DE1146569B - Resistance device in the form of a double potentiometer - Google Patents
Resistance device in the form of a double potentiometerInfo
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Description
Widerstandsvorrichtung in Form eines Doppelpotentiometers Die Erfindung bezieht sich. auf eine Widerstandsvorrichtung in Form eines Doppelpotentiometers, also eines Potentiometers, bei dem über eine einzige Achse gleichzeitig zwei unabhängig voneinander wählbare Widerstandsbereiche eingestellt werden können. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf sogenannte Präzisionspotentiometer, also auf Potenxiometer, die in elektrischen Rechenanlagen, in Flugausrüstungen, in Fe.rnlenkwaffen usw. eingesetzt werden sollen. Derartige Potentionmeter sollen nicht -nur eine besonders große Linearkät des Widerstandsbereiches aufweisen, sondern sie sollen auch ein geringes Eigenrauschen haben. Darüber hinaus wird gefordert, daß derartige Potentiometer einfach in der Konstruktion und robust sowie leicht und auch rela-#iv stoßunempfindlich sind und wenig Platz benötigen. Außerdem ist, was mit dem Potentiometer nach der Erfindung besonders gut erreicht wird, ein niedriges, in sämtlichen Winkelstellungen möglichst gleich großes Drehmoment für die Verstellung des Potentiometers notwendig.Resistance device in the form of a double potentiometer The invention refers to. on a resistance device in the form of a double potentiometer, So a potentiometer in which two independent axes at the same time via a single axis Resistance ranges that can be selected from one another can be set. In particular the invention relates to so-called precision potentiometers, i.e. potentiometers, those in electrical computing systems, in flight equipment, in guided weapons, etc. should be used. Such potentiometers should not - just one special have large linearity of the resistance range, but they should also be a have low self-noise. In addition, it is required that such potentiometers simple in construction and robust as well as light and also relatively # iv shock-resistant and require little space. Also, what about the potentiometer after the Invention is achieved particularly well, a low one, in all angular positions If possible, the same torque is required for adjusting the potentiometer.
Bei dem Doppelpotentiometer nach der Erfindung sind innerhalb eines Gehäuses ebenso wie bei bekannten Ausführungen zwei kreisbahnförmige Widerstandsbahnen vorgesehen, wobei allerdings mit Rücksicht auf die besonderen Verwendungszwecke diese Widerstandsbahnen in einem allseits geschlossenen Gehäuse untergebracht sind. Jeder Widerstandsbahn ist ein an der Mittelachse befestigter Schleifarm zur Einstellung des wirksamen Widerstandsbereiches zugeordnet, so daß also auf der Achse für das Doppelpotentiometer zwei Schleifarme vorgesehen sind, die gegeneinander isoliert und getrennt zu Anschlußklemmen geführt sind.In the double potentiometer according to the invention are within one Housing as well as two circular resistance tracks in known designs provided, but with consideration of the special purposes of use these resistance tracks are housed in a housing that is closed on all sides. Each resistance track is a grinding arm attached to the central axis for adjustment of the effective resistance range, so that on the axis for the Double potentiometer two grinding arms are provided, which are isolated from each other and are routed separately to terminals.
Derartig aufgebaute Widerstandsvorrichtungen sind an sich bei Grobpotentiometem bekannt. Bei einer vorbekannten Ausführung sind auf einer Achse zwei gegeneinander isolierte Schleifarme vorgesehen, die an ihrem freien Ende mit polschuhartig geführten Schleifarmen ausgerüstet sind, die auf kreisbahnförmigen, an den beiden Deckeln des Potentiometers befestigten Widerstandsbahnen gleiten. Eine derartige Ausführung ist für Radiogesäte u. dgl. gedacht, wo sie als Lautstärkeregelung eingesetzt werden kann und wo es auf eine besondere Präzision nicht ankommt. Als Präzisionspotentiometer ist die vorbekaamte Ausführung nicht geeignet.Resistance devices constructed in this way are per se with coarse potentiometers known. In a previously known embodiment, there are two against each other on one axis insulated grinding arms are provided, which are guided at their free end with pole shoe-like Grinding arms are equipped, which are on circular, on the two lids slide the resistance tracks attached to the potentiometer. Such a design is intended for radios and the like, where they are used as volume controls can and where special precision is not important. As a precision potentiometer the previous version is not suitable.
Die Widerstandsvorrichtung nach der Erfindung unterscheidet sich von dieser bekannten Ausführung dadurch, daß die Widerstandsbahnen in Form zweier ringförmiger Widerstände ausgebildet sind, wobei die Erzelen des zweiten ringförmigen Widerstandes zu den Enden des ersten ringförmigen Widerstandes um 180° versetzt sind, so daß die zu den jeweiligen Widerstandsbahnen gehörenden Anschlußelemente ebenfalls um 180° versetzt und vorzugsweise angenähert in der gleichen Konstruktionsebene angeordnet sind, und da.ß auf .der Mittelachse ein Rotor isohert angebracht ist, auf dem voneinander getrennt zwei Schleifringe vorgesehen sind, die elektrisch mit den ebenfalls um 180° zueinander versetzten und isolierten Schleifarmen verbunden sind.The resistance device according to the invention differs from this known embodiment in that the resistance tracks in the form of two annular Resistors are formed, the ores of the second annular resistor are offset from the ends of the first annular resistor by 180 °, so that the connection elements belonging to the respective resistance tracks also change Offset by 180 ° and preferably arranged approximately in the same construction plane are, and that a rotor is mounted on the central axis, on which one from the other separately two slip rings are provided, which are also electrically connected to the 180 ° offset and insulated grinding arms are connected.
Bei der Widerstandsvorrichtung nach der Erfindung werden also die beiden Widerstandsbahnen je zu einem praktisch geschlossenen Ring zusammengeführt, wobei die Anschlüsse für den Anfang und das Ende jeder Widerstandsbahn zu der anderen Widerstandsbahn um 180° versetzt befestigt sind. Hierdurch ergibt sich nicht nur der hinsichtlich des aufzuwendenden Drehmoments besonders günstige Vorteil, daß die beiden Schleifarme um 180° zueinander versetzt werden können, so daß sich das Gewicht dieser Schleifarme gegenseitig kompensiert, sondern die versetzte Anordnung der Anschlußklemmen ermöglicht auch die Hintereinanderschaltung mehrerer Potentiometerkörper, ohne daß die Anschlußklemmen des einen Potentiometergehäuses in Berührung zu den Klemmen des nächsten Gehäuses kommen. Dadurch wird es, auch möglich, in dem normalerweise für ein Widerstandselement erforderlichen Raum zwei Widerstandselemente unterzubringen, was den Raumbedarf um etwa 50% und das Gewicht um etwa 33 % verringert.In the resistance device according to the invention, the both resistance tracks each merged into a practically closed ring, the connections for the beginning and the end of each resistor track to the other Resistance track are attached offset by 180 °. This not only results the particularly favorable advantage in terms of the torque to be expended that the two grinding arms can be offset by 180 ° to each other, so that the Weight of these grinding arms compensated for each other, but the offset arrangement the connection terminals also enables the series connection of several potentiometer bodies, without the terminals of a potentiometer housing in contact with the Terminals of the next housing come. This makes it possible, too, in which normally space required for one resistor element to accommodate two resistor elements, which reduces the space requirement by about 50% and the weight by about 33%.
Es ist bereits eine Widerstandsvorrichtung bekannt, bei der über einen durchgehenden Doppelschleifer zwei diametral angeordnete Widerstandsbahnen miteinander verbunden sind. Die vorbekannte Ausfiihrungsform zeigt jedoch keine Möglichkeit, die beiden Arme elektrisch voneinander zu trennen, so daß auf diese Weise ein Doppelpatendometer nicht aufgebaut werden kann.It is already known a resistance device in which a continuous double grinder two diametrically arranged resistance tracks are connected to each other. The previously known embodiment, however, does not show any Possibility to electrically separate the two arms from each other, so that on these Way a double patentometer cannot be built.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert.Details of the invention are explained with reference to the drawing.
