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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Positionssensor, insbesondere Potentiometer oder Rheostat, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Positionssensor ist bspw. aus der
DE 10 2007 059 988 A1 bekannt und umfasst einen Träger, auf den zumindest eine Widerstandsbahn aufgedruckt ist, sowie eine flexible Folie, die entlang des Trägers verläuft und beabstandet zur jeweiligen Widerstandsbahn eine auf die Folie aufgedruckte Kontaktbahn aus einem Leitermaterial aufweist. Dabei ist die Folie durch eine in der Abstandsrichtung wirkende Betätigungskraft elastisch soweit verformbar, dass die Kontaktbahn am Ort der Krafteinleitung die Widerstandsbahn lokal elektrisch kontaktiert. Aufgrund der flexiblen Folie wird ein derartiger Positionssensor auch als Foliensensor bezeichnet.
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Die Position der elektrischen Kontaktierung entlang der Widerstandsbahn bestimmt den effektiven elektrischen Widerstand und somit das am Positionssensor abgreifbare elektrische Signal, das letztlich mit der Position der Krafteinleitung korreliert. Es hat sich gezeigt, dass die Messwerte derartiger Positionssensoren eine gewisse Streuung besitzen, da bei gleichem Betätigungsort leicht variierende bzw. streuende Positionssignale erzeugt werden. Bei einem Positionssensor, bei dem die elastische Folie mit Hilfe eines Betätigungselementes unter körperlichem Kontakt gegen den Träger niedergedrückt wird, ist außerdem eine Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung, mit welcher das Betätigungselement entlang des Positionssensor bewegt wird, zu beobachten. Besonders groß werden die Streuungen bzw. Abweichungen bei Positionssensoren, die als Winkelmesser ausgestaltet sind, sodass sich die Widerstandsbahn und die Kontaktbahn gekrümmt, insbesondere entlang eines Kreisbogens, erstrecken.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Positionssensor der Eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Messgenauigkeit bzw. erhöhte Reproduzierbarkeit der Messergebnisse auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Bahnbreite der Kontaktbahn kleiner zu wählen als die Bahnbreite der Widerstandsbahn. Die Erfindung nutzt hierbei die überraschende Erkenntnis, dass die aufgedruckten Bahnen keine ebenen Oberflächen besitzen, sondern im Querschnittsprofil nach außen, also zur jeweils anderen Bahn hin konkav gewölbt sind. Zumindest hat sich gezeigt, dass im Querschnittsprofil der bedruckten Bahnen seitliche Randbereiche weiter vom jeweiligen Trägermaterial, auf das die jeweilige Bahn aufgedruckt ist, abstehen als ein mittlerer Bereich, der sich mittig zwischen den seitlichen Randbereichen befindet. Für die Kontaktierung bedeutet dies, dass diese bevorzugt im Bereich dieser stärker abstehenden Randbereiche erfolgt, auch wenn die Betätigungskraft bzgl. des Querschnittsprofils weitgehend mittig aufgebracht wird. Hinzu kommt bei den elastischen Folien eine gewisse Wellenbildung bei der Betätigung, die insbesondere bei gekrümmten Bahnen, asymmetrisch sein kann und sich auf die Randbereiche vergleichsweise stark auswirkt.
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Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag, die Kontaktbahn hinsichtlich der Breite kleiner zu dimensionieren als die Widerstandsbahn, kann die Kontaktbahn die Widerstandsbahn im Querschnitt zwischen den seitlichen Randbereichen, also im diesbezüglich vertieft angeordneten mittleren Bereich kontaktieren. Hierdurch können die durch die weiter vorstehenden Randbereiche der Widerstandsbahn verursachten Streuungen und Abweichungen weitgehend eliminiert werden. Hinzu kommt, dass bei reduzierter Bahnbreite die Ausprägung der überhöhten Randbereiche bei der Kontaktbahn signifikant reduziert ist, sodass auch deren Einfluss auf die Streuungen verringert werden kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass auch bei gekrümmten Bahnverläufen die Messwertstreuungen erheblich reduziert sind. Die vorgeschlagene Maßnahme führt somit zu einer signifikanten Verbesserung der Messgenauigkeit bzw. der Reproduzierbarkeit der Messungen.
