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Drehwiderstand oder Potentiometer Die Erfindung betrifft einen Drehwiderstand
oder ein Potentiometer mit einer isolierenden Grundplatte und darauf befestigten
Stromzuführungen.
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Drehwiderstände der oben bezeichneten Art sind in der Schaltungstechnik
in mannigfachen Ausführungsformen gebräuchlich. Für ihre Herstellung gilt allgemein
der Grundsatz, daß sie möglichst einfach und robust auszuführen sind, wobei den
Fertigungskosten in Anbetracht der großen Stückzahl besondere Bedeutung zukommt.
Es ist schon z. B. ein Regelwiderstand bekanntgeworden, dessen Widerstandselement
durch einen um die Achse drehbaren Kontaktarm abgetastet wird, der mit einer um
die gleiche Achse drehbaren Scheibe oder einem scheibenähnlichen Organ verbunden
ist, an deren Peripherie die- die Einstellung bewirkende Kraft angreift. Der Abgreifkontakt,
die zu seiner Betätigung dienende Zackenscheibe und das Widerstandselement werden
hierbei durch einen Hohlniet zusammengehalten. Der Abgreifkontakt und die zugehörige
Lötfahne sind über eine flexible Zuleitung miteinander verbunden. Um aus diesen
Widerständen einen Mehrfachregelwiderstand aufzubauen, ist schon vorgeschlagen worden,
mehrere auf Montageplatten aufgebaute Regelelemente mit kreisförmig verlaufender
Widerstandsschicht durch eine Drehachse zusammenzufassen, die jeweils ein federndes
und mit einem Abnahmekontakt ausgerüstetes Kontaktglied gegen die Widerstandsschicht
drückt. Der Antrieb der Regelelemente erfolgt hierbei durch je ein Rändelrad, das
mit jedem Regelelement verbunden ist. Schließlich ist noch ein Widerstand angegeben
worden, bei dem auf einer Grundplatte eine kreisförmig verlaufende Widerstandsschicht
angeordnet ist, die an ihrem einen Ende mit einer Lötfahne verbunden und auf der
ein Abgreifkontakt verschieblich ist. Dieser Abgreifkontakt ist mittels umgebogener
Laschen in einer zentralen Bohrung geführt und steht über diese Laschen mit einer
Anschlußlötfahne in Verbindung.
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Von diesele bekannten steuerbaren Widerständen unterscheidet sich
der Widerstand gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch, daß auf eine
an der Grundplatte angebrachte Nabe eine Scheibe aufgesetzt ist, die auf der der
Grundplatte abgewandten Seite sektorförmig mit einem Widerstandsbelag und einem
gut leitenden Belag versehen ist und die mittels der federnden Enden der Stromzuführungen,
die als Schleifkontakte ausgebildet sind, an die Grundplatte angepreßt ist. Die
aus Material verschiedenen elektrischen Widerstandes bestehenden Sektoren können
auf der Oberfläche der Scheibe sich längs eines Halbmessers der Scheibe berühren
und in dessen Verlängerung jenseits der Scheibenmitte durch einen Schlitz getrennt
sein. Auch kann der Sektor aus Material geringeren elektrischen Widerstandes auf
der Oberfläche der Scheibe aus zwei bogenförmigen konzentrischen Teilen bestehen,
die nur über den Sektor aus Material größeren elektrischen Widerstandes untereinander
leitend verbunden sind, während die Stromzu- bzw. -ableitung über drei auf der Isolierplatte
fest angeordnete, federnde, steifenartige Stromzuführungen erfolgt, von denen zwei
auf den bogenförmigen Teilen und der dritte auf dem Sektor aus Material größeren
elektrischen Widerstandes bei der Verdrehung der Scheibe schleifen. Vorteilhaft
ist es weiter, wenn die Scheibe auf einer aus der Isolierplatte teilweise ausgestanzten
Nabe drehbar gelagert ist. Schließlich können sowohl die Scheibe als auch die Isolierplatte
mit Anschlägen versehen sein, die den Drehwinkel der Scheibe begrenzen, wobei die
an der Isolierplatte angeordneten Anschläge aus zwei teilweise aus der Isolierplatte
ausgestanzten bogenförmigen Zungen bestehen, deren Enden über die Fläche der Isolierplatte
vorstehen und mit den als radiale Stufen ausgebildeten, an der Scheibe angeordneten
Anschlägen zusammenwirken..
