EP0292016B1 - Stellglied, insbesondere für Linearpotentiometer - Google Patents

Stellglied, insbesondere für Linearpotentiometer Download PDF

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EP0292016B1
EP0292016B1 EP88108165A EP88108165A EP0292016B1 EP 0292016 B1 EP0292016 B1 EP 0292016B1 EP 88108165 A EP88108165 A EP 88108165A EP 88108165 A EP88108165 A EP 88108165A EP 0292016 B1 EP0292016 B1 EP 0292016B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide element
sliding
segments
actuator
slot
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP88108165A
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English (en)
French (fr)
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EP0292016A3 (en
EP0292016A2 (de
Inventor
Reinhard Hochholzer
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Wilhelm Ruf KG
Original Assignee
Wilhelm Ruf KG
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Publication date
Application filed by Wilhelm Ruf KG filed Critical Wilhelm Ruf KG
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Publication of EP0292016A3 publication Critical patent/EP0292016A3/de
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Publication of EP0292016B1 publication Critical patent/EP0292016B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C10/00—Adjustable resistors
    • H01C10/30—Adjustable resistors the contact sliding along resistive element
    • H01C10/38—Adjustable resistors the contact sliding along resistive element the contact moving along a straight path

Definitions

  • the invention relates to an actuator according to the preamble of claim 1.
  • Such an actuator - a linear potentiometer - is known from US-A-3 732 521.
  • the potentiometer is composed of two housing parts, which after assembly form a guide element with an elongated hole.
  • a sliding body is slidably guided in this slot.
  • the sliding body has a plate-shaped base arranged on the upper side of the guide element with upper sliding segments protruding laterally beyond the elongated hole, as well as a section adjoining the base and arranged inside the elongated hole and adjoining lower sliding segments.
  • the sliding segments with their surfaces facing the guide element are in sliding contact with the top and bottom of the guide element. They are at least partially offset from one another in the longitudinal direction of the elongated hole, but overlap to such an extent that they can jam in harsh environmental conditions.
  • the guide element and the sliding body are made of different plastics, which differ in particular in terms of their softening temperature.
  • the guide element is produced, which is then inserted into an injection mold and thus itself forms part of the injection mold, the sliding body then being injection molded onto the guide element in a further injection molding process.
  • the guide element has in all cases one or more grooves in which the sliding body is held in a form-fitting manner with a thickening or widening (see FIGS. 8 and 10 of DE-A-26 27 346).
  • This results in material accumulations of the sliding body which are disadvantageous from an injection molding point of view, particularly in the area of the groove, since the shrinking behavior of plastics depends to a large extent on the shape of the material accumulations and can therefore be non-uniform. This then leads to deteriorated sliding properties of the sliding body and to the tendency for the sliding body to tilt and thus jam when displaced.
  • actuators used in linear potentiometers which are commercially available, are constructed so that the actuators have a guide element with an elongated hole, in which a sliding body is slidably guided.
  • the sliding body which carries the sliding contact springs on a potentiometer as a so-called spring support, is secured as security against falling out of the elongated hole by inserted pins which are inserted into a bore in the sliding body and protrude laterally beyond the elongated hole.
  • the guide element with an elongated hole on the one hand and the sliding body on the other hand were each manufactured separately and then assembled together. In these known actuators, it is disadvantageous that the tolerances to be observed increase the manufacturing effort.
  • the sliding body If the sliding body is "too tight” to the guide element and the elongated hole, it slides, if at all, only with difficulty and not smoothly. If, on the other hand, the adjustment is "too loose", the sliding body can on the one hand jam during its movement and thus jam and on the other hand it is no longer guided with sufficient precision so that, for example, with a linear potentiometer between the mechanical position of the sliding body relative to the guide element and the electrical setting Resistance value there is no clearly reproducible relationship. When manufacturing these actuators, therefore, very tight manufacturing tolerances must be observed, which in turn is complex. Even then, the tolerances set in each production can still be in add unfavorable direction so that the risk of rejects is still relatively large.
  • the object of the invention is therefore to improve the actuator of the type mentioned in such a way that the sliding properties of the actuator are further improved.
