DE3629002A1 - Potentiometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Potentiometer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Potentio­ meter sind weit verbreitet im Handel erhältlich. Ein Problem bei diesen bekannten Potentiometern ist die Einstellung bzw. das Justieren der Andruckkraft der Schleiferfeder gegenüber der Widerstandsplatte. In der Praxis wird diese Federkraft dadurch eingestellt, daß die bereits fest (z. B. genietet) am Federträger befe­ stigte Schleiferfeder so lange gebogen wird, bis sie die "richtige" Krümmung hat, damit die Andruckkraft innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegt. Bei diesem "Ausrichten" muß die Schleiferfeder über ihre Fließ­ grenze beansprucht werden. Dadurch werden aber die Federungseigenschaften der Schleiferfeder verändert, was sich dadurch erklären läßt, daß bei der Beanspru­ chung über die Fließgrenze Gefügeänderungen im Material auftreten. Auch ist dieses Ausrichten recht arbeits­ aufwendig und erfordert ein hohes Maß an "Fingerspit­ zengefühl". Eine mehr oder weniger automatisierte Montage eines solchen Potentiometers ist damit nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Potentiometer der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit geringem technischen Aufwand die Andruckkraft der Schleiferfeder gegenüber der Widerstandsschicht sehr präzise festgelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, daß die Schleiferfeder geradlinig ist und auf einer defi­ nierten Schräge im Federträger aufliegt. In einer Rich­ tung ist damit die Schleiferfeder an der vorderen Kante dieser Schräge abgestützt. In der anderen Richtung ist sie in einer Ausnehmung bzw. einem "Tunnel" des Feder­ träger abgestützt, der als Widerlager für die nach oben wirkende Kraft dient.

Die Erfindung bringt darüber hinaus die folgenden Vor­ teile: die Montagekosten (Zeit- und Teilekosten) sind gering, da die Schleiferfeder nur noch in den Feder­ träger eingesetzt werden muß, ein Nieten, Schrauben etc. jedoch entfällt;
es werden keine zusätzlichen Bauteile zur Befestigung der Feder benötigt;
bei der Montage bzw. Befestigung der Schleiferfeder am Federträger müssen praktisch keine Kräfte aufgebracht werden, die die Schleiferfeder verformen könnten;
die Federkraft muß nicht mehr nachjustiert werden;
die Andruckkraft wird innerhalb sehr enger Toleranzen erhalten;
bereits nach der Vormontage ist die Schleiferfeder un­ verlierbar am Federträger eingeklemmt;
schließlich ist die Schleiferfeder in präzise definier­ ter Lage am Federträger gehalten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführ­ licher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Federträgers mit daran fixierter Schleiferfeder nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht der Schleiferfeder der Fig. 1;

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht - ähnlich Fig. 1 - einer weiteren Variante der Er­ findung;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines Federträgers mit an ihm befestigter Schleifer­ feder nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht eines Federträgers mit daran fixierter Schleiferfeder nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 6.

Zur Verdeutlichung der wesentlichen Merkmale der Erfin­ dung sind die bei dem Potentiometer natürlich vorhan­ dene Widerstandsplatte, das Gehäuse, Drehbetätigungs­ organe und elektrische Anschlüsse in der Zeichnung fortgelassen. Dem Fachmann ist es ohne weiteres mög­ lich, diese Teile nach bekannten Vorbildern an die Er­ findung anzupassen.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Federträgers 1 mit eingesetzter Schleiferfeder 2, die an ihrem vorderen, freien Ende hier Schleiferbürsten 3 aufweist. Bei fertig montiertem Potentiometer stehen diese Schleiferbürsten 3 in schleifendem elektrischen Kontakt mit einer Wider­ standsschicht einer Widerstandsplatte. Die Schleifer­ feder 2 ist nun insgesamt geradlinig. Um eine definier­ te Andruckkraft auf die Widerstandsschicht aufbringen zu können, muß die Feder bei fertig montiertem Zustand des Potentiometers natürlich etwas gebogen sein, aller­ dings nur im federelastischen bzw. Hook'schen Bereich der Schleiferfeder. Der Federträger 1 besitzt eine schräg zur Widerstandsplatte verlaufende Anlagefläche 4, an der ein Teil (hinterer Abschnitt) der Schleifer­ feder anliegt. Die Schräge (Winkel) dieser Anlage­ fläche ist exakt definiert, so daß man mit dem Winkel, der Länge der Schleiferfeder 2 und dem vertikalen Ab­ stand zwischen Federträger und Widerstandsplatte sowie schließlich den Materialeigenschaften (Federkennlinie) der Schleiferfeder die Andruckkraft zwischen Schleifer­ feder und Widerstandsschicht präzise vorbestimmen kann, so daß auch ein "Nachjustieren" unnötig ist.