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Der neue Widerstand zeichnet sich durch eine besonders einfache, aber
dabei betriebssichere Konstruktion aus, die geringe Fertigungskosten verursacht.
Besonders vorteilhaft ist hierbei der Umstand, daß die Kontaktgabe durch die feststehenden
Stromzuführungen sehr zuverlässig ist und nicht über eine Nietverbindung erfolgt,
während die als Widerstandselement dienende Scheibe von einer stabilen Nabe großen
Querschnitts geführt wird. An Stelle des Kontaktarmes wird der Widerstandsteil verdreht,
wodurch die Anzahl der beweglichen Bauteile bedeutend verringert werden kann, was
sich beim Zusammenbau sehr günstig auswirkt. Der bewegliche Bauteil ist daneben
auch
der Teil mit den größten Abmessungen, der .somit die höchste Festigkeit aufweist.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine steuerbare Widerstandseinrichtung gemäß der Erfindung
in einer Draufsicht, Fig. 2 die 1Äjiderstandseinrichtung nach Fig. 1 in einer Seitenansicht,
Fig. 3 und 4 die Widerstandseinrichtung nach Fig. 1 jeweils in einem Schnitt gemäß
der Linie III-III bzw. IV-IV der Fig. 1 und Fig. 5 einen Spannungsteiler mit drehbarem
Widerstand in einer Draufsicht.
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Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Träger 1, der aus einem Plättchen aus
verhältnismäßig steifem Isolierstoff besteht, auf dem eine Scheibe 2 angebracht
ist, die mit einer zentralen Bohrung auf einer Nabe 3 des Trägers aufgesetzt ist.
Die Scheibe 2 dreht sich hierbei auf der Nabe. Die Nabe kann durch Teilstanzen eines
Trägers 1 aus mit Bakelit durchtränkter Pappe erhalten werden (Fig. 3). Die
Oberfläche der Scheibe 2 trägt einen Werkstoff 4 höheren Widerstandes und einen
Werkstoff 5 niedrigeren Widerstandes, z. B. eine Silberschicht. Die beiden Werkstoffe
berühren sich entlang einem Halbmesser der Scheibe bei 6 und sind dann durch einen
Schlitz getrennt, der entlang einem weiteren, diametral entgegengesetzten Halbmesser
verläuft.
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Die Scheibe weist an ihrem Umfang Zacken 8 auf, so daß sie mit einem
Finger leicht gedreht werden kann. Zwei durch Klammern 11, 12 am Träger 1 befestigte
Kontaktstreifen 9, 10 liegen an zwei ungefähr diametral entgegengesetzten
Stellen auf der Scheibe. Die Streifen 9, 10 weisen einen gestanzten Vorsprung 9u,
10a. auf, der in Richtung auf die Scheibe 2 vorsteht und als Schleifkontakt dient.
Durch diesen Vorsprung wird der Streifen im Abstand von der parallelen Scheibe gehalten,
so daß die elektrische Verbindung zwischen dem Streifen und der Scheibe nur durch
diesen Vorsprung hergestellt wird.
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Durch Verdrehen der Scheibe wird die Länge der zwischen den beiden
Streifen 9, 10 vorhandenen Strecke aus einem Werkstoff mit höherem Widerstand verändert,
wodurch der Widerstand erhöht bzw. verringert wird. Am Träger können im übrigen
Anschläge vorgesehen werden, welche die Drehbewegung der Scheibe begrenzen und mit
Stufen 13, 14 an der Scheibe zusammenwirken. Vorteilhafterweise werden die Anschläge
durch Teilstanzen des Trägers 1 hergestellt. Wie aus Fig. 1 und 4 zu erkennen
ist, werden an einem Teil des Trägers zwei bogenförmige Zungen 30, 31 durch Teilstanzen
hergestellt, deren Enden von der Fläche des Trägers 1 vorstehen, auf dem die Scheibe
sitzt. Die Zungen bilden Anschlagflächen 30a., 31 a, welche die Stufen 13, 14 der
Scheibe 2 anhalten:.