  • This object is achieved in the generic actuator by the features of claim 1.
  • Advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • those parts of the sliding body which serve as guide elements are injection-molded in such a way that no unfavorable distortions or bending occur when the plastic is shrunk. You also get multi-point bearings of the sliding body on the guide element, with which tilting or jamming of the sliding body is prevented even more effectively, while simultaneously reducing the frictional forces, taking into account the peculiarities of injection molding technology, in particular with regard to cooling behavior, shrinkage and formation of voids.
  • Actuators of the type dealt with here are used in the most varied fields of technology, for example as a displaceable spring support in linear potentiometers, as a contact support in slide switches, as actuators for mechanical cam controls, as actuators for sensors, etc.
  • harsh environmental conditions such as dust, oil or other dirt as well as strong temperature fluctuations up to icing.
  • Such environmental conditions occur, for example, when used in motor vehicles when linear potentiometers are used as measuring sensors for sensing the throttle valve position or as other measuring sensors, for example for level control, headlight range adjustment, etc. Due to the special design of the actuator according to the invention, it still works perfectly even with dirt, icing, etc. (of course only to a certain degree).
  • the sliding body is in one piece, so that assembly steps are eliminated and the problem of dimensional tolerances is solved satisfactorily. Even if the thickness of the guide element or the width of the elongated hole fluctuate within large tolerances, the "molded" sliding body is individually adapted to the associated guide element, since the latter is part of the injection mold. Dimensional inaccuracies of the guide element have no negative influence. Dimensional tolerances cannot add up unfavorably.
  • shrinkage or shrinkage of 0.5 to 1% occurs. This is very desirable in the invention, since this shrinkage gives the necessary bearing play which allows the sliding body to be displaced relative to the guide element. This play of 0.5 to 1%, which occurs with most sprayable plastics during shrinking, has proven to be the optimal play, which both allows extremely precise guidance, prevents tilting and also moves the sliding body in the event of contamination or icing allowed.
  • the sliding body 7, as can best be seen from FIGS. 8 and 9, has a section 8 which is immersed in the elongated hole 2 and whose side walls 9 and 10 are guided on the guide surfaces 3 and 4, respectively.
  • a "bearing play" which arises in the manufacturing process by the fact that during the injection molding process the plastic - accordingly the other shape of the sliding body - is injected into parts of the elongated hole, the guide surfaces 3 and 4 of the elongated hole serving as a shape, the plastic then shrinking during the subsequent hardening, namely by about 0.5 to 1%.
  • the total play between the surfaces 4 and 9 and 3 and 10 is always 0.5 to 1% of the distance between the guide surfaces 3 and 4.
  • section 8 extending in the interior of the elongated hole 2 is in principle cuboid in the illustrated exemplary embodiments.
  • section 8 is of course adapted to this contour.
  • the section can be approximately cylindrical so that it can run in the elongated hole thus curved without tilting. In this case, the injection mold must ensure that it is approximately cylindrical.
  • the sliding body 7 also has a base 11 lying outside the elongated hole, to which the sliding segments are attached in one piece and to which an actuating lever 12 of any shape is also attached.
  • This operating lever can also be optionally already in the injection mold manufacture or screw on later, glue etc.
  • FIGS. 1 to 9 a total of six sliding segments 13, 14, 15, 16, 17 and 18 are provided.
  • the sliding segments 13 and 14 On the top 5 of the guide element, four sliding elements 13, 14, 15 and 16 are provided, which project laterally at both ends beyond the elongated hole, so that the guide element rests on four surfaces on the top 5 of the guide element 1.
  • sliding body On the underside 6 of the sliding body, on the other hand, only two sliding segments 17 and 18 are provided, which are seen in the longitudinal direction of the sliding body and are arranged approximately in the middle thereof.
  • the sliding body is thus prevented by the six surfaces of the sliding segments 13 to 18 and by the side surfaces 9 and 10 of section 8 (FIG. 8) from tipping or rotating about the three possible axes of tilt or rotation relative to the guide element 1 secured.
  • a four-point bearing arrangement is provided in the second exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4. Seen in the sliding direction of the sliding body, there are two laterally projecting sliding segments 13 and at one end on the upper side 5 14, while at the other end there are sliding segments 17 and 18 on the underside 6.
