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Elektrische Regelwiderstände, Potenziometer und ähnliche Regelvorrichtungen
Bei der Herstellung von elektrischen Widerständen, Potenziometern und ähnlichen
Regelvorrichtungen, bei welchen der Widerstandsdraht auf einen kreisringförmigen
Träger aus Isolationsmaterial aufgewickelt ist, änderte man bisher den elektrischen
Widerstand mit Hilfe eines Schleifkontaktes, dessen Achse sich im Zentrum des Widerstandes
befindet. Der Schleifkontakt kommt jedoch beim Verschieben in Reibung mit den Drähten,
so daß diese aus ihrer Lage um 'so mehr gerückt werden können, als die oft sehr
dünnen und vom durchgehenden Strom erhitzten Drähte sich verlängern und vom Träger
abheben. Deswegen ist es angebracht, den elektrischen Kontakt durch andere Mittel
zu ersetzen.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß eine sich auf die Widerstandswindungen
auflegende Metallscheibe den veränderlichen Kontakt mit den Widerstandswindungen
herstellt. Diese Scheibe ist auf einer senkrecht auf ihr stehenden Achse befestigt,
die in einem festen Kopflager und einem kreisförmig drehbaren Fußlager gelagert
ist. Die Scheibe beschreibt beim Drehen eine kegelflächenförmige Bahn. Der Rand
der Scheibe wird bei deren Drehen ohne Reibung nach und nach auf die verschiedenen
Windungen des aufgewickelten Drahtes sanft aufgedrückt.
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Das Gestell kann aus Isoliermaterial hergestellt werden. Es ist aber
zweckmäßiger, dasselbe aus Metall herzustellen und an eine Erdplatte zu befestigen,
wodurch die Verbindungen vereinfacht und die Anzahl der notwendigen Klemmen vermindert
wird, z. B. durch Anschluß der Scheibe an das Metallgehäuse. ' In der Zeichnung
sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Abb. r zeigt im Schnitt eine Ausführungsart, welche als Potenziometer
mit Rückdraht dient.
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Abb. 2 ist ein OOuerschnitt von Abb. r. Abb. 3 ist ein Aufriß einer
zweiten Ausführungsart, als Widerstandsregler mit Erdrückleitung ausgestattet.
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Der Apparat besteht aus zwei Metallwandungen r und 2, z. B. aus Aluminium,
welche mittels isolierten Säulen 3, q. und 5 miteinander verbunden sind. Die Wandung
t ist zweckmäßig schachtel- oder schalenförmig eingedrückt und bildet den Sitz für
den aus Isoliermasse hergestellten Ring 6, auf dem der Widerstandsdraht aufgewickelt
ist. Dieser
Draht kann blank sein und muß in diesem Fall mittels
einer Mikagarnitur von den Wandungen des Gehäuses i isoliert sein, oder er ist emailliert
und bloß auf der freien Seite 8 des Spulenringes 6 blank gemacht.
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Die Wandung .2 besteht aus einer flachen Scheibe, welche in ihrem
Zentrum einen isolierten Kontakt 9 besitzt, der als Kopflager für eine Achse oder
einen Zapfen io dient, auf welch letzteren die Kontaktscheibe ii, die entweder steif
oder etwas elastisch sein kann, befestigt ist.
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Das andere Ende des Zapfens io sitzt in einem Fußlager 1s aus isoliertem
Material, welches exzentrisch auf einer Platte 13 befestigt ist. Die Platte 13 ist
mit einer Achse 14 verbunden, welche zapfenartig in der Wandung i spielt und einen
Bedienungsknopf 15 trägt. Beim Drehen dieses Knopfes beschreibt der Zapfen io eine
kegelflächenförmige Bahn, wobei der Rand der Scheibe i'i die verschiedenen Windungen
des Widerstandes während ihrer Drehung nacheinander berührt.