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Die Breite der jeweiligen Bahn ist dabei quer zur Längsrichtung der jeweiligen Bahn gemessen, wobei diese Längsrichtung durch eine Mittellinie der jeweiligen Bahn bestimmt ist und bei einer geradlinigen Bahn gerade ist, während sie bei einer gekrümmten Bahn entsprechend gekrümmt ist.
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Eine signifikante Verbesserung der Messergebnisse hat sich gezeigt, wenn die Breite der Kontaktbahn maximal halb so groß ist wie die Breite der Widerstandsbahn. Weitere Verbesserungen der Messgenauigkeit lassen sich erreichen, wenn die Breite der Kontaktbahn maximal 30% oder maximal 25% oder maximal 10% der Breite der Widerstandsbahn beträgt.
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Je kleiner die Breite der Kontaktbahn bezogen auf die Breite der Widerstandsbahn gewählt wird, desto größer kann bei der Kontaktierung ein seitlicher Abstand zwischen der Kontaktbahn und den seitlichen überhöhten Randbereichen der Widerstandsbahn eingestellt werden. Die Konkavität der Bahnprofile ist nur vergleichsweise schwach ausgeprägt, sodass die vom jeweiligen Trägermaterial abgewandte Oberfläche mittig zwischen den Randbereichen beinahe eben bzw. gerade ist und sanft zu den Randbereichen hin ansteigt, dort jedoch eine vergleichsweise starke Ausprägung besitzt. Je schmaler also die Kontaktbahn ist, desto eher wird ein Idealzustand erreicht, bei dem die Kontaktbahn mit einem quasi ebenen bzw. quasi geraden Bereich der Widerstandsbahn zusammenwirkt.
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Von besonderem Vorteil ist daher eine Ausführungsform, bei welcher die Kontaktbahn bezogen auf die Breite der Widerstandsbahn im Wesentlichen mittig zur Widerstandsbahn angeordnet ist. Somit ist sichergestellt, dass die schmale Kontaktbahn im nahezu ebenen mittleren Bereich der Widerstandsbahn zur Anlage kommen kann.
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Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann eine Betätigungseinrichtung zum Erzeugen der Betätigungskraft vorgesehen sein, welche die Betätigungskraft an einer vom Träger abgewandten Seite im Bereich der Kontaktbahn auf die Folie einleitet, und zwar insbesondere bezogen auf die Breite der Kontaktbahn mittig zur Kontaktbahn und/oder bezogen auf die Breite der Folie mittig zur Folie. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Folie gezielt dort elastisch verformt wird, wo sich die Kontaktbahn befindet. Hierdurch können weitere Streuungen reduziert werden.
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Die Betätigungseinrichtung kann einen Druckkörper aufweisen, der die Folie bezogen auf deren Länge lokal berührt und im Bereich der Kontaktbahn gegen die Widerstandsbahn andrückt. Dieser Druckkörper bildet bzgl. der elastischen Folie einen Schleifer.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Betätigungseinrichtung einen weichmagnetischen flexiblen Betätigungsstreifen aufweisen, der mittels Magnetkräften lokal anziehbar ist, derart, dass er am Ort der Krafteinleitung die Folie zur lokalen Kontaktierung der Kontaktbahn mit der Widerstandsbahn verformt. Hier erfolgt die Betätigungskrafteinleitung magnetisch, also berührungslos, wodurch der Verschleiß der flexiblen Folie reduziert ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Folie mittels eines Distanzrahmens beabstandet am Träger angeordnet sein. Eine typische Dicke für den Distanzrahmen kann zwischen 200 μm und 250 μm liegen. Der Distanzrahmen kann einen die Widerstandsbahn und die Kontaktbahn enthaltenden Sensorinnenraum seitlich umschließen. Hierdurch kann ein hermetisch verschlossener bzw. abgedichteter Sensorinnenraum realisiert werden, bspw. um einen Feuchteschutz für die elektrischen Komponenten des Positionssensors zu realisieren.
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Als druckbares Widerstandsmaterial eignet sich bspw. eine Karbonpolymerpaste oder eine Leitplastikpaste. Typische Schichtdicken sind hier bspw. 10–20 μm.
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Das Leitermaterial kann bspw. Eine Metallpolymerpaste, insbesondere Silberpolymerpaste sein. Eine typische Dicke beträgt 5–15 μm. Die jeweilige aufgedruckte Metallpolymerbahn kann außerdem mit einer Karbonpolymerpaste oder mit einer Leitplastikpaste beschichtet sein, wobei auch hier wieder typische Schichtdicken von 10–20 μm realisierbar sind. Die zusätzliche Beschichtung der Metallpolymerbahn mit einem typischen Widerstandsmaterial führt einerseits zu einem Oxidationsschutz der Metallpolymerbahn und andererseits zu einer Reduzierung der Übergangswiderstände am Ort der Kontaktierung zwischen Kontaktbahn und Widerstandsbahn. Da die Schichtdicke des Widerstandsmaterials sehr klein ist, ist der resultierende Widerstand im Kontaktbereich kleiner als der unerwünschte Übergangswiderstand.
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Der Träger ist im Vergleich zur Folie zweckmäßig biegesteif ausgestaltet. Alternativ kann es sich beim Träger ebenfalls um eine Folie handeln, die jedoch auf einem relativ dazu biegesteifen Substrat angeordnet ist. Als biegesteifes Trägermaterial oder Substratmaterial eignet sich bspw. FR4. Ein typisches Folienmaterial zum Herstellen der jeweiligen Folie ist bspw. Polyester oder PEEK. Eine Polyesterfolie kann eine Dicke von etwa 100 μm aufweisen. Eine PEEK-Folie kann eine Dicke von etwa 50 μm aufweisen.
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Das jeweilige Leitermaterial bzw. das jeweilige Widerstandsmaterial kann bspw. mittels Siebdrucktechnik auf den jeweiligen Träger bzw. auf die jeweilige Folie aufgebracht werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich die Bahnen geradlinig oder gekrümmt, insbesondere kreisbogenförmig. Bevorzugt liegen die Bahnen dabei in einer Ebene.
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Bei einer besonderen Anwendung können zwei redundant angeordnete Widerstandsbahnen vorgesehen sein, die jeweils mit einer eigenen Kontaktbahn zusammenwirken. Hierdurch lassen sich z. B. die Streuungen der beiden Einzelsignale durch Mittelwertbildung zu einem Gesamtwert reduzieren. Zusätzlich oder alternativ kann der Träger zumindest einen Schaltkontakt aufweisen, der einem Längsbereich der Widerstandsbahn zugeordnet ist und mit einer eigenen Kontaktbahn elektrisch kontaktierbar ist. Mit Hilfe eines derartigen Schaltkontakts kann bspw. ein Richtungsschalter realisiert werden, um zu erkennen, ob der Positionssensor in der einen Richtung oder in der anderen Richtung betätigt wird. Sofern zwei derartige Schaltkontakte als Richtungsschalter vorgesehen sind, können diese, bezogen auf die Länge der Widerstandsbahn, symmetrisch zur Mitte der Widerstandsbahn angeordnet sein. Sobald die elektrische Betätigung dann von einem mittleren Bereich abweicht, kommt es zu einer Widerstandsänderung mit Richtungsinformation.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 einen Querschnitt eines Positionssensors,
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2 eine Draufsicht des Positionssensors bei einer speziellen Ausführungsform,
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3 eine Draufsicht des Positionssensors wie in 2, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform.
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Entsprechend den 1 bis 3 umfasst ein Positionssensor 1, der bevorzugt als Potentiometer ausgestaltet ist, grundsätzlich jedoch auch als Rheostat ausgestaltet sein kann, einen Träger 2 sowie eine flexible Folie 3. Bei den Ausführungsformen der 2 und 3 ist der Träger 2 durch eine Platine gebildet, auf welcher der Positionssensor 1 angeordnet ist. Ferner ist bei den Darstellungen der 2 und 3 die flexible Folie 3 transparent dargestellt, wobei sich diese Folie 3 zumindest über den gesamten Bereich des Positionssensors 1 erstrecken kann. In den 2 und 3 ist diese Folie 3 an der dem Betrachter zugewandten Seite des Trägers 2 angeordnet. Der grundsätzliche Aufbau des Positionssensors 1 ist bei den Ausführungsformen der 2 und 3 jedoch gleich wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform.