  • the sliding segments do not overlap on the top and bottom. Rather, the sliding segments 13 and 17 on the one hand and the sliding segments 14 and 18 on the other hand are at a distance from one another in the plan view of FIG. 4.
  • the sliding body is still possible against tilting or twisting about an axis which lies in the plane of the guide element 1 and perpendicular to the longitudinal extent of the slot 2.
  • the sliding body can be rotated about an axis perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 3, namely from the limit position in FIG. 3, in which the four sliding segments bear against the guide element, a clockwise rotation is possible.
  • a tension spring 19 is provided on the underside 6, which is tensioned between two pins 20 and 21, one pin 20 being fastened to the sliding body, specifically in the top view of FIG. 4 between the sliding segments 13 and 14 lies while the other pin 21 is attached to the guide element 1.
  • This tension spring is - even if the sliding body is at one end of the elongated hole 2 at the stop, under a prestress, so that a torque acts on the sliding body, which requires tilting in the counterclockwise direction.
  • the spring 19 also acts here as a return spring, which pulls the sliding body into a limit position, which is required for applications with sensors.
  • shrinking of the plastic during curing in a direction perpendicular to the plane of the guide element does not result in contact forces that could brace the sliding segments against the guide element.
  • FIGS. 5 to 9 builds on the embodiment of FIGS. 3 and 4. It differs from the latter, however, in that a web 22, 23, 24 and 25 is formed on the sliding segments 13, 14, 17 and 18, which runs parallel to the longitudinal extent of the elongated hole 2, but is laterally offset with respect to the elongated hole so that it is in sliding contact with the top or bottom 5 or 6 of the guide element.
  • these webs are ramped, i.e. from their free end they have a slope 26 which rises in the direction of the associated sliding segment.
  • the webs 22 and 23 on the top side or the webs 24 and 25 on the bottom side converge towards one another, so that they are in a side view (FIG.
  • This embodiment is also shown with a spring 19 and pin 20, 21.
  • this spring 19 acts primarily as a return spring and only secondarily also applies a torque, as is required in the embodiment of FIGS. 3 and 4. If no return spring is required in the embodiment of FIGS. 5 to 9, the spring 19 can be omitted without further notice, without tilting or tilting of the sliding body is to be feared.
  • the entire sliding body, including the sliding segments and the webs 22 to 25 is produced in one operation as an injection molded part.
  • a further variant, not shown, relates to a modification of the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2.
  • two sliding segments are present on the upper side, that is to say on the side to which the actuating lever 12 is attached, and four sliding segments are present on the underside.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Adjustable Resistors (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Ein derartiges Stellglied - ein Linearpotentiometer - ist aus der US-A-3 732 521 bekannt. Das Potentiometer ist aus zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt, die nach dem Zusammensetzen ein Führungselement mit einem Langloch bilden. In diesem Langloch ist ein Gleitkörper verschiebbar geführt. Der Gleitkörper besitzt eine an der Oberseite des Führungselementes angeordnete, plattenförmige Basis mit seitlich über das Langloch hinausragenden oberen Gleitsegmenten, sowie einen sich an die Basis anschließenden, im Inneren des Langloches angeordneten Abschnitt und daran anschließende untere Gleitsegmente. Dabei stehen die Gleitsegmente mit ihren dem Führungselement zugewandten Flächen in Gleitkontakt mit der Ober- bzw. Unterseite des Führungselementes. Sie sind zumindest teilweise in Längsrichtung des Langloches gegeneinander versetzt angeordnet, überlappen sich jedoch so weit, daß sie bei rauhen Umweltbedingungen verklemmen können.
  • Aus der DE-A-26 27 346 ist ein Stellglied bekannt, bei dem das Führungselement und der Gleitkörper aus verschiedenen Kunststoffen, die sich insbesondere hinsichtlich ihrer Erweichungstemperatur unterscheiden, hergestellt werden. Zuerst wird das Führungselement hergestellt, welches anschließend in eine Spritzgußform eingelegt wird und damit selbst einen Teil der Spritzgußform bildet, wobei in einem weiteren Spritzgußvorgang dann der Gleitkörper an das Führungselement angespritzt wird.
