlichen Vorsprung 10 löst sich von der Endwand 14a. Das Schneckenrad 8 kann so lange verdreht werden, bis der Anschlag 12 gegen die vertikale Endwand 14b der gekrümmten Ausnehmung 14 im Gehäuse 2 an­ liegt.

Auf diese Weise läßt sich der Abgreifer 16 in beiden Richtungen über die gebogene Widerstandsbahn 22 bewegen, wobei das Schneckenrad 8 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn durch entsprechende Drehung der Schneckenschraube 4 sich dreht.

Die Kupplungsteile sind einfach im Aufbau und gewährleisten einen sicheren Betrieb. Gewährleistet wird dies insbesondere durch den Anschlag 12, der am vorderen Ende des federnden fingerähnlichen Vorsprungs 10 angeordnet ist und der innerhalb der gebogenen Ausnehmung 14 des Gehäuses sich bewegen kann. Am Ende der Schwenkbewegung kommt der Anschlag federnd in Anlage an die jeweilige Endwand 14a bzw. 14b der gebogenen Ausnehmung.

Dabei wird die Drehbewegung des Schneckenrades 8 angehalten und somit auch die Abgreifbewegung des Abgreifers 16, der auf der Widerstandsbahn 22 gleitet. Die Einzelteile der Kupplung lassen sich einfach herstellen und besitzen einen einfachen Aufbau.

Claims (3)

1. Schlupfkupplung mit Drehbegrenzung für einen verstellbaren elektrischen Widerstand, bei der ein in einem Gehäuse angeordnetes Zahnrad mit einem Abgreifer versehen ist, der über eine Widerstandsbahn bewegbar ist, und bei der das Zahnrad nur über einen Teil seines Umfanges mit Zähnen versehen ist, in die eine Schneckenschraube eingreift und bei der Anschlagmittel zur Begrenzung der Abgreiferbewegung am jeweiligen Ende der Widerstandsbahn und Federmittel vorgesehen sind, welche letztere bei der Umkehr der Drehrichtung der Schneckenschraube den letzten Zahn des Zahnrades in Wiedereingriff mit der Schneckenschraube bringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel und die Federmittel von einem fingerähnlichen, federndem Vorsprung (10, 11) gebildet werden, der im Zahnrad (8) durch einen U-förmigen Schlitz (9, 9′) gebildet ist, wobei der Vorsprung (10, 11) an seinem vorderen freien Ende einen Anschlag (12, 13) trägt, der in eine in Richtung zum Zahnrad (8) hin geöffnete Ausnehmung (14) mit Endwänden (14a, 14b) des Gehäuses (2) eingreift.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (9) schuhspitzenförmig ausgebildet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (9′) Rechteckform aufweist und der gebildete fingerartige federnde Vorsprung (11) dreieckförmig ausgebildet ist und das vordere Ende des Vorsprungs, an welchem der Anschlag (13) sitzt, auf einen unverzahnten Umfangsteil (8b) des Schneckenrades (8) gerichtet ist.