Damit die Schleiferfeder bei Berührung ihres vorderen Endes mit der Widerstandsplatte an ihrem hinteren Ende nicht von dem Federträger abhebt, ist ihr hinteres Ende in einem Widerlager des Federträgers abgestützt. Dieses Widerlager wird durch eine Ausnehmung 5 gebildet, die sich unmittelbar an die Anlagefläche 4 anschließt und deren der Oberseite der Schleiferfeder zugewandte Wan­ dung 6 ebenfalls unter dem Winkel geneigt ist. Um eine möglichst spielfreie Lagerung zu erhalten, ist der Abstand der beiden Ebenen, in denen die Anlagefläche 4 und die Wandung 6 liegen gleich der Materialstärke bzw. der Dicke der Schleiferfeder 2. Die Schleiferfeder ist somit an zwei präzise definierten Linien einge­ spannt, nämlich einerseits an der Vorderkante 7 der Anlagefläche 4 und an der Vorderkante 8 der Wandung 6, selbst wenn die Schleiferfeder bei Verformungen durch die Andruckkraft der Widerstandsplatte von der Anlage­ fläche 4 abhebt.

Um die Schleiferfeder auch in ihrer Längsrichtung präzise gegenüber dem Federträger ausrichten zu können, hat der Federträger der Fig. 1 beidseitig neben der Ausnehmung 5 definierte Anschlagflächen, die mit der Kante 8 ausgefluchtet sind. Die Schleiferfeder hat hinten entsprechend zwei seitliche Arme 10, deren nach hinten weisende Kanten 11 sich an dem Federträger ab­ stützen.

Um die Schleiferfeder für die Endmontage an dem Feder­ träger zu fixieren, sind an dem nach vorne weisenden Ende der beiden Arme 10 nach oben hochgebogene Zungen 12 vorgesehen, die an nach oben vorstehenden Pfosten 13 abgestützt sind und zwar an deren nach hinten weisender Wand 14. Diese Wand 14 ist der Zunge 12 entgegenge­ neigt, ihr Winkel gegenüber der Anlagefläche ist somit kleiner als 90°. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind die Pfosten 13 beidseitig neben der Anlagefläche gegenüberliegend zu den beiden Zungen 12 der Schleifer­ feder 4 angeordnet.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Zunge in etwa kreisförmig gebogen, wobei sie mit ihrem gebogenen Teil an der Wand 14 anliegt. Durch die Neigung der Wand 14 kann also die Zunge "einschnappen" und auf die Schlei­ ferfeder wirkt eine resultierende Kraft, die die Schlei­ ferfeder nach unten gegen die Anlagefläche und nach hinten drückt. Da der gebogene Teil der Zunge 12 an der Wand 14 anliegt, kann die Schleiferfeder aber auch wieder leicht nach oben entnommen werden. Das Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich hiervon dadurch, daß die Zunge 12′ kürzer ist und damit mit ihrer Oberkante an der Wand 14 anliegt. Da diese Ober­ kante relativ scharfkantig ist, erfolgt dort ein "Ein­ krallen", d. h. die Oberkante gräbt sich etwas in das Kunststoffmaterial ein, so daß ein einfaches Heraus­ nehmen der Schleiferfeder nicht möglich ist. Vielmehr müßte man zum Herausnehmen mit einem Werkzeug die Zunge 12′ etwas hochbiegen. Ansonsten entspricht das Ausfüh­ rungsbeispiel 3 demjenigen der Fig. 1.

In Fig. 1 ist noch eine Öffnung 15 des Federträgers erkennbar. Diese dient zum Entnehmen des Federträgers aus der Spritzgußform.