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Auf den Träger 2 ist zumindest eine Widerstandsbahn 4 aufgedruckt, die aus einem Widerstandsmaterial besteht. Geeignete Widerstandsmaterialien sind z. B. Karbonpolymerpasten sowie Leitplastikpasten. Sie lassen sich im Siebdruckverfahren auf den Träger 2 aufdrucken. Erkennbar ist die Widerstandsbahn 4 in dem in 1 gezeigten Querschnitt, der sich quer zu einer Längserstreckung der Widerstandsbahn 4 erstreckt, an einer vom Träger 2 abgewandten Oberfläche oder Außenseite 5 zur Folie 3 hin konkav gewölbt. Dementsprechend umfasst das Profil der Widerstandsbahn 4 zwei seitliche Randbereiche 6, die vom Träger 2 weiter in Richtung Folie 3 abstehen als ein zwischen den Randbereichen 6 angeordneter mittlerer Bereich 7. Da die Krümmung vergleichsweise schwach ist, erstreckt sich die Außenseite 5 im mittleren Bereich 7 weitgehend eben.
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Die Folie 3 ist flexibel und erstreckt sich entlang des Trägers 2. Beabstandet zur Widerstandsbahn 4 weist die Folie 3 eine auf die Folie 3 aufgedruckte Kontaktbahn 8 auf, die aus einem geeigneten Leitermaterial besteht. Geeignete Leitermaterialien sind bspw. eine Metallpolymerpaste, wie z. B. eine Kupferpolymerpaste oder eine Silberpolymerpaste. Zur Reduzierung des Übergangswiderstands kann auf die Metallpolymerpaste außerdem eine Karbonpolymerpaste bzw. eine Leitplastikpaste aufgedruckt sein. Auch hier eignet sich ein Siebdruckverfahren zum Anbringen der Kontaktbahn 8 an der Folie 3. Bedingt durch das Aufdrucken sowie durch das Austrocknen bzw. Aushärten der jeweiligen aufgedruckten Paste kommt es auch bei der Kontaktbahn 8 zu einem Querschnittsprofil, das zum Träger 2 hin konkav gewölbt ist und analog zur Widerstandsbahn 4 zwei weiter vorstehende seitliche Randbereiche und einen diesbezüglich zurückgesetzten mittleren Bereich besitzt, wobei diese Bereiche der Kontaktbahn 8 hier nicht näher bezeichnet sind.
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Sofern der Positionssensor 1 als Potentiometer betrieben wird, dient die Kontaktbahn 8 als Kollektor des Potentiometers.
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Die Folie 3 ist am Träger 2 so angeordnet, dass sich im unbetätigten Zustand zwischen der Widerstandsbahn 4 und der Kontaktbahn 8 in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Abstandsrichtung 9 ein Abstand 10 einstellt. Der Abstand 10 kann beispielsweise in einem Bereich von 50 μm bis 200 μm liegen. Im Falle einer Betätigung kann die Folie 3 durch eine in der Abstandsrichtung 9 wirkende Betätigungskraft 11, die hier durch einen Pfeil angedeutet ist, elastisch soweit verformt werden, dass die Kontaktbahn 8 am Ort der Krafteinleitung die Widerstandsbahn 4 lokal elektrisch kontaktiert. Mit anderen Worten, die Folie 3 wird durch die Betätigungskraft 11 soweit durchgebogen, bis der Abstand 10 überwunden ist und die Kontaktbahn 8 an der Widerstandsbahn 4 zur Anlage kommt.
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Im Querschnitt besitzt die Kontaktbahn 8 eine Breite 12, die kleiner ist als eine Breite 13 der gegenüberliegenden Widerstandsbahn 4. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, die Kontaktbahnbreite 12 maximal halb so groß zu wählen wie die Widerstandsbahnbreite 13.
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Durch die gegenüber der Widerstandsbahnbreite 13 reduzierte Breite 12 der Kontaktbahn 8 ist es insbesondere möglich, die elektrische Kontaktierung zwischen Kontaktbahn 8 und Widerstandsbahn 4 in einem Bereich der Außenseite 5 der Widerstandsbahn 4 zu realisieren, der von den weiter vorstehenden Randbereichen 6 beabstandet ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Kontaktierung in den mittleren Bereich 7 zu legen, der im Querschnittsprofil annähernd gerade bzw. innerhalb der Widerstandsbahn 4 weitgehend eben ist.
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Bevorzugt wird daher die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher die Kontaktbahn 8 bezogen auf die Breite 13 der Widerstandsbahn 4 im Wesentlichen mittig zur Widerstandsbahn 4 angeordnet ist.
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Im Beispiel beträgt die Kontaktbahnbreite 12 etwa 20–30% der Widerstandsbahnbreite 13. Insbesondere kann die Kontaktbahnbreitre 12 somit maximal 50% oder maximal 30% oder maximal 25% oder maximal 10% der Widerstandsbahnbreite 13 betragen.