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Bei der dargestellten Ausführungsform entsprechen der mit Zacken versehene
Abschnitt 8 der Scheibe und die Zungen 30, 31 einem solchen Zentriwinkel, daß sich
die Scheibe um 180°, d. h. 90° nach links und 90° nach rechts, gegenüber der dargestellten
Mittelstellung drehen kann.
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Beim Verdrehen der Scheibe, z. B. nach rechts, wird die wirksame Länge
der Widerstandsschicht 4 auf der Bahn zwischen den Schleifkontakten9a, 10a vergrößert.
Bei der dargestellten Ausführung erstreckt sich diese Bahn über einen Bogen A von
weniger als 180°, so daß sich die beiden Schleifkontakte gca, 10a in der einen Endstellung
der Scheibe auf der Widerstandsschicht - so daß der Widerstand am größten ist -
und in der anderen Endstellung der Scheibe auf der leitenden Schicht 5 befinden,
so daß der Widerstand minimal und sogar Null ist. Die Scheibe 2 wird lediglich durch
den Druck der Streifen 9, 10 gegen den Träger 1 gepreßt, so daß Herstellung und
Zusammenbau sehr einfach sind.
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Fig.5 zeigt einen Spannungsteiler. Gegenüber der Ausführung nach Fig.
1 bis 4, bei welcher an der Scheibe 2 ein radialer Schlitz 7 vorgesehen ist, weist
die Scheibe 102 nach Fig. 5 einen Schlitz mit besonderer Gestalt auf, der zwei im
wesentlichen radial verlaufende und diametral entgegengesetzte Teile 107a, 107 b
und einen diese verbindenden, gleichachsig mit der Scheibe bogenförmigen Abschnitt
107c aufweist. Die Scheibe 102 besitzt somit zwei konzentrische Segmente, eine äußeres
Segment 105 und ein inneres Segment 105 a, die in entgegengesetzter Richtung von
einem sektorförmigen Teil 104 ausgehen, der einen Zentriwinkel von kaum mehr als
180° beträgt. Die Segmente 105 und 105 a sind durch einen Werkstoff geringeren Widerstandes
bedeckt, während der Sektor 104 mit einem Werkstoff höheren Widerstandes überzogen
ist.
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Die Streifen 109, 110 sind mit den Stromzufuhrdrähten verbunden, wobei
die Spannung an die beiden Streifen angelegt wird.
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Beim Drehen der Scheibe 102, z. B. mit einem auf die Zacken 108 drückenden
Finger, bleibt der Schleifkontakt 109a des Streifens 109 mit dem Segment 105 und
der Kontakt 110a mit dem Segment 105a in Berührung, so daß der Strom durch den Werkstoff
104 höheren Widerstandes fließt. Ein Streifen 122 ist so angeordnet, daß der Schleifkontakt
122a in den verschiedenen möglichen Stellungen der Scheibe 102 in Berührung
mit dem Werkstoff 104 steht, damit zwischen den Schleifkontakt 122a und einen
der Streifen 109, 110 eine größere oder kleinere Strecke des Werkstoffes mit dem
höheren Widerstand geschaltet wird.
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Die Fig. 5 zeigt die Scheibe in der einen Endstellung, in der sich
der Schleifkontakt 122a des Streifens 122 in der Nähe des Segmentes 105a mit niedrigerem
Widerstand befindet und aus der sie sich lediglich nach links drehen kann. Am Träger
1d)1 können Anschläge 130, 131 angeordnet ein, welche die Scheibe 102 in der jeweils
äußersten Stellung anhalten.
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In der anderen., gegenüber der gezeigten Stellung um 180° versetzten
Endstellung der Scheibe befindet sich der Streifen 109 noch mit dem Segment 105
in Kontakt. Der Streifen 110 macht weiterhin mit dem Segment 105a Kontakt, während
der Streifen 122 mit dem Werkstoff 104 in Berührung steht. Der zwischen den
Streifen 122 und 109 liegende Widerstand hat in diesem Fall den kleinsten Wert.
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Entsprechend der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform sitzt
die Scheibe 1d)2 auf dem Träger 101, der eine Nabe 103 aufweist, um die sich die
Scheibe 102 dreht.