DE4037493C2 - Wegaufnehmer, insbesondere Potentiometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wegaufnehmer, insbesondere Potentiometer, mit einem Träger für einen Speicher einer physikalischen Größe, insbesondere einer Widerstandsbahn, und einem relativ zu dem Träger verschiebbaren Schlitten mit einer Einrichtung zur selektiven Auswahl einer definierten Stelle des Speichers.

Ein derartiger Wegaufnehmer ist beispielsweise aus der DE 28 10 341 C2 bekannt, wobei der Träger gehäusefest angeordnet ist.

Derartige Wegaufnehmer dienen beispielsweise zur Umsetzung von linearen Bewegungen eines Teils in elektrische oder optische Signale oder aber als Winkelcodierung zur Erzeugung von vorzugsweise elektrischen Signalen, die beispielsweise einen Drosselklappenwinkel in einer Brennkraftmaschine zur Anzeige bringen.

Diese Wegaufnehmer können unterschiedliche physikalische Eigenschaften ausnutzen. In der Regel verwendet man als Wegaufnehmer Potentiometer mit einer Widerstandsbahn, bei denen also der elektrische Widerstand einer auf den Träger aufgebrachten Schicht oder Wicklung als physikalische Größe ausgenutzt wird. Bekannt sind aber auch Wegaufnehmer, die optische Eigenschaften ausnutzen, beispielsweise dadurch, daß der Speicher eine ortsabhängige Durchlässigkeit für eine von einem Strahlungserzeuger ausgesandte Strahlung, beispielsweise Lichtstrahlung, besitzt, wobei dann Mittel zur Erfassung der Intensität oder der Querschnittabmessung der Strahlung vorgesehen sind.

Wenn im folgenden auf die bevorzugte Ausbildung der Erfindung, nämlich als Potentiometer, näher eingegangen wird, bedeutet dies also nicht eine Beschränkung der Erfindung auf Potentiometer.

Bei einem Potentiometer wird letztlich der elektrische Widerstand der Widerstandsbahn zwischen einem elektrischen Anschluß derselben und dem Ort zur Erzeugung eines elektrischen Signals ausgenutzt, den ein elektrischer Abgriff oder Schleifer in Abhängigkeit von dem jeweils zu erfassenden Weg einnimmt. Aufgrund verschiedener Ursachen, wie Fertigungstoleranz, Verschleiß, Ungenauigkeit der Montage, Temperatureinflüssen besteht die Gefahr einer schon im Hinblick auf die Genauigkeit unerwünschten Verlagerung des Trägers für den Speicher, im Falle eines Potentiometers also die Wi­ derstandsbahn, relativ zu dem Schlitten, der im Falle eines Potentiometers einen elek­ trischen Schleifer trägt. Es ist bekannt, aus diesen Gründen gleichsam eine Überdimen­ sionierung der Länge der Widerstandsbahn vorzunehmen, wodurch einerseits die Abmes­ sungen des Wegaufnehmers vergrößert werden, andererseits aber nicht ohne weiteres die erforderliche Genauigkeit sichergestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wegaufnehmer zu schaffen, der ohne Vergrößerung des Speichers, also im Falle eines Potentiometers der Widerstandsbahn, gleichsam eine selbsttätige Lagejustierung zwischen Speicher und Schlitten vornimmt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un­ teransprüche.

Durch die Mitnahmeanschläge wird sichergestellt, daß in zumindest einer Endposition des Schlittens der Träger und damit der Speicher (Widerstandsbahn) stets eine definier­ te Lage relativ zum Schlitten besitzt. Er wird also gleichsam durch den Schlitten mit­ gezogen, sofern er nicht von vornherein die Sollage eingenommen hat. Verständlicher­ weise ist es erforderlich, dafür zu sorgen, daß der Träger nur durch diese Mitnahme­ anschläge in Richtung der Bewegungen des Schlittens bewegt wird, nicht aber durch irgendwelche äußeren Einwirkungen, wie Erschütterungen. Aus diesem Grunde sind in den Unteransprüchen im einzelnen beschriebene Einrichtungen vorgesehen, die gleichsam eine Schwergängigkeit der Bewegung des Trägers sicherstellen, so daß erst eine vorge­ gebene Mindestkraft überwunden werden muß, ehe der Träger Bewegungen ausführt.

Durch die Erfindung kann sowohl eine Einmaljustierung nach der Montage als auch eine Nachjustierung des Betriebs erfolgen. Zur Justierung wird der Schlitten in seine beiden Endlagen bewegt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt,

Fig. 2 in einem Querschnitt und

Fig. 3 in Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel sowie

Fig. 4 im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel.

Betrachtet man zunächst das erste Ausführungsbeispiel, also die Fig. 1 bis 3, so sind in dem Gehäuse 1 längs jeweils zwei als Schienen dienende Stangen 2 und 3 bzw. 4 und 5 der Träger 6 für die Widerstandsbahn 7 sowie der Schlitten 8 mit dem als Ab­ griff dienenden Schleifer 9 in der Zeichenebene der Fig. 1 linear verschiebbar gela­ gert. Es handelt sich also um ein Potentiometer, das zur Umsetzung einer elektrisch zu messenden Weggröße (worunter auch ein Winkel zu verstehen ist) in ein elektrisches Signal dient.