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Zur Betätigung des Positionssensors 1 kann dieser mit einer Betätigungseinrichtung 14 ausgestattet sein, mit deren Hilfe die Betätigungskraft 11 erzeugt werden kann. Die Betätigungskraft 11 wird dabei an einer vom Träger 2 abgewandten Seite auf die Folie 3 eingeleitet, und zwar im Bereich der Kontaktbahn 8. Bevorzugt wird die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher die Betätigungskraft 11 bezogen auf die Kontaktbahnbreite 12 mittig zur Kontaktbahn 8 eingeleitet wird. Zumindest im Beispiel der 1 ist die Krafteinleitung bezogen auf die Breite der Folie 3 mittig zur Folie 3 ausgerichtet.
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Im Beispiel der 1 umfasst die Betätigungseinrichtung 14 einen Druckkörper 15, der die Folie 3 bezogen auf deren Längserstreckung lokal berührt und dabei die Folie 3 verformt und die Kontaktbahn 8 gegen die Widerstandsbahn 4 andrückt. Der Druckkörper 15 kann dabei als Schleifer ausgestaltet sein, der mit Kontakt entlang der Folie 3 verstellbar ist. Die Betätigungskraft 11 kann dabei mittels einer Feder 16 aufgebracht werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Druckkörper 15 magnetisch anziehbar, insbesondere weichmagnetisch bzw. ferromagnetisch oder hartmagnetisch bzw. dauermagnetisch, ausgestaltet sein und mittels Magnetkraft gegen die Folie 3 angezogen werden. Ferner kann der Druckkörper 15 dann mittels Magnetkraft entlang der Folie 3 verstellt werden.
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Bei einer alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsform, kann die Betätigungseinrichtung 14 einen weichmagnetischen, flexiblen Betätigungsstreifen aufweisen, der an einer vom Träger 2 abgewandten Außenseite auf der Folie 3 aufliegt und der mittels Magnetkräften lokal anziehbar ist, derart, dass er am Ort der Krafteinleitung die Folie 3 verformt, um die Kontaktbahn 8 lokal mit der Widerstandsbahn 4 zu kontaktieren. Ein derartiger Betätigungsstreifen kann aus einer einzelnen Metallfolie oder aus einem Stapel relativ zueinander beweglicher Metallfolien bestehen.
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Zweckmäßig ist die Folie 3 mittels eines Distanzrahmens 17 beabstandet am Träger 2 angeordnet, um den Abstand 10 zwischen Kontaktbahn 8 und Widerstandsbahn 4 zu erzeugen. Zweckmäßig kann der Distanzrahmen 17 dabei so ausgestaltet sein, dass er einen Sensorinnenraum 18 umschließt. In diesem Sensorinnenraum 18 sind zumindest die Widerstandsbahn 4 und die Kontaktbahn 8 angeordnet. Hierdurch ist es insbesondere möglich, den Sensor 1 hermetisch zu verschließen, bspw. um die Kontaktbahn 8 und die Widerstandsbahn 4 vor Feuchtigkeit zu schützen.
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Bei der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform ist dieser Distanzrahmen 17 ebenfalls transparent dargestellt. Er befindet sich außerhalb des Sensorinnenraums 18 zwischen dem Träger 2 und der Folie 3.
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Der Träger 2 ist zweckmäßig im Vergleich zur Folie 3 biegesteif. Bspw. kann er aus einem entsprechend biegesteifen Trägermaterial hergestellt sein, wie z. B. aus FR4. Alternativ ist es ebenso möglich, den Träger 2 ebenfalls durch eine Folie zu bilden, die dann jedoch auf einem relativ dazu biegesteifen Substrat, insbesondere aus einem Trägermaterial, angeordnet ist. Die flexible Folie 3 und insbesondere auch der Distanzrahmen 17 kann aus einem Folienmaterial hergestellt sein, wie z. B. Polyester oder PEEK. Die flexible Folie 3 kann eine Dicke von 50 μm bei PEEK bis 100 μm bei Polyester aufweisen. Die für den Distanzrahmen 17 verwendete Folie kann eine Dicke von 200 bis 250 μm aufweisen.
