-
Verstellbare Kontakteinrichtung mit einer Bürste oder einem Schleifer
Die Erfindung betrifft drahtgewickelte Regelwiderstände und Potentiometer und bezweckt,
Verbesserungen an diesen zu schaffen.
-
Üblicherweise besteht ein drahtgewickelter veränderbarer Widerstand
oder Potentiometer aus einer Widerstandswicklung und einem Kontakt-oder Schleiferarm,
welcher der Bewegung auf einer Bahn der Wicklung von einer Windung zur nächsten
angepaßt ist.
-
Bei einem Potentiometer wird jedesmal, wenn sich der Schleifer von
einer Windung auf der Bahn zur nächsten bewegt, ein Spannungssprung im Stromkreise
hervorgerufen, welcher als Windungsspannung bezeichnet wird. Ähnlich wird im Falle
eines veränderbaren Widerstandes ein Widerstandssprung jedesmal entstehen, wenn
der Schleiferarm sich von einer Wicklungswindung auf die nächste bewegt. Diese aufeinanderfolgenden
Spannungs-bzw. Widerstandssprünge, welche die Bewegung des Schleiferarms der Bahn
entlang begleiten, stellen eine unerwünschte Eigenschaft dar, wenn eine Vorrichtung
dieser Art für gewisse Stromkreise benutzt wird, und es ist daher das besondere
Ziel der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen durch die Schaffung eines veränderbaren
Widerstandes oder Potentiometers, in welchen die Spannungssprünge, die, wenn der
Schleiferarm sich über die Bahn bewegt, an der Ausgangsklemme der Vorrichtung entstehen,
viel kleiner als die Windungsspannung sind.
-
Zu diesem Zweck wird eine verstellbare Kontakteinrichtung mit einer
Bürste oder einem Schleifer, der über eine Reihe von festen, durch Widerstände miteinander
verbundenen Kontakten gleitet, insbesondere über die einzelnen WindunL-en eines
drahtgewickelten
Widerstandes oder Potentiometers, um die Spannung
oder den Widerstand, der in dem mit der Bürste oder dem Schleifer verbundenen Kreis
liegt, zu ändern, und bei welcher der Schleifer aus einer Mehrzahl von Schleiferelementen
besteht, deren Spitzen auf den festen Kontaktkörpern an Stellen anliegen, die in
der Richtung der Schleiferbewegung durch Abstände getrennt sind, wobei alle Schleiferspitzen
über Widerstände derart mit einem gemeinsamen Anschluß, dem Schleiferanschluß, verbunden
sind, daß der zwischen zwei benachbarten Schleiferspitzen liegende Widerstand auf
der abgegriffenen Kontaktbahn größenmäßig vergleichbar ist mit dem Widerstand zwischen
jeder Schleiferspitze und dem Schleiferanschluß, gemäß der Erfindung in der Weise
ausgebildet, daß der Abstand der Spitzen der Schleiferelemene im Verhältnis zu dem
Abstand der festen Kontaktkörper so bemessen ist, daß, wenn der Schleifer über die
Körper gleitet, die Elemente ihren Kontakt von einem festen Kontakt zu dem nächsten
der Reihe nach und nicht gleichzeitig wechseln.
-
Es ist an sich eine Regelvorrichtung für Bühnenbeleuchtungsanlagen
bekannt, bei welcher auf der Wicklung des Regeltransformators eine Kontaktbürste
verschoben wird, deren sechs Lamellen über Widerstände mit dem Stromanschluß verbunden
sind.
-
Ferner war ein Regeltransformator mit einer Flachmetallwicklung bekannt,
bei welcher zwei Rollenkontakte, die gemeinsam mit dem Stromabnehmer verbunden sind,
über die Wicklung des Transformators bewegt werden.
-
Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen wird durch die Erfindung
erreicht, daß bei der Bewegung des Schleifers nur äußerst geringe Spannungsänderungen
auftreten, da die Schleifer und Kontakte in der Weise zusammenarbeiten, daß die
Kontaktgabe bzw. Unterbrechung nicht gleichzeitig, sondern aufeinanderfolgend bewirkt
wird. Auch die zwischen den Schleiferelementen und dem gemeinsamen Anschluß vorgesehenen
Widerstände tragen zur Verminderung der Spannungsänderung bei.