Fig. 1 zeigt eine Stirnansicht einer Doppelpotentiometereinheit mit einer durch das Gehäuse geführten Achse sowie die Anordnung der zwei Gruppen von je drei Klemmen; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein einzelnes Doppelpotentiometer entlang der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 zeigt die Stirnansicht eines Rotors, einer Achse und zweier Schleifarme; die Ringwiderstände sind gestrichelt gezeichnet, und ihre Enden stehen einander gegenüber; Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht die Anordnung von Rotor, Achse, Schleifringen, Schleifarmen und Schleifern nach Fig. 3; Fig. 5 zeigt einen. Querschnitt durch mehrere mit einer Achse zu betätigende Doppelpotentiometer. Die Fig. 1 und 2.- zeigen. ein einzelnes Doppelpotentiometer, das ein. Gehäuse 10 mit einer schmalen inneren kreisförmigen Aussparung 11 aufweist, die von einer Seite angesenkt ist. Die entgegengesetzte Gehäuseseite weist eine entsprechende kreisförmige Aussparung 12 auf. Die Aussparung 11 kann die entsprechende Aussparung 12 eines zweiten Gehäuses oder eine Endplatte aufnehmen. Neben dem inneren Ende der Aussparung 12 liegt eine schmale Aussparung 13, deren Durchmesser größer als der der Aussparung 12 .ist und die in einer etwas tieferen schmalen Aussparung 14 endet, die sich nicht bis zur Oberfläche der Aussparung 12 erstreckt. Die äußere Oberfläche des Gehäuses 10 weist an der Außenkante, wo die Aussparung 11 beginnt, eine Aussparung 15 auf, die in ihrer Tiefe der Aussparung 13 entspricht. Auch die Aussparung 15 endet in einer schmalen, etwas tieferen Aussparung 16. Ein ringförmiger Klemmring 17 mit einem der Gestalt der Aussparungen 13, 14, 15 und 16 entsprechenden Querschnitt hält für den Fall, daß zwei Gehäuse zusammengefügt werden, diese beiden Gehäuse, oder für den Fall, daß ein Gehäuse und dessen Abdeckplatte zusammengefügt werden, dieses Gehäuse mit dieser Abdeckplatte zusammen, sobald die in Fig. 1 mit 18 #bzw. 19 bezeichneten Enden des Klemmrings durch ein geeignetes Befestigungsmittel, beispielsweise die Schraube 20, zusammengepreßt werden, nachdem der Klemmring genau in die Aussparungen eingepaßt wurde. Da die Innenfläche der Kanten des Klemmrings, die in die Aussparungen 14 und 16 eingreifen, leicht angeschrägt ist, pressen sie die beiden Gehäuse in radialer Richtung und in Längsrichtung aufeinander, sobald der Klemmring durch die Schraube 20 gespannt wird.1 shows an end view of a double potentiometer unit with an axis guided through the housing and the arrangement of the two groups of three terminals each; Figure 2 shows a cross-section through a single double potentiometer taken along line 2-2 in Figure 1; 3 shows the end view of a rotor, an axle and two grinding arms; the ring resistors are shown in dashed lines and their ends are opposite one another; FIG. 4 shows a side view of the arrangement of the rotor, axle, slip rings, grinding arms and grinders according to FIG. 3; Fig. 5 shows one. Cross-section through several double potentiometers to be operated with one axis. Figs. 1 and 2.- show. a single double potentiometer that is a. Housing 10 has a narrow inner circular recess 11 which is countersunk from one side. The opposite side of the housing has a corresponding circular recess 12. The recess 11 can receive the corresponding recess 12 of a second housing or an end plate. Next to the inner end of the recess 12 is a narrow recess 13, the diameter of which is larger than that of the recess 12 and which ends in a somewhat deeper narrow recess 14 which does not extend to the surface of the recess 12. The outer surface of the housing 10 has a recess 15 at the outer edge where the recess 11 begins, the depth of which corresponds to the recess 13. The recess 15 also ends in a narrow, somewhat deeper recess 16. An annular clamping ring 17 with a cross-section corresponding to the shape of the recesses 13, 14, 15 and 16 holds these two housings in the event that two housings are joined together, or for in the event that a housing and its cover plate are assembled, this housing with this cover plate together as soon as the in Fig. 1 with 18 #bzw. 19 designated ends of the clamping ring are pressed together by a suitable fastening means, for example the screw 20, after the clamping ring has been fitted exactly into the recesses. Since the inner surface of the edges of the clamping ring, which engage in the recesses 14 and 16, is slightly beveled, they press the two housings onto one another in the radial direction and in the longitudinal direction as soon as the clamping ring is tensioned by the screw 20.
Die Abschlußkappe 21 hat eine axiale Aussparung 22, in die ein Kugellager oder eine Buchse 23 eingesetzt ist. Die Oberfläche der Abschlußkappe 21 weist auf der Seite, auf der die Aussparung 22 liegt, eine entsprechende Aussparung 12 und eine flachere Aussparung 13 auf, die der Aussparung 13 des Gehäuses entspricht und ebenfalls in einer etwas tieferen Aussparung 14 endet.- Hierdurch kann der Klemmring 17 die Abschlßkappe 21 gegen die entsprechende Seite des. Gehäuses 10 pressen. Eine zweite Abschlußkappe 24, die auf einer Seite eine Aussparung 11 aufweist, weist ebenfalls eine flache äußere Aussparung 15, entsprechend der Aussparung 15 des Gehäuses, auf. Diese Aussparung endet in einer etwas tieferen Aussparung 16. Die Abschlußkappe 24 kann also die andere Seite des Gehäuses 10 abschließen. Die Seite der Abschlußkappe 24, auf der die Aussparung 11 liegt, weist eine axiale Aussparung 25 auf, in die ein Kugellager oder eine Buchse 26 eingesetzt ist. Eine Bohrung 27 "fuhrt koaxial durch die Aussparung 25 zur anderen Saite der Abschlußkappe 24 hindurch. Durch die Bohrung. 27 kann eine Achse 28 gesteckt und in den Kugellagern. oder Buchsen 23 und 26 gelagert werden. Die Bohrung 27 hat einen etwas größeren Durchmesser als die Achse, um diese nicht zu behindern.The end cap 21 has an axial recess 22 into which a ball bearing or a socket 23 is inserted. The surface of the end cap 21 has the side on which the recess 22 is located, a corresponding recess 12 and a shallower recess 13, which corresponds to the recess 13 of the housing and also ends in a slightly deeper recess 14. This allows the clamping ring 17 press the end cap 21 against the corresponding side of the housing 10. One second end cap 24, which has a recess 11 on one side, has also a flat outer recess 15, corresponding to the recess 15 of the housing, on. This recess ends in a somewhat deeper recess 16. The end cap 24 can therefore close off the other side of the housing 10. The side of the end cap 24, on which the recess 11 lies, has an axial recess 25 into which a ball bearing or bushing 26 is used. A hole 27 "leads coaxially through the recess 25 to the other string of the end cap 24. Through the Drilling. 27, an axle 28 can be inserted and in the ball bearings. or sockets 23 and 26 are stored. The bore 27 has a slightly larger diameter than the axis so as not to obstruct it.
Das Gehäuse weist innen neben den Kupplungsstellon 11 und 12 Aussparungen 29 und 30 auf, in die Isolierringe 31 und 32 eingepaßt sind. Ein erster Ringwiderstand, vorzugsweise ein spiralförmig, gewickelter Widerstand 33, ist auf dem Isolierring 31 gelagert. Ein entsprechender zweiter Widerstand 34 ist auf dem Isolierring 32 gelagert. Die Innenflächen der Ringwiderstände 33 und 34 sind koaxial zur Achse 28. Das eine Ende 36 des Widerstandes 33 ist mit der isolierten Klemme 37 (Fig. 1) und das andere Ende 38 dieses Widerstandes mix der isolierten Klemme 39 verbunden. In gleicher Weise ist das eine Ende 40 des Widerstandes 34 mit der isolierten Klemme 41 und das andere Ende 42 dieses Widerstandes mit der Klemme 43 verbunden. Die Lücken zwischen den Enden der Ringwiderstände 33 und 34 sind auf den entsprechenden Isolierungen um 180° gegeneinander versetzt. Selbstverständlich können an Stelle der spiralförmig gewickelten Widerstände 33 und 34 auch andere geeignete ringförmige Widerstandstypen verwendet werden.The housing has recesses 11 and 12 on the inside next to the coupling stellon 29 and 30, into which insulating rings 31 and 32 are fitted. A first ring resistance, preferably a helically wound resistor 33 is on the insulating ring 31 stored. A corresponding second resistor 34 is on the insulating ring 32 stored. The inner surfaces of the ring resistors 33 and 34 are coaxial with the axis 28. One end 36 of the resistor 33 is connected to the insulated terminal 37 (Fig. 1) and the other end 38 of this resistor mix connected to the isolated terminal 39. Likewise, one end 40 of the resistor 34 is with the insulated terminal 41 and the other end 42 of this resistor connected to terminal 43. The gaps between the ends of the ring resistors 33 and 34 are on the corresponding insulations offset by 180 ° to each other. Of course, instead of the spiral wound resistors 33 and 34 may have other suitable annular resistor types be used.
Ein Rotor 44 aus geeignetem Isoliermaterial ist an der Achse 28 auf beliebige, geeignete Weise " befestigt, z. B. aufgepreßt. Der Rotor 44 ist im wesentlichen zylinderförmig und hat in der Mitte einen ringförmigen, schmalen Steg 45, der die beiden Schleifringe 46 und 47 im eingebauten Zustand voneinander trennt und gegeneinander isoliert. Die Schleifringe 46 und 47 bestehen aus elektrisch leitendem, niederohmigem Material. Jeder Schleifring weist eine vorzugsweise V-förmige Nut auf, die mit 48 bzw. 49 bezeichnet ist.A rotor 44 made of suitable insulating material is mounted on the axis 28 attached, e.g., pressed on, in any suitable manner. The rotor 44 is essentially cylindrical and has an annular, narrow web 45 in the middle, which the two slip rings 46 and 47 in the installed state separates from one another and from one another isolated. The slip rings 46 and 47 are made of electrically conductive, low resistance Material. Each slip ring has a preferably V-shaped groove that starts with 48 or 49 is designated.
Eine federnde Kontaktbürste ist an der Klemme 51, die aus dem Gehäuse 10 herausragt und den Klemmen 37 und 39 in Fig. 1 entspricht, befestigt und häuft in dar Nut 48. Eine zweite federnde Kontaktbürste ist an der Klemme 53, die aus dem Gehäuse 10 herausragt und den Klemmen 41 und 43 in Fig. 1 entspricht, befestigt und läuft in der Nut 49.A resilient contact brush is on the terminal 51, which is out of the housing 10 protrudes and corresponds to the terminals 37 and 39 in Fig. 1, fastened and piles in the groove 48. A second resilient contact brush is on the terminal 53, which consists of the housing 10 protrudes and corresponds to the terminals 41 and 43 in Fig. 1, attached and runs in groove 49.
Der Schleifarmträger 55 ragt radial an dem einen Ende des Rotors 44 hervor und: gibt Kontakt mit dem Schleifring 46. Der zweite Schleifarmträger 56 .ragt radial am anderen Ende des Rotors 44 hervor und gibt Kontakt mit dem Schleifring 47. Die Träger 55 und 56 sind um 180° gegeneinander versetzt. Ein erster Schleifarm 57, vorzugsweise aus niederohmigem Edelmetall, ist am Ende von Arm 55 und ein zweiter, gleicher Schleifarm 58 am Ende von Arm 56 befestigt. Der Teil jedes Schleifarmes, der die Innenfläche .des Ringwiderstandes berührt, ist vorzugsweise V-förmig und in der Nie des Schleifarmendes oder am Schleifarmende angeordnet. Die Spitze des V ist leicht abgerundet und unterstützt das sanfte Gleiten des Schleifarmes längs der Kontaktfläche des Ringwiderstandes bei einem minimalen Drehmoment. Die Schleifarme sind gleich lang und so justiert, daß die V-förmigen Kontaktstücke einen ausreichend starken Druck von ungefähr 1,4 mg/cm auf die Innenfläche der Ringwiderstände ausüben. Die Arme 55 und 56 können lang oder kurz sein, je nachdem, wie groß der Durchmesser des verwendeten Gehäuses ist. Da die Arme um 180° gegeneinander versetzt sind, sind auch die V-förmigen Kontaktstücke um 180° gegeneinander versetzt.The grinding arm support 55 projects radially at one end of the rotor 44 and: makes contact with the slip ring 46. The second slip arm support 56 .projects radially at the other end of the rotor 44 and makes contact with the slip ring 47. The supports 55 and 56 are offset from one another by 180 °. A first grinding arm 57, preferably made of low-resistance noble metal, is at the end of arm 55 and a second, same grinding arm 58 attached to the end of arm 56. The part of every grinding arm which touches the inner surface of the ring resistor is preferably V-shaped and arranged in the Nie of the grinding arm end or at the grinding arm end. the top of the V is slightly rounded and supports the smooth gliding of the grinding arm along the contact surface of the ring resistance at a minimum torque. the Sliding arms are the same length and adjusted so that the V-shaped contact pieces one sufficiently strong pressure of approximately 1.4 mg / cm on the inner surface of the ring resistors exercise. The arms 55 and 56 can be long or short, depending on how big the The diameter of the housing used is. Because the arms are offset from each other by 180 ° are, the V-shaped contact pieces are offset from one another by 180 °.