DE2802857A1

DE2802857A1 - Widerstandsgeber mit nichtlinearer kennlinie

Info

Publication number: DE2802857A1
Application number: DE19782802857
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kallweit; Heinz Pudelko
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1978-01-23
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2013039B; FR2415351B3; US4220944A; GB2013039A; FR2415351A1; JPS54110457A

Description

VDO 6 FRANKFÜRT/MAIN 90

ADOLF SCHINDLING AG GRÄFSTRASSE 103

Widerstandsgeber mit nichtlinearer Kennlinie

Die Erfindung betrifft einen Widerstandsgeber mit nichtlinearer Kennlinie, der auf einem isolierenden Träger eine Widerstandsbahn mit veränderlichem Querschnitt und einen an ihr anliegenden Schleifer aufweist.

Derartige Widerstandsgeber werden beispielsweise in Niveaugebern eingesetzt, in denen der Schleifer des Widerstandsgebers über einen Hebel mit einem Auftriebskörper in Verbindung steht. Allgemeiner können solche Widerstandsgeber auch als Weggeber eingesetzt werden. Eine andere Anwendungsmöglichkeit der Widerstandsgeber besteht darin, daß aie Bestandteil eines Druckgebers sind. In diesem Fall steht ein Hubgeber ebenfalls über zwischengeschaltete übertragungselemente mit dem Schleifer des Widerstandsgebers in Verbindung.

Bei diesen Anwendungsmöglichkeiten der Widerstandsgeber werden häufig nichtlineare Kennlinien, d.h. nichtlineare Beziehungen zwischen dem an der Widerstandsbahn abgegriffenen Widerstand und der Stellung des Schleifers auf der Widerstandsbahn gewünscht. Im Fall der Niveaumessung kann dies wünschenswert sein, um eine lineare Anzeige auch bei unregelmäßiger Behälterform zu erreichen. Andererseits kann die Aufgabe bestehen, eine lineare Bewegung in eine nichtlineare veränderliche Größe umzusetzen, beispielsweise _; um bestimmte Niveaubereiche gespreizt oder aber komprimiert darzustellen.

Zur Bildung von Widerstandsgebern mit derartige nichtlinearer Kennlinie ist es bekannt, unregelmäßig geformte Widerstandsträger aus isolierendem Material zu verwenden, auf die ein Widerstands ^r aufgewickelt wird. Zusätzliche Nichtlinearitäten können

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dabei dadurch, eingeführt werden, daß der Abstand der einzelnen Windungen variiert wird. Bei der Herstellung derartiger Widerstands reber muß jedoch dafür gesorgt werden, daß der Widerstandsdraht durch Abschrägungen des unregelmäßig geformten Widerstandsträgers nicht abrutschen kann, auch dann nicht, wenn der Schleifer auf den Windungen des Widerstandsdrahts verschoben wird. Hierzu müssen die auf den Widerstandsträger aufgewickelten Windungen des Widerstandsdrahts teilweise gelackt werden, unter Freilassung der Bahn des Schleifers. Diese Lackierung kompliziert die Herstellung weiter. - Ein zusätzliches Problem herkömmlicher Wider-

mit

Standsgeber besteht darin, daß die Auflösung der Widerstandsänderungen abgreifbar sind, relativ gering ist, da die Auflagefläche des Schleifers einen bestimmten Betrag nicht unterschreiten darf, so daß unter Umständen zwei bis drei Windungen durch die Auflagefläche gleichzeitig überdeckt sind. Wenn mit geringen Wegänderungen definierte Widerstandsänderungen erzielt werden sollen, wird das wegen der endlichen Kontaktfläche verhältnismäßig problematisch. Eine Verkleinerung der Schleiferauflage, die theoretisch eine größere Auflösung ermöglicht, kann bei den herkömmlichen gewickelten Widerstandsgebern nicht über ein bestimmtes Maß hinaus erreicht werden, so daß auch die Auflösung der Anzeige, die mittels eines solchen Widerstandsgebers erfolgt, zwangsläufig begrenzt ist.

Zum Stand der Technik gehören ferner Potentiometer, die eine Kohlebahn auf einem Widerstandsträger aufweisen, wobei der Querschnitt der Kohlebahn über dem Schