[0001] Die Erfindung betrifft ein Potentiometer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1. Derartige Potentiometer sind weit verbreitet im Handel erhältlich. Ein Problem
bei diesen bekannten Potentiometern ist die Einstellung bzw. das Justieren der Andruckkraft
der Schleiferfeder gegenüber der Widerstandsplatte. In der Praxis wird diese Federkraft
dadurch eingestellt, daß die bereits fest (z.B. genietet) am Federträger befestigte
Schleiferfeder so lange gebogen wird, bis sie die "richtige" Krümmung hat, damit die
Andruckkraft innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegt. Bei diesem "Ausrichten" muß
die Schleiferfeder über ihre Fließgrenze beansprucht werden. Dadurch werden aber
die Federungseigenschaften der Schleiferfeder verändert, was sich dadurch erklären
läßt, daß bei der Beanspruchung über die Fließgrenze Gefügeänderungen im Material
auftreten. Auch ist dieses Ausrichten recht arbeitsaufwendig und erfordert ein hohes
Maß an "Fingerspitzengefühl". Eine mehr oder weniger automatisierte Montage eines
solchen Potentiometers ist damit nicht möglich.
[0002] Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Potentiometer der eingangs genannten Art
dahingehend zu verbessern, daß mit geringem technischen Aufwand die Andruckkraft der
Schleiferfeder gegenüber der Widerstandsschicht sehr präzise festgelegt werden kann.
[0003] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
[0004] Der Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, daß die Schleiferfeder geradlinig
ist und auf einer definierten Schräge im Federträger aufliegt. In einer Richtung
ist damit die Schleiferfeder an der vorderen Kante dieser Schräge abgstützt. In der
anderen Richtung ist sie in einer Ausnehmung bzw. einem "Tunnel" des Federträger
abgestützt, der als Widerlager für die nach oben wirkende Kraft dient.
[0005] Die Erfindung bringt darüberhinaus die folgenden Vorteile: die Montagekosten (Zeit-
und Teilekosten) sind gering, da die Schleiferfeder nur noch in den Federträger eingesetzt
werden muß, ein Nieten, Schrauben etc. jedoch entfällt;
es werden keine zusätzlichen Bauteile zur Befestigung der Feder benötigt;
bei der Montage bzw. Befestigung der Schleiferfeder am Federträger müssen praktisch
keine Kräfte aufgebracht werden, die die Schleiferfeder verformen könnten;
die Federkraft muß nicht mehr nachjustiert werden;
die Andruckkraft wird innerhalb sehr enger Toleranzen erhalten;
bereits nach der Vormontage ist die Schleiferfeder unverlierbar am Federträger eingeklemmt;
schließlich ist die Schleiferfeder in präzise definierter Lage am Federträger gehalten.
[0006] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 Eine Schnittansicht eines Federträgers mit daran fixierter Schleiferfeder nach
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht der Schleiferfeder der Fig. 1;
Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht - ähnlich Fig. 1 - einer weiteren Variante der
Erfindung;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines Federträgers mit an ihm befestigter
Schleiferfeder nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 4;
Fig. 6 eine Draufsicht eines Federträgers mit daran fixierter Schleiferfeder nach
einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 6.
[0007] Zur Verdeutlichung der wesentlichen Merkmale der Erfindung sind die bei dem Potentiometer
natürlich vorhandene Widerstandsplatte, das Gehäuse, Drehbetätigungsorgane und elektrische
Anschlüsse in der Zeichnung fortgelassen. Dem Fachmann ist es ohne weiteres möglich,
diese Teile nach bekannten Vorbildern an die Erfindung anzupassen.
[0008] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Federträgers 1 mit eingesetzter Schleiferfeder
2, die an ihrem vorderen, freien Ende hier Schleiferbürsten 3 aufweist. Bei fertig
montiertem Potentiometer stehen diese Schleiferbürsten 3 in schleifendem elektrischen
Kontakt mit einer Widerstandsschicht einer Widerstandsplatte. Die Schleiferfeder
2 ist nun insgesamt geradlinig. Um eine definierte Andruckkraft auf die Widerstandsschicht
aufbringen zu können, muß die Feder bei fertig montiertem Zustand des Potentiometers
natürlich etwas gebogen sein, allerdings nur im federeleastischen bzw. Hook'schen
Bereich der Schleiferfeder. Der Federträger 1 besitzt eine schräg zur Widerstandsplatte
verlaufende Anlagefläche 4, an der ein Teil (hinterer Abschnitt) der Schleiferfeder
anliegt. Die Schräge (Winkel ) dieser Anlagefläche ist exakt definiert, so daß man
mit dem Winkel , der Länge der Schleiferfeder 2 und dem vertikalen Abstand zwischen
Federträger und Widerstandsplatte sowie schließlich den Materialeigenschaften (Federkennlinie)
der Schleiferfeder die Andruckkraft zwischen Schleiferfeder und Widerstandsschicht
präzise vorbestimmen kann, so daß auch ein "Nachjustieren" unnötig ist.
[0009] Damit die Schleiferfeder bei Berührung ihres vorderen Endes mit der Widerstandsplatte
an ihrem hinteren Ende nicht von dem Federträger abhebt, ist ihr hinteres Ende in
einem Widerlager des Federträgers abgestützt. Dieses Widerlager wird durch eine Ausnehmung
5 gebildet, die sich unmittelbar an die Anlagefläche 4 anschließt und deren der Oberseite
der Schleiferfeder zugewandte Wandung 6 ebenfalls unter dem Winkel geneigt ist. Um
eine möglichst spielfreie Lagerung zu erhalten, ist der Abstand der beidenen Ebenen,
in denen die Anlagefläche 4 und die Wandung 6 liegen gleich der Materialstärke bzw.
der Dicke der Schleiferfeder 2. Die Schleiferfeder ist somit an zwei präzise definierten
Linien eingespannt, nämlich einerseits an der Vorderkante7 der Anlagefläche 4 und
an der Vorderkante 8 der Wandung 6, selbst wenn die Schleiferfeder bei Verformungen
durch die Andruckkraft der Widerstandsplatte von der Anlagefläche 4 abhebt.
[0010] Um die Schleiferfeder auch in ihrer Längsrichtung präzise gegenüber dem Federträger
ausrichten zu können, hat der Federträger der Fig. 1 beidseitig neben der Ausnehmung
5 definierte Anschlagflächen, die mit der Kante 8 ausgefluchtet sind. Die Schleiferfeder
hat hinten entsprechend zwei seitliche Arme 10, deren nach hinten weisende Kanten
11 sich an dem Federträger abstützen.
[0011] Um die Schleiferfeder für die Endmontage an dem Federträger zu fixieren, sind an
dem nach vorne weisenden Ende der beiden Arme 10 nach oben hochgebogene Zungen 12
vorgesehen, die an nach oben vorstehenden Pfosten 13 abgestützt sind und zwar an deren
nach hinten weisender Wand 14. Diese Wand 14 ist der Zunge 12 entgegengeneigt, ihr
Winkel gegenüber der Anlagefläche ist somit kleiner als 90°. Im Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 und 2 sind die Pfosten 13 beidseitig neben der Anlagefläche gegenüberliegend
zu den beiden Zungen 12 der Schleiferfeder 4 angeordnet.
[0012] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Zunge in etwa kreisförmig gebogen, wobei
sie mit ihrem gebogenen Teil an der Wand 14 anliegt. Durch die Neigung der Wand 14
kann also die Zunge "einschnappen" und auf die Schleiferfeder wirkt eine resultierende
Kraft, die die Schleiferfeder nach unten gegen die Anlagefläche und nach hinten drückt.
Da der gebogene Teil der Zunge 12 an der Wand 14 anliegt, kann die Schleiferfeder
aber auch wieder leicht nach oben entnommen werden. Das Ausführungsbeispiel der Fig.
3 unterscheidet sich hiervon dadurch, daß die Zunge 12ʹ kürzer ist und damit mit ihrer
Oberkante an der Wand 14 anliegt. Da diese Oberkante relativ scharfkantig ist, erfolgt
dort ein "Einkrallen", d.h. die Oberkante gräbt sich etwas in das Kunststoffmaterial
ein, so daß ein einfaches Herausnehmen der Schleiferfeder nicht möglich ist. Vielmehr
müßte man zum Herausnehmen mit einem Werkzeug die Zunge 12ʹ etwas hochbiegen. Ansonsten
entspricht das Ausführungsbeispiel 3 demjenigen der Fig. 1.
[0013] In Fig. 1 ist noch eine Öffnung 15 des Federträgers erkennbar. Diese dient zum Entnehmen
des Federträgers aus der Spritzgußform.
[0014] Aus Fig. 2 ist noch zu entnehmen, daß der hintere Abschnitt 9 der Schleiferfeder,
der an der Wandung 6 anliegt, in der Draufsicht halbkreisförmig ist. Er kann selbstverständlich
auch rechteckig sein.
[0015] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 hat die Schleiferfeder zwei Arme 16 und
17, die parallel zueinander im Abstand verlaufen. In Verlängerung dieser beiden Arme
16 und 17 sind dann jeweils analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 Ausnehmungen
5ʹ und 5ʺ vorgesehen, in die die Abschnitte 9ʹ bzw. 9ʺ hineinragen. Zur Fixierung
der Schleiferfeder 2 an dem Federträger 1 kann ein mittiger Pfosten 13 vorgesehen
sein, der zwischen den beiden Armen 16 und 17 liegt, so daß nur eine Zunge 12 benötigt
wird. Es ist jedoch auch möglich, zu beiden Seiten der Arme 16 und 17 jeweils Pfosten
vorzusehen, also zusätzlich noch die Pfosten 13ʹ und 13ʺ, wobei dann der Federträger
auch dort entsprechend hochgebogene Zungen aufweist, die in Fig. 4 nicht dargestellt
sind. Abschließend ist noch darauf hinzuweisen, daß Fig. 4 einen Schnitt längs der
Linie C-D der Fig. 5 darstellt und umgekehrt die Fig. 5 ein Schnitt längs der Linie
A-B der Fig. 4 ist. Aus Fig. 5 ist schließlich noch zu erkennen, daß die Zunge 12
auch geradlinig ausgebildet sein kann, so daß das "Einkrallen" ihrer Vorderkante
an dem Pfosten noch schärfer ausgeprägt ist. Dies ist besonders gut in Fig. 5 zu erkennen.