  • Bei diesem bekannten Stellglied hat das Führungselement in allen Fällen eine oder mehrere Nuten, in der bzw. denen der Gleitkörper mit einer Verdickung oder Verbreiterung formschlüssig gehalten ist (vgl. Fig. 8 und 10 der DE-A-26 27 346). Dadurch entstehen an manchen Stellen gerade im Bereich der Nut Materialanhäufungen des Gleitkörpers, die spritzgußtechnisch nachteilig sind, da das Schrumpfverhalten von Kunststoffen in starkem Maße von der Form der Materialanhäufungen abhängt und daher ungleichförmig sein kann. Dies führt dann zu verschlechterten Gleiteigenschaften des Gleitkörpers sowie zur Neigung, daß der Gleitkörper beim Verschieben verkantet und damit klemmt.
  • Eine andere Art von Stellgliedern, die bei Linearpotentiometern, die im Handel erhältlich sind, verwendet werden, sind so aufgebaut, daß die Stellglieder ein Führungselement mit einem Langloch haben, in welchem ein Gleitkörper verschieblich geführt ist. Der Gleitkörper, der bei einem Potentiometer als sog. Federträger die Schleifkontaktfedern trägt, ist als Sicherheit gegen Herausfallen aus dem Langloch durch eingesetzte Stifte gesichert, die in eine Bohrung des Gleitkörpers eingeführt sind und seitlich über das Langloch hinausragen. Bisher wurden das Führungselement mit Langloch einerseits und der Gleitkörper andererseits jeweils separat hergestellt und anschließend zusammen montiert. Bei diesen bekannten Stellgliedern ist nachteilig, daß die einzuhaltenden Toleranzen den Herstellaufwand vergrößern. Ist nämlich der Gleitkörper "zu eng" an das Führungselement und das Langloch angepaßt, so gleitet er, wenn überhaupt, nur schwer und nicht ruckfrei. Ist die Anpassung dagegen "zu locker", so kann der Gleitkörper einerseits bei seiner Bewegung verkanten und damit festklemmen und andererseits ist er dann nicht mehr ausreichend präzise geführt, so daß beispielsweise bei einem Linearpotentiometer zwischen mechanischer Stellung des Gleitkörpers gegenüber dem Führungselement und dem eingestellten elektrischen Widerstandswert kein eindeutig reproduzierbarer Zusammenhang besteht. Bei der Fertigung dieser Stellglieder müssen daher sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden, was wiederum aufwendig ist. Selbst dann können sich die bei jeder Produktion einstellenden Toleranzen immer noch in ungünstiger Richtung addieren, so daß die Gefahr einer Ausschußproduktion immer noch relativ groß ist. Das Problem der Toleranzen wird zwar bei dem Stellglied der DE-A-26 27 346 schon in gewisser Weise dadurch gelöst, daß die für die Gleiteigenschaften maßgeblichen Toleranzen nur noch von den Schrumpfeigenschaften des Kunststoffes abhängen und nicht mehr von Formgenauigkeiten der Spritzgußform. Allerdings sind die Gleitkörper dieser Druckschrift noch so gestaltet, daß die Gleiteigenschaften nicht immer zufriedenstellend sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Stellglied der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Gleiteigenschaften des Stellgliedes weiter verbessert werden. Diese Aufgabe wird bei dem gattungsbildenden Stellglied durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Bei der Erfindung sind gerade diejenigen Teile des Gleitkörpers, die als Führungselemente dienen, spritzgußtechnisch so ausgestaltet, daß beim Schrumpfen des Kunststoffes keine ungünstigen Verzerrungen bzw. Verbiegungen auftreten. Auch erhält man Mehrpunktlagerungen des Gleitkörpers an dem Führungselement, mit denen ein Verkanten oder Klemmen des Gleitkörpers noch wirksamer verhindert wird, bei gleichzeitiger Herabsetzung der Reibungskräfte, wobei dann dabei auch den Besonderheiten der Spritzgußtechnik, insbesondere hinsichtlich Abkühlverhalten, Schrumpfen und Lunkerbildung Rechnung getragen wird.