-
Zweckmäßig werden die Widerstände in das Material der Schleiferelemente
verlegt, so daß die Anordnung von besonderen Widerständen vermieden wird. Ferner
ist es vorteilhaft, die Kontaktstellen zwischen Schleiferspitzen und festen Kontakten
diagonal über die Bewegungsbahn des Schleifers versetzt anzuordnen. Dadurch wird
größerer Raum für jedes Element gewonnen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
ist der Schleiferkopf gegenüber dem Schleiferkörper winkelmäßig einstellbar, so
daß ein einheitlicher Schleifer in Verbindung mit Wicklungen von verschiedener Steigung
und mit festen Kontakten verschiedener Größe benutzt werden kann, da die erforderliche
Winkelstellung des Schleiferkopfes jeweils der betreffenden Wicklung angepaßtwerden
kann.
-
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
Fig. i eine auseinandergezogene räumliche Ansicht der Anordnung des Schleifers,
Fig. 2 den Schleifer zusammengebaut und Fig. 3 die Art, auf welche die Spitzen des
Schleifers der Bahn entlang in der Bewegungsrichtung verteilt sind.
-
Wie in den Zeichnungen gezeigt, besteht jedes einzelne Schleiferelement
i aus einem dünnen Draht, der in der Gestalt eines V gebogen wird, dessen Spitze
2 nach unten gerichtet ist und die Berührungsspitze des Elements bildet, während
die oberen Enden 3 im Punkte 4 zueinander gebogen werden und über die obere Fläche
eines Haltestreifens 5 verlaufen, der aus einem isolierenden Stoffe besteht. Eine
geeignete Methode, die Elemente herzustellen, besteht darin, daß man einen einzigen
Drahtstrang benutzt, der spiralenartig um den Haltestreifen 5 gewickelt wird, wobei
die V-förmigen Spitzen geformt werden, und alsdann einen Abschnitt dieses durchlaufenden
Drahtes an der oberen Kante des Streifens 5, z. B. an der Stelle 6, herausschneidet.
Es entstehen somit eine Anzahl Elemente, die am Streifen entlang verteilt und mit
kleinen Abständen voneinander entfernt sind. Um die Verteilung und Einstellung der
Elemente zu erleichtern, ist es vorteilhaft, die beiden Kanten des Haltestreifens,
wie gezeigt, mit Rinnen zu versehen, die dazu dienen, die Elemente aufzunehmen und,
wenn sie darin glatt liegen, auch fest am Platze -zu halten. Die Spitzen der V-artigen
Schleiferelemente sollen so angeordnet sein, daß sie sich auf einer geraden Linie
befinden, wenn die Schleifervorrichtung hergestellt ist; dies wird in Fig.3 deutlicher
dargestellt. Der Zweck, zu dem den Schleiferelementen eine V-artige Form gegeben
wird, besteht darin, den Schleiferspitzen, die durch die Spitzen des V gebildet
werden, die größtmögliche Steifigkeit in der Richtung zu verleihen, in welcher die
Schleifervorrichtung sich über die Bahn bewegt.
-
Zwei Streifen 7 eines mit Kohlenstoff imprägnierten Widerstandsstoffes,
z. B. Papier, werden quer über die oberen Strecken 3 der Schleiferelemente i auf
beiden Seiten des Haltestreifens 5 gelegt, und zwei Klemmplatten 8 werden alsdann
daraufmontiert und durch die Schrauben g am Platze gehalten, die durch die ganze
Anordnung hindurchgehen. Ein Verbindungsstück io ist angeordnet, um die Lücke zwischen
den beiden Klemmplatten 8 zu überbrücken; es wird durch die Schrauben i i festgehalten.
Eine Leitung 12, die den Strom führt, wird an das Verbindungsstück io an einer Ausgangsklemme
fest angeschlossen, z. B. durch die Lötung 12 a.
-
Um eine gute Berührung zwischen den Klemmplatten 8 und den oberen
Enden 3 der Elemente i zu sichern, wird die obere Fläche des Haltestreifens 5 mit
nachgiebigen Polstern 13 versehen, die z. B. aus einem gummiähnlichen Stoff bestehen
können und die auf solche Weise angeordnet sind, daß, wenn die Klemmplatten 8 angezogen
werden, die .Nachgiebigkeit des Stoffes es gewährleistet, daß die Schleiferelemente
in enge Berührung mit dein Widerstand 7 gebracht werden.