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung mit drei Doppelpotentiometereinheiten, die um eine Achse angeordnet sind. Diese Anordnung enthält sechs getrennte Potentiometer. Auf einer Achse können beliebig viele Einheiten angebracht werden. Es wurden Anordnungen mit dreißig Doppelpotentiometern aufgebaut, die alle über eine einzige Achse betrieben werden konnten, nachdem sie eingestellt worden waren.Fig. 5 shows a cross section through an arrangement with three double potentiometer units, which are arranged around an axis. This arrangement contains six separate potentiometers. Any number of units can be attached to one axis. There were orders built with thirty double potentiometers, all operated via a single axis after they were hired.
Die Einstellung jeder Potentiometereiuheit wird einfach dadurch erreicht, daß die Schraube 20 des entsprechenden Klemmringes 17 gelöst und das Gehäuse so lange gedreht wird, bis die betreffende Einheit den der Stellung der Achse entsprechenden Widerstandswert aufweist.The adjustment of each potentiometer unit is achieved simply in that the screw 20 of the corresponding clamping ring 17 is loosened and the housing is rotated until the unit in question has the resistance value corresponding to the position of the axis.
Die Arbeitsweise des Doppelpotentiometers gemäß der Erfindung ist folgende: Die Schleifarme 57 und 58 laufen an der Innenfläche der Ringwiderstände entlang, wenn die Achse gedreht wird. Da der Ringwiderstand koaxial zu der Achse ist, übt der Schleifarm stets den gleichen Druck aus. Der jeweils fließende Strom wird durch den zwischen dem Schleifarm und dem Ende des Ringwiderstandes liegenden Widerstandswert bestimmt. Der befestigte federnde Kontakt, der stets Köntakt mit dem entsprechenden Schleifring macht, vervollständigt den Stromkreis zwischen dem Schleifarmkontakt und der Klemme am anderen Ende des Widerstandes.The operation of the double potentiometer according to the invention is the following: The grinding arms 57 and 58 run on the inner surface of the ring resistors along when the axis is rotated. Because the ring resistance is coaxial with the axis the grinding arm always exerts the same pressure. The current flowing in each case is due to the lying between the grinding arm and the end of the ring resistor Resistance value determined. The fixed resilient contact, which is always in contact with makes the corresponding slip ring, completes the circuit between the Sliding arm contact and the clamp at the other end of the resistor.
Der Drehbereich zwischen den Widerstandsenden variiert entsprechend den besonderen Verhältnissen bei verschieden großen Potentiometern. Er liegt im allgemeinen zwischen 351 und 358° und ist teilweise von der Größe des Potentiometers und von dem Durchmesser des Widerstandsdrahtes des Ringwiderstandes abhängig.The range of rotation between the ends of the resistor varies accordingly the special conditions with different sized potentiometers. He lies in generally between 351 and 358 ° and is partly on the size of the potentiometer and on the diameter of the resistance wire of the ring resistor.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene Abänderungen bei konstruktiven Details durchgeführt werden.Of course, various modifications can be made within the scope of the invention be carried out in the case of structural details.
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