  • Stellglieder der hier behandelten Art gelangen auf den unterschiedlichsten Gebieten der Technik zum Einsatz, beispielsweise als verschieblicher Federträger in Linearpotentiometern, als Kontaktträger in Schiebeschaltern, als Stellglieder mechanischer Kurvensteuerungen, als Betätigungsorgane von Meßfühlern usw. Bei vielen Einsatzgebieten ist auch auf rauhe Umweltbedingungen zu achten, beispielsweise Staub, Öl oder sonstiger Schmutz sowie starke Temperaturschwankungen bis hin zur Vereisung. Solche Umweltbedingungen treten beispielsweise bei Einsatz in Kraftfahrzeugen auf, wenn Linearpotentiometer als Meßfühler für die Abtastung der Drosselklappenstellung oder als sonstige Meßfühler, beispielsweise für Niveauregelung, Leuchtweiteneinstellung der Scheinwerfer etc. eingesetzt werden. Durch die spezielle Ausgestaltung des Stellgliedes nach der Erfindung arbeitet dieses auch bei Schmutz, Vereisung etc. (natürlich nur bis zu einem bestimmten Grad) noch einwandfrei. Weitere Vorteile sind darin zu ersehen, daß der Gleitkörper einstückig ist, so daß Montageschritte entfallen und das Problem der Maßtoleranzen zufriedenstellend gelöst ist. Selbst wenn die Dicke des Führungselementes oder die Breite des Langloches innerhalb großer Toleranzen schwanken, so ist der "angespritzte" Gleitkörper doch individuell an das zugehörige Führungselement angepaßt, da letzteres ja Teil der Spritzgußform ist. Maßungenauigkeiten des Führungselementes haben keinen negativen Einfluß. Maßtoleranzen können sich auch nicht in ungünstiger Weise addieren. Beim Aushärten der üblichen Kunststoffe tritt eine Schwindung bzw. ein Schrumpfen von 0,5 bis 1 % auf. Dies ist bei der Erfindung sehr erwünscht, da man durch dieses Schrumpfen das notwendige Lagerspiel erhält, das ein Verschieben des Gleitkörpers gegenüber dem Führungselement erlaubt. Dieses Spiel von 0,5 bis 1 %, das bei den meisten spritzbaren Kunststoffen beim Schrumpfen auftritt, hat sich als optimales Spiel herausgestellt, das sowohl eine äußerst präzise Führung erlaubt, ein Verkanten vermeidet als auch bei Verschmutzung oder Vereisung immer noch ein Verschieben des Gleitkörpers gestattet.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel des Stellgliedes in Seitenansicht;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf das Stellglied der Fig. 1;
    Fig. 3
    ein zweites Ausführungsbeispiel des Stellgliedes in Seitenansicht;
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf das Stellglied der Fig. 3;
    Fig. 5
    ein drittes Ausführungsbeispiel des Stellgliedes in Seitenansicht;
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf das Stellglied der Fig. 5;
    Fig. 7
    eine Ansicht der Unterseite der Stellglieder der Fig. 5;
    Fig. 8
    einen Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 5;
    Fig. 9
    einen Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 5;
    Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche bzw. einander entsprechende Teile. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 9 zeigen verschiedene Varianten eines Linearstellgliedes, das jeweils ein plattenförmiges Führungselement 1 mit einem geradlinig verlaufenden Langloch 2 besitzt, das hier in der Draufsicht rechteckig ist. Das Führungselement 1 kann ein Metallblech sein, aus dem das Langloch ausgestanzt ist. Es kann auch aus einem hochschmelzenden (d.h. bei hoher Temperatur schmelzenden) Kunststoff sein. Die in Längsrichtung des Langloches 2 verlaufenden, einander zugewandten Seiten des Langloches bilden Führungsflächen 3 bzw. 4 für einen Gleitkörper 7, der von der Oberseite 5 des Führungselementes 1 durch das Langloch 2 hindurch bis zu der Unterseite 6 des Führungselementes hindurchragt.