Aus Fig. 2 ist noch zu entnehmen, daß der hintere Ab­ schnitt 9 der Schleiferfeder, der an der Wandung 6 an­ liegt, in der Draufsicht halbkreisförmig ist. Er kann selbstverständlich auch rechteckig sein.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 hat die Schlei­ ferfeder zwei Arme 16 und 17, die parallel zueinander im Abstand verlaufen. In Verlängerung dieser beiden Arme 16 und 17 sind dann jeweils analog zum Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 Ausnehmungen 5′ und 5′′ vorgesehen, in die die Abschnitte 9′ bzw. 9′′ hinein­ ragen. Zur Fixierung der Schleiferfeder 2 an dem Federträger 1 kann ein mittiger Pfosten 13 vorgesehen sein, der zwischen den beiden Armen 16 und 17 liegt, so daß nur eine Zunge 12 benötigt wird. Es ist jedoch auch möglich, zu beiden Seiten der Arme 16 und 17 jeweils Pfosten vorzusehen, also zusätzlich noch die Pfosten 13′ und 13′′, wobei dann der Federträger auch dort ent­ sprechend hochgebogene Zungen aufweist, die in Fig. 4 nicht dargestellt sind. Abschließend ist noch darauf hinzuweisen, daß Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 5 darstellt und umgekehrt die Fig. 5 ein Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 4 ist. Aus Fig. 5 ist schließlich noch zu erkennen, daß die Zunge 12 auch geradlinig ausgebildet sein kann, so daß das "Ein­ krallen" ihrer Vorderkante an dem Pfosten noch schärfer ausgeprägt ist. Dies ist besonders gut in Fig. 5 zu erkennen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von dem der Fig. 4 und 5 im wesentlichen dadurch, daß der Pfosten 13 nicht mehr über die Oberkante des Federträgers 1 hinausragt, sondern mit dieser im wesent­ lichen fluchtet und daß die Zunge 12 nach unten in die Ausnehmung 15 des Federträgers hineinragt und sich dort an der Schräge 14 des "Pfostens" 13 abstützt. Die Kante 7 des Pfostens 13 kann sich dabei dann auch über die volle Breite des Federträgers erstrecken, so daß auch die Federarme 16 und 17 auf ihr abgestützt sind, zu­ sätzlich zur Abstützung auf der Anlagefläche 4.

Ein weiterer Unterschied der Fig. 6 und 7 gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 liegt auch in dem hinteren Widerlager für die Feder. Dieses ist so ausge­ bildet, daß die Öffnung 5 (Fig. 6) durch auskragende Abschnitte 17 abgedeckt ist, wobei wiederum auch hier eine nach unten weisende Wand des Abschnittes 17 paral­ lel zur Auflagefläche 4 liegt. Zum besseren Einführen der Feder ist der auskragende Abschnitt 17 noch mit einer Schräge 16 ausgestattet, die unter einem spitzen Winkel zur Richtung der Feder liegt. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel hat die Feder an ihrem Grundkörper keine nach hinten ragenden Laschen mehr sondern eine durch­ gehende gerade Kante 18.

Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl von sich aus in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (11)

1. Potentiometer mit einer Widerstandsplatte, einer Schleiferfeder, deren vorderes Ende mit einer auf der Widerstandsplatte aufgebrachten Widerstands­ schicht in schleifendem elektrischem Kontakt steht und mit einem relativ zur Widerstandsplatte dreh- oder verschiebbaren Federträger an dem das hintere Ende der Schleiferfeder befestigt ist, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die Schleiferfeder (2) eine im wesentlichen geradlinig verlaufende Gestalt hat,
daß der Federträger (2) eine schräg zur Wider­ standsplatte verlaufende Anlagefläche (4) auf­ weist, an der ein Teil der Schleiferfeder (2) an­ liegt und
daß der Federträger (1) ein Widerlager (5, 6) auf­ weist, welches ein Abheben des hinteren Endes (9) der Schleiferfeder (2) von der Anlagefläche (4) verhindert.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager eine Ausnehmung (5) oder eine Sacköffnung ist, die mit der Anlage­ fläche (4) ausgefluchtet ist.

3. Potentiometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am kontaktseitigen (vorderen) Ende der Anlagefläche (4) mindestens ein seit­ licher Vorsprung bzw. Pfosten (13) angeordnet ist, an dem sich eine Zunge (12) der Schleiferfeder (4) abstützt.

4. Potentiometer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am hinteren Ende der Anlagefläche (Kante 8) ein in axialer Richtung der Schleifer­ feder wirkender Anschlag vorhanden ist.

5. Potentiometer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pfosten (13), an dem sich die Zunge (12) abstützt, gegenüber der Anlage­ fläche (4) unter einem solchen Winkel geneigt ist, daß die Schleiferfeder (2) auf die Anlagefläche (4) und nach hinten gegen den Anschlag gedrückt wird.

6. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (12) radius­ förmig gebogen ist.

7. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge mit einer Kante ihres freien Endes an einer Wand (14) des Pfostens (13) anliegt.

8. Potentiometer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Schlei­ ferfeder (2) Pfosten (13; 13′; 13′′) vorhanden sind, an denen sich entsprechende Zungen der Schleiferfeder abstützen.

9. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiferfeder zwei Schleiferarme (16 und 17) aufweist, wobei der Federträger zwischen diesen einen Pfosten (13) aufweist, an dem sich die Zunge (12) abstützt.

10. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (12) so ge­ bogen ist, daß sie von der Anlagefläche (4) fort­ weist.

11. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (12) so gebogen ist, daß sie in das Innere des Federträgers (2) hineinragt, wobei zumindest eine Kante des Pfostens (13) mit der Anlagefläche (4) ausgefluchtet ist.