Eine geeignete
Methode, die Schleifervorrichtung herzustellen, besteht darin, den Widerstandsdraht,
aus dem die Elemente 1 bestehen, um den Haltestreifen 5 zu wickeln, auf dem ein
durchgehendes Polster 13 aus nachgiebigem Stoff befestigt ist, dann den mit Kohlenstoff
imprägnierten Widerstandsstoff 7 in einem ununterbrochenen Blatt aufzulegen, die
Platten S anzuschrauben und schließlich den Kohlenstoffwiderstand 7, den Draht der
Elemente und das nachgiebige Polster 13 alle gleichzeitig herauszuschneiden, wie
an Stelle 6 gezeigt wird. Das Verbindungsstück to kann dann angebracht und in seiner
Lage befestigt werden.
-
Es wird auf diese Weise ein Schleifer- oder Berührungskörper hergestellt,
der durch irgendwelche Vorrichtung, z. B. durch die Schlitze 1d., an ein bahnfolgendes
Glied (nicht gezeigt) befestigt werden kann, damit die Schleiferelemente 1 auf der
Bahn eines Potentiometers schleifen können.
-
Die Verbindung des Schleiferkörpers mit dem bahnfolgenden Glied geschieht
auf solche Weise, claß die Elemente in bezug auf die Richtung der Schleiferbewegung
über die Bahn abgestuft werden. Dies wird in Fig. 3 gezeigt, wo 15 die Windungen
einer Potentiometer- oder Widerstandsbahn darstellt und der Pfeil die Bewegungsrichtung
zeigt. Der Klarheit halber sind nur die Spitzen der Elemente dargestellt. Das geeignetste
Abstufungsverhältnis hängt von der Steigung und vom Windungsdurchmesser der Potentiometerbahn
ab, und die Verbindung des Schleiferkörpers mit dem bahnfolgenden Glied kann mit
Hilfe der Schlitze 14 in bezug auf die Abstufung verstellbar gestaltet werden, so
daß derselbe Schleiferkörper für verschiedene Potentiometerbahnen benutzt werden
kann.
-
Infolge der Abstufung der Schleiferelemente der Bahn entlang wird,
wenn die Vorrichtung als Potentiometer benutzt wird, die Spannung an der Ausgangsklemme
dem durchschnittlichen Werte der Spannungen ungefähr gleich, die in sämtlichen einzelnen
Schleiferelementen entstehen, wenn das Potentiometer in den Stromkreis eingeschaltet
wird, und folglich, wenn der Schleiferkörper um einen kleinen Betrag bewegt wird,
so daß nur ein einzelnes Schleiferelement seine Berührung von einer Windung der
Potentiometerbahn auf die nächste wechselt, der Spannungssprung an der Abgabeklemme
nur einen Bruchteil der Windungsspannung des Potentiometers ausmacht.
-
Damit wird ersichtlich, daß durch die Erfindung ein veränderbarer
Widerstand oder Potentiometer geschaffen ist, in welchem die schädliche Wirkung
des Windungswiderstandes oder der Windungsspannung in bedeutendem Maße vermindert
wird im Vergleich zu einer mit nur einem nicht unterteilten Schleifer versehenen
Vorrichtung. Der Betrag dieser Verminderung ist der Anzahl der einzelnen Schleiferelemente
proportional, so daß ein Schleiferkörper mit einer großen Anzahl Elemente, z. B.
mit zehn, eine sehr viel glättendere Wirkung haben wird als ein nicht unterteilter
Schleifkörper. Es sei bemerkt, daß die Erfindung nur beispielsweise beschrieben
worden ist und daß verschiedene Abänderungen der im vorangegangenen beschriebenen
Sondereinzelheiten möglich sind, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Es können z. B. die Klemmplatten durch eine einzige Platte ersetzt werden, und auch
der quer über den Elementen liegende Widerstandstoff kann auf die obere Seite der
Elemente oder auf die unterste Seite der Klemmplatten oder -platte aufgespritzt
werden.