  • Der Gleitkörper 7 hat, wie am besten aus den Fig. 8 und 9 zu erkennen ist, einen Abschnitt 8, der in das Langloch 2 eingetaucht ist und dessen Seitenwände 9 bzw. 10 an den Führungsflächen 3 bzw. 4 geführt sind. Zwischen den Seitenwänden 9 und 10 und den Führungsflächen 3 bzw. 4 ist ein "Lagerspiel" vorhanden, das beim Herstellverfahren dadurch entsteht, daß beim Spritzgußvorgang der Kunststoff - entsprechend der sonstigen Form des Gleitkörpers - in Teile des Langloches eingespritzt wird, wobei die Führungsflächen 3 und 4 des Langloches als Form dienen, wobei bei dem anschließenden Aushärten des Kunststoffes dieser schrumpft und zwar etwa um 0,5 bis 1 %. Unabhängig vom Abstand zwischen den Führungsflächen 3 und 4 beträgt das gesamte Spiel zwischen den Flächen 4 und 9 sowie 3 und 10 stets 0,5 bis 1 % des Abstandes zwischen den Führungsflächen 3 und 4.
  • Der im Inneren des Langloches 2 verlaufende Abschnitt 8 ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen im Prinzip quaderförmig. Bei Anwendungsfällen mit gekrümmter Kontur des Langloches - wobei insbesondere kreisförmige Konturen in Frage kommen, ist der Abschnitt 8 natürlich dieser Kontur angepaßt. Bei Anwendungsfällen mit Langlöchern die unterschiedliche Krümmungsradien haben, kann der Abschnitt angenähert zylindrisch sein, so daß er verkantungsfrei in dem so gekrümmten Langloch laufen kann. In diesem Fall muß durch die Spritzgußform dafür gesorgt werden, daß dieser angenähert zylindrisch ist.
  • Um den Gleitkörper 7 gegen ein Herausfallen zu sichern, ist er an den über die Ober- und die Unterseite 5 und 6 aus dem Langloch herausragenden Teilen mit auskragenden Gleitsegmenten 13 bis 18 ausgestattet, die - in Draufsicht auf das Langloch 2 gesehen - seitlich über das Langloch hinausragen und damit also unmittelbar der Oberseite bzw. der Unterseite 5 bzw. 6 des Führungselementes gegenüberliegen. Mit anderen Worten gleiten die dem Führungselement zugewandten Flächen dieser Gleitsegmente längs der Ober- oder Unterseite 5 bzw. 6.
  • Der Gleitkörper 7 besitzt weiterhin eine außerhalb des Langloches liegende Basis 11, an der die Gleitsegmente einstückig angebracht sind und an der auch ein Betätigungshebel 12 beliebiger Form befestigt ist. Auch diesen Betätigungshebel kann man wahlweise bereits in der Spritzgußform herstellen oder auch später anschrauben, ankleben etc.
  • Bis hierher stimmen die verschiedenen Varianten der Fig. 1 bis 9 überein. Im folgenden sollen nun die Abweichungen beschrieben werden. Beim ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind insgesamt sechs Gleitsegmente 13, 14, 15, 16, 17 und 18 vorgesehen. Dabei bilden je zwei, bezogen auf die Längserstreckung des Langloches gegenüberliegende, auf einer Seite (Ober- oder Unterseite) des Führungselementes angeordnete Gleitsegmente ein Paar, also die Gleitsegmente 13 und 14, die Gleitsegmente 15 und 16 sowie die Gleitsegmente 17 und 18 . An der Oberseite 5 des Führungselementes sind vier Gleitelemente 13, 14, 15 und 16 vorgesehen, die an den beiden Enden seitlich über das Langloch hinausstehen, so daß das Führungselemente auf vier Flächen auf der Oberseite 5 des Führungselementes 1 aufliegt. An der Unterseite 6 des Gleitkörpers sind dagegen nur zwei Gleitsegmente 17 und 18 vorgesehen, die in Längsrichtung des Gleitkörpers gesehen, etwa in dessen Mitte angeordnet sind. Der Gleitkörper ist in diesem Ausführungsbeispiel also durch die sechs Flächen der Gleitsegmente 13 bis 18 und durch die Seitenflächen 9 und 10 des Abschnittes 8 (Fig. 8) gegen ein Kippen bzw. Drehen um die drei möglichen Kipp- bzw. Drehachsen gegenüber dem Führungselement 1 gesichert.