[0016] Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von dem der Fig. 4 und
5 im wesentlichen dadurch, daß der Pfosten 13 nicht mehr über die Oberkante des Federträgers
1 hinausragt, sondern mit dieser im wesentlichen fluchtet und daß die Zunge 12 nach
unten in die Ausnehmung 15 des Federträgers hineinragt und sich dort an der Schräge
14 des "Pfostens" 13 abstützt. Die Kante 7 des Pfostens 13 kann sich dabei dann auch
über die volle Breite des Federträgers erstrecken, so daß auch die Federarme 16 und
17 auf ihr abgestützt sind, zusätzlich zur Abstützung auf der Anlagefläche 4.
[0017] Ein weiterer Unterschied der Fig. 6 und 7 gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig.
4 und 5 liegt auch in dem hinteren Widerlager für die Feder. Dieses ist so ausgebildet,
daß die Öffnung 5 (Fig. 6) durch auskragende Abschnitte 17 abgedeckt ist, wobei wiederum
auch hier eine nach unten weisende Wand des Abschnittes 17 parallel zur Auflagefläche
4 liegt. Zum besseren Einführen der Feder ist der auskragende Abschnitt 17 noch mit
einer Schräge 16 ausgestattet, die unter einem spitzen Winkel zur Richtung der Feder
liegt. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Feder an ihrem Grundkörper keine nach
hinten ragenden Laschen mehr sondern eine durchgehende gerade Kante 18.
[0018] Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung dargestellten
technischen Einzelheiten können sowohl von sich aus in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
1. Potentiometer mit einer Widerstandsplatte, einer Schleiferfeder, deren vorderes
Ende mit einer auf der Widerstandsplatte aufgebrachten Widerstandsschicht in schleifendem
elektrischen Kontakt steht und mit einem relativ zur Widerstandsplatte dreh- oder
verschiebbaren Federträger an dem das hintere Ende der Schleiferfeder befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiferfeder (2) eine im wesentlichen geradlinig
verlaufende Gestalt hat, daß der Federträger (2) eine schräg zur Widerstandsplatte
verlaufende Anlagefläche (4) auf weist, an der ein Teil der Schleiferfeder (2) anliegt
und
daß der Federträger (1) ein Widerlager (5,6) aufweist, welches ein Abheben des hinteren
Endes (9) der Schleiferfeder (2) von der Anlagefläche (4) verhindert.
2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager eine
Ausnehmung (5) oder eine Sacköffnung ist, die mit der Anlagefläche (4) ausgefluchtet
ist.
3. Potentiometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am kontaktseitigen
(vorderen) Ende der Anlagefläche (4) mindestens ein seitlicher Vorsprung bzw. Pfosten
(13) angeordnet ist, an dem sich eine Zunge (12) der Schleiferfeder (4) abstützt.
4. Potentiometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende der
Anlagefläche (Kante 8) ein in axialer Richtung der Schleiferfeder wirkender Anschlag
vorhanden ist.
5. Potentiometer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfosten
(13), an dem sich die Zunge (12) abstützt, gegenüber der Anlagefläche (4) unter einem
solchen Winkel geneigt ist, daß die Schleiferfeder (2) auf die Anlagefläche (4) und
nach hinten gegen den Anschlag gedrückt wird.
6. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zunge (12) radiusförmig gebogen ist.
7. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die
Zunge mit einer Kante ihres freien Endes an einer Wand (14) des Pfostens (13) anliegt.
8. Potentiometer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig
der Schleiferfeder (2) Pfosten (13; 13ʹ; 13ʺ) vorhanden sind, an denen sich entsprechende
Zungen der Schleiferfeder abstützen.
9. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schleiferfeder zwei Schleiferarme (16 und 17) aufweist, wobei der Federträger zwischen
diesen einen Pfosten (13) aufweist, an dem sich die Zunge (12) abstützt.
10. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zunge (12) so gebogen ist, daß sie von der Anlagefläche (4) fortweist.
11. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zunge (12) so gebogen ist, daß sie in das Innere des Federträgers (2) hineinragt,
wobei zumindest eine Kante des Pfostens (13) mit der Anlagefläche (4) ausgefluchtet
ist.