Betrachtet man nun Träger 6 und Schlitten 8 im einzelnen, so besitzen beide einander zugekehrte Mitnahmeanschläge 10, 11 bzw. 12, 13, wodurch sichergestellt wird, daß der Träger 6 in zumindest einer Endstellung des Schlittens 8 und damit des Schleifers 9 eine definierte Lage bezüglich des Schlittens 8 einnimmt. Dieser ist über die Kuppel­ einrichtung 14 mit dem System verbunden, dessen Bewegung oder Position zu messen ist, also beispielsweise mit einem Bauteil einer Werkzeugmaschine oder einer Drossel­ klappe in der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Damit bezüglich der Herstellung der Kupplungsverbindung an der Stelle 14 montagefreundliche Toleranzen zur Verfügung stehen, steht der Schlitten 8 unter der Wirkung der Druckfeder 15, die ihn ständig in seine in Fig. 1 linke Endstellung zu drücken sucht. Das bedeutet nichts anderes, als daß ein in die Kupplungsaufnahme 14 eingreifendes Gegenstück ständig einseitig von einer Seitenwand der Kupplungsaufnahme 14 kontaktiert wird und demgemäß kein Spiel in der Übertragung der Bewegung auftritt.

Verständlicherweise sind Mittel erforderlich, die ungewollte Bewegungen des Trägers 6 längs seiner Schienen 2 und 3 verhindern. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden ohnehin erforderliche Stromzuführungsfedern 16, 17 und 18 hierfür ausgenutzt, die längs der mit einer vorgegebenen Reibung, beispielsweise durch Querriffelung, aus­ geführten Fläche 19 des Trägers 6 unter elektrischer Kontaktgabe aufliegen und mit dem in das Gehäuse 1 eingeformten Stecker 20 verbunden sind. Stattdessen können die Stromzuführungen auch durch mit Schlaufen verlegte Leitungen gebildet sein.

Sind, wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, mehrere parallel verlaufende Wider­ standsbahnen 7 und demgemäß mehrere in Querrichtung versetzt angeordnete Kontakt­ federn vorhanden, kann man dadurch, daß die Fläche 19 nur bereichsweise mit größe­ rer Reibung ausgeführt ist, dafür sorgen, daß nur jeweils eine der Federn 16, 17 und 18 zur Erzeugung der Arretierkraft für den Träger 6 herangezogen wird. Dies ermög­ licht bei Riffelung dieser Bereiche der Fläche 19 eine sehr feine Einstellmöglichkeit des Verstellwegs des Trägers 6.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 1 bis 3 dadurch, daß zur Erzeugung der Arretierkraft für den Träger 40, der wiederum mittels Schienen 41 in dem Potentiometergehäuse 42 gelagert ist, nicht seine - hier drahtförmigen - Stromzuführungen 43 herangezogen werden, sondern hierzu ein O-Ring 44 vorhanden ist. Dieser ist in Bewegungsrichtung des Trägers 40, das heißt in der Zeichenebene der Fig. 4, im Träger 40 fest gelagert und umgreift elastisch die Schiene 41.

Der Schlitten 45 mit dem Schleifer 46, der auf der Widerstandsbahn 47 läuft, ist, wie bereits beschrieben, ebenfalls mittels Schienen 48 im Gehäuse 42 gelagert; auch in die­ sem Ausführungsbeispiel verlaufen die Schienen 41 und 48 parallel. Bei 49 und 50 bzw. 51 und 52 erkennt man wiederum die zusammenwirkenden Mitnahmeanschläge, und auch hier ist der Schlitten 45 durch eine Druckfeder 53 in Richtung einer seiner Endstellun­ gen kraftbeaufschlagt.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßer Wegaufnehmer geschaffen, der selbsttätig unerwünschte Abweichungen der Lage des Trägers beispielsweise für eine Widerstandsbahn relativ zum zugeordneten Schleifer beseitigt. Nochmals sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch bei Wegaufnehmern Einsatz finden kann, die nicht nach dem Potentiometerprinzip arbeiten.

Claims (8)

1. Wegaufnehmer, insbesondere Potentiometer, mit einem Träger für einen Speicher einer physikalischen Größe, insbesondere einer Widerstandsbahn, und einem relativ zu dem Träger verschiebbaren Schlitten mit einer Einrichtung zur selektiven Auswahl einer definierten Stelle des Speichers, dadurch gekennzeichnet, daß Träger (6) und Schlitten (8) mit im Bereich zumindest einer Endstellung desselben zusammenwirkenden Mitnahmeanschlägen (10, 11; 12, 13) für den Träger (6) versehen sind, und daß der Träger (6) nach Überwindung einer Arretierkraft in Richtung einer Schlittenbewegung bewegbar gelagert ist.

2. Wegaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Arretierkraft zumindest eine Schleiffeder (16, 17, 18) zwischen dem Träger (6) und einem feststehenden Teil des Wegaufnehmers eingespannt ist.

3. Wegaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiffeder (16, 17, 18) am Träger (6) gehalten ist und sie längs einer Fläche (19) am feststehenden Teil (1) schleift oder am feststehenden Teil (1) gehalten ist und am Träger (6) schleift.

4. Wegaufnehmer nach Anspruch 3 für den Fall eines Potentiometers, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder eine Stromzuführungsfeder (16, 17, 18) der Widerstandsbahn (7) ist.

5. Wegaufnehmer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (19) reibungserhöhend geriffelt ausgeführt ist.

6. Wegaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) auf zumindest einer Schiene (2, 3) bewegbar gelagert ist.

7. Wegaufnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Arretierkraft zumindest ein die Schiene (41) umschlingender, im Träger (40) gela­ gerter O-Ring (44) vorgesehen ist.

8. Wegaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlitten (8) eine ihn in Richtung einer seiner Endstellungen belastende Feder (15) angreift.