  • Bei der Variante der Fig. 1 und 2 können Unebenheiten des Führungselementes oder Fremdkörper wie Schmutz oder Eis selbst geringer Dicke die Verschieblichkeit des Gleitkörpers jedoch noch beeinträchtigen.
  • Zur Vermeidung dieser Probleme wird beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 eine Vierpunktlagerung vorgesehen. In Schieberichtung des Gleitkörpers gesehen befinden sich dabei an einem Ende an der Oberseite 5 zwei seitlich abstehende Gleitsegmente 13 und 14, während sich am anderen Ende Gleitsegmente 17 und 18 an der Unterseite 6 befinden. In der Draufsicht der Fig. 4 ist deutlich zu erkennen, daß sich die Gleitsegmente an Ober- und Unterseite nicht überlappen. Vielmehr haben die Gleitsegmente 13 und 17 einerseits und die Gleitsegmente 14 und 18 andererseits in der Draufsicht der Fig. 4 einen Abstand zueinander. Damit ist aber der Gleitkörper gegen ein Kippen bzw. Verdrehen um eine Achse, die in der Ebene des Führungselementes 1 und senkrecht zur Längserstreckung des Schlitzes 2 liegt, noch möglich. Mit anderen Worten kann der Gleitkörper um eine senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3 stehende Achse gedreht werden und zwar aus der Grenzstellung der Fig. 3, bei der die vier Gleitsegmente an dem Führungselement anliegen, ist eine Drehung im Uhrzeigersinn möglich. Um dies zu verhindern ist an der Unterseite 6 eine Zugfeder 19 vorgesehen, die zwischen zwei Zapfen 20 und 21 gespannt ist, wobei der eine Zapfen 20 an dem Gleitkörper befestigt ist und zwar in der Draufsicht der Fig. 4 etwa zwischen den Gleitsegmenten 13 und 14 liegt, während der andere Zapfen 21 an dem Führungselement 1 befestigt ist. Diese Zugfeder steht - selbst wenn der Gleitkörper an einem Ende des Langloches 2 am Anschlag ist, unter einer Vorspannung, so daß auf den Gleitkörper ein Drehmoment einwirkt, das ein Verkippen im Gegenührzeigersinn fordert. Dadurch werden die Berührungsflächen der Gleitsegmente 13 und 14 nach unten gegen die Oberseite 5 und die Berührungsflächen der Gleitsegmente 17 und 18 nach oben gegen die Unterseite 6 des Führungselementes gedrückt. Die Feder 19 wirkt im übrigen hier auch als Rückholfeder, die den Gleitkörper in eine Grenzstellung zieht, was für Anwendungsfälle bei Meßfühlern benötigt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat ein Schrumpfen des Kunststoffes beim Aushärten in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Führungselementes also keine Anpreßkräfte zur Folge, die die Gleitsegmente gegen das Führungselement verspannen könnten.
  • Die Variante der Fig. 5 bis 9 baut auf dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 auf. Sie unterscheidet sich von letzterer jedoch dadurch, daß an die Gleitsegmente 13, 14, 17 und 18 jeweils noch ein Steg 22, 23, 24 bzw. 25 angeformt ist, der parallel zur Längserstreckung des Langloches 2 läuft, seitlich gegenüber dem Langloch jedoch versetzt ist, so daß er mit der Ober- bzw. Unterseite 5 bzw. 6 des Führungselementes in Gleitkontakt steht. In der Seitenansicht (Fig. 5) verlaufen diese Stege rampenförmig, d.h. sie haben von ihrem freien Ende eine in Richtung zum zugehörigen Gleitsegment ansteigende Schräge 26. Die Stege 22 und 23 an der Oberseite bzw. die Stege 24 und 25 an der Unterseite laufen dabei aufeinander zu, so daß sie sich in der Seitenansicht (Fig. 5) gesehen paarweise (22, 24 und 23, 25) überlappen. Damit ist ein Kippen - wie bei dem Beispiel der Fig. 3 und 4 - nicht mehr möglich. Aufgrund der Rampenform (Schräge 26) hat jedoch ein Schrumpfen des Kunststoffes beim Aushärten in Richtung senkrecht zur Ebene des Führungselementes 1 keine negativen Auswirkungen. Beim Schrumpfen werden die Stege 22 bis 26 aufgrund ihrer sich stetig ändernden Materialstärke in Richtung senkrecht zur Ebene des Führungselementes auch unterschiedlich schrumpfen, so daß sich die Stege geringfügig aufbiegen werden, dergestalt, daß die freien Enden der Stege leicht vom Führungselement weg gebogen werden. Dieses geringfügige Aufbiegen findet in einer Größenordnung statt, die genau dem erwünschten Lagerspiel in Richtung senkrecht zur Ebene des Führungselementes 1 entspricht.