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Der Positionssensor 1 kann als geradliniger Wegmesser ausgestaltet sein, bei dem sich die Bahnen 4, 8 geradlinig erstrecken. Die 2 und 3 zeigen alternative Ausführungsformen, bei denen sich die Bahnen 4, 8 gekrümmt, insbesondere kreisbogenförmig gekrümmt, erstrecken. In diesem Fall kann es sich beim Positionssensor 1 um einen Winkelmesser handeln.
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Im Beispiel der 2 umfasst der Positionssensor 1 zwei redundant angeordnete Widerstandsbahnen 4 und 4', die jeweils mit einer eigenen Kontaktbahn 8, 8' zusammenwirken.
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Bei der Darstellung der 2 ist außerdem der mehrschichtige Aufbau der jeweiligen Kontaktbahn 8, 8' erkennbar. Aufgedruckt auf die Folie 3 (auf die vom Betrachter abgewandte Seite) ist bevorzugt ein Metallpolymer, also ein Polymer mit metallischen Partikeln. Bevorzugt handelt es sich hierbei um ein Silberpolymer oder Kupferpolymer. Diese Metallpolymerbahn ist in 2 mit 19 bezeichnet. Zur Reduzierung des Übergangswiderstands im Falle einer Kontaktierung zwischen Kontaktbahn 8, 8' und Widerstandsbahn 4, 4' ist zusätzlich auf die Metallpolymerbahn 19 (ebenfalls auf die dem Träger 2 zugewandte Seite) eine weitere Bahn 20 aufgedruckt, die zweckmäßig aus einem typischen Widerstandsmaterial besteht, wie Karbonpolymerpaste oder Leitplastikpaste.
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Bei den Ausführungsformen der 2 und 3 besitzen die Positionssensoren 1 außerdem einen speziellen Aufbau. Zum einen sind sie hier als Potentiometer ausgestaltet, sodass die Widerstandsbahn 8, 8' jeweils mit zwei Anschlüssen 21, 22 bzw. 21', 22' ausgestattet ist, die sich in den Endbereichen des jeweiligen Messbereichs befinden. Darüber hinaus sind über weitere Anschlüsse 23, 24 bzw. 23', 24' sog. Restwiderstände 25, 26 bzw. 25', 26' angeschlossen, mit deren Hilfe die Funktionsfähigkeit des Positionssensors 1 überprüft werden kann. Bspw. ist mit dem Positionssensor 1 insgesamt ein Positionssignal erzeugbar, das bzgl. seiner Signalstärke von 0% bis 100% variiert. Innerhalb dieses Signalbereichs erstreckt sich der Messbereich des Positionssensors 1 bspw. von 10% bis 90%. Der eine Restwiderstand 25, 25' ist dann dem Bereich von 0% bis 10% zugeordnet, während der andere Restwiderstand 26, 26' dem Signalbereich von 90% bis 100% zugeordnet ist. Im Normalbetrieb lassen sich mit dem Positionssensor 1 somit abhängig vom Ort der Kontaktierung Signale von 10% bis 90% erzeugen. Bei einer Fehlfunktion sind dann auch Signale kleiner als 10% und/oder größer als 90% möglich, was von einer entsprechenden Auswerteschaltung sofort als Fehlfunktion diagnostiziert werden kann.
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Ein weiterer Kontakt 27 bzw. 27' kann zum Abgleichen der Restwiderstände 25, 26, 25', 26' verwendet werden, bspw. um eine Mittellage zu justieren.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform weist der Träger 2 außerdem zwei Schaltkontakte 28 und 29 auf, die jeweils einem Längsbereich 30 bzw. 31 der Widerstandsbahn 4 zugeordnet sind. Ferner sind diese beiden Schaltkontakte 28, 29 mit einer eigenen Kontaktbahn 32 elektrisch kontaktierbar. Im Beispiel sind die beiden Schaltkontakte 28, 29 bezogen auf die Längserstreckung der Widerstandsbahn 4 symmetrisch zur Mitte der Widerstandsbahn 4 angeordnet. Sie können hier als Richtungsschalter verwendet werden. In diesem Fall ist dem Positionssensor 1 eine mittige Ausgangsstellung zugeordnet, aus der heraus die Kontaktierung in einer ersten Richtung 33 oder in einer zweiten Richtung 34 erfolgen kann. Zur Überwachung der Betätigungsrichtung liefern die Richtungsschalter 28, 29 entsprechende Signale.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007059988 A1 [0002]