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Dadurch nun, daß die Säulen 3 und 4 mit den Klemmen der Stromquelle
sowie mit den Enden des Widerstandes verbunden sind, kann man mittels eines Verbindungsdrahtes,
der an die Klemme 9 angeschlossen ist, den Strom in jedem beliebigen Punkt der Drahtwindungen
entnehmen.
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Der Rand der Scheibe i i kann etwas konisch sein, um die Windungen
auf einer größeren Fläche berühren zu können.
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Um die Drehung der Achse 14 zu beschränken, 'ist dieselbe oder die
Platte 13 mit einem Ansatz@i6 versehen, der an einen an der Wandung i befestigten
Anschlag 17 stößt. Infolge des geringen Durchmessers des Ansatzes und des
Anschlages ist der tote Winkel sehr beschränkt, so daß der brauchbare Teil des Regelwiderstandes
sich beinahe auf den gesamten Kreis des Ringes 6 erstreckt.
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Es empfiehlt sich, auf dem Ring 6 zwischen den Enden des Widerstandes,
eine leichte Krümmung 6" vorzusehen, auf welcher die Scheibe i i aufruht,
wenn der Bedienungsknopf 15 auf den Nullpunkt zurückgedreht wird, so daß kein Strom
mehr durch den Apparat hindurchfließen kann.
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Will man den Apparat als Widerstand benutzen, so genügt es, beispielsweise
die Säule 3, d. h. das eine Ende des Widerstandes, mit dem einen Pol der Stromquelle
zu verbinden, während der andere Pol mit der Klemme 9 verbunden ist; das andere
Ende des Widerstandes bleibt frei.
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Die Scheibe ii ist mit verschiedenen Löchern versehen, durch welche
die Säulen 3, 4 und 5 frei durchdringen. Indem die Scheibe schwankt, ohne sich zu
drehen, wird ihre Bewegung nicht durch das Vorhandensein der Säulen gehindert. Nötigenfalls
kann man eine der Säulen mit einem Isolierrohr versehen, um jede Kontaktmöglichkeit
zwischen Scheibe und Säulen zu verhindern.
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In dem in Abb.3 dargestellten Apparat kann die Rückleitung weggelassen
werden, da die Metallwand r auf einer Erdplatte befestigt ist.
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Anstatt einer kreisförmigen, durch drei Säulen getragenen Wandung
z kann man die das Kopflager bildende Klemme 9 auf einer einfachen, mehr oder weniger
schmalen Brücke 18 anbringen, deren Füße auf beliebige Art an der Wandung i befestigt
sind.
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In den dargestellten Ausführungen ist die Scheibe i i starr an einer
in Fußlagern sich drehenden Achse befestigt. Dieselbe Wirkung wird offenbar erreicht,
wenn die Scheibe derart montiert ist, daß sie sich frei auf einem mit der Bedienungsachse
14 vorgesehenen Zapfen dreht, vorausgesetzt, daß während der Drehung dieser Achse
eine kegelförmige Fläche beschrieben wird. Dabei kann die Scheibe, ihre Achse oder
deren Tragorgane, eine gewisse Elastizität erhalten, wenn dies nötig sein sollte,
um einen besseren Kontakt mit den Widerstandswindungen zu sichern.
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Selbstverständlich soll die Anzahl sowie die Art der Verbindungen
zwischen den verschiedenen Teilen des Apparates verändert werden können, je nach
der Benutzung oder der Erdung gewisser Bestandteile.
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In gewissen Fällen soll die Scheibe " sowie deren Achse ohne isoliertes
Fußlager hergestellt und direkt mit der Masse einer Erdplatte verbunden werden können.
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Anstatt den dargestellten Ring kreisförmig auszuführen, kann der Widerstandsträger
jede zweckmäßige, nötigenfalls rechteckige Form erhalten, vorausgesetzt, daß die
auf den Träger verteilten Windungen nacheinander von dem Rand der auf ihnen rollenden
geneigten Scheibe berührt werden können.