  • Dieses Ausführungsbeispiel ist ebenfalls mit einer Feder 19 und Zapfen 20, 21 dargestellt. Diese Feder 19 wirkt hier jedoch primär als Rückholfeder und bringt nur sekundär noch zusätzlich ein Drehmoment auf, wie es beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 benötigt wird. Wird also bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bis 9 keine Rückholfeder benötigt, so kann die Feder 19 ohne weiteres fortgelassen werden, ohne daß ein Verkippen oder ein Verkanten des Gleitkörpers zu befürchten ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird der gesamte Gleitkörper einschließlich der Gleitsegmente und der Stege 22 bis 25 in einem Arbeitsgang als Spritzgußteil hergestellt.
  • Eine weitere, nicht dargestellte Variante betrifft eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 und 2. Dabei sind an der Oberseite, also an der Seite, an der der Betätigungshebel 12 angebracht ist, zwei Gleitsegmente und an der Unterseite dagegen vier Gleitsegmente vorhanden.

Claims (4)

  1. Stellglied, insbesondere für Linearpotentiometer, mit einem Gleitkörper (7), der in einem Langloch (2) eines Führungselementes (1) verschieblich geführt ist, wobei der Gleitkörper (7) beidseitig des Führungselementes (1) seitlich über das Langloch (2) hinausragende Gleitsegmente (13-18) aufweist, deren dem Führungselement (1) zugewandten Flächen in Gleitkontakt mit der Ober- bzw. Unterseite (5 bzw. 6) des Führungselementes (1) stehen, wobei die Gleitsegmente (13-18) jeweils paarweise auf jeder Seite des Führungselementes (1) vorgesehen sind, und wobei jedes Gleitsegmentpaar (13, 14; 15, 16; 17, 18) aus, bezogen auf die Längserstreckung des Langloches (2), einander gegenüberliegenden Gleitsegmenten (13-18) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) daß der Gleitkörper (7) in Kunststoff-Spritzgußtechnik einstückig an dem Führungselement (1) angeformt ist,
    b) daß das Führungselement (1) einstückig ist, und
    c) daß die Gleitsegmentpaare (13, 14; 15, 16; 17, 18) vollständig überlappungsfrei in Längsrichtung des Langloches (2) gegeneinander versetzt sind .
  2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Führungselementes nur ein Paar von Gleitsegmenten (13, 14; 17, 18) vorgesehen ist und daß eine Feder (19) einerseits am Gleitkörper (7) und andererseits am Führungselement (1) befestigt ist, die den Gleitkörper mit einem Drehmoment beaufschlagt, das so gerichtet ist, daß die Gleitsegmente (13, 14; 17, 18) gegen das Führungselement gedrückt werden.
  3. Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Gleitsegment (13, 14; 17, 18) einstückig je ein Steg (22-25) angeformt ist, daß diese Stege parallel zu einer Seite (5, 6) und parallel zur Längsrichtung des Langloches (2) verlaufen und daß die Stege (22, 24 bzw. 23, 25) auf einer Seite des Führungselementes in Draufsicht auf das Führungselement die Stege der anderen Seite zumindest teilweise überlappen.
  4. Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (22-25) von ihrem freien Ende her in Richtung auf das zugehörige Gleitsegment rampenförmig (Schräge 26) ansteigen.
EP88108165A 1987-05-21 1988-05-20 Stellglied, insbesondere für Linearpotentiometer Expired - Lifetime EP0292016B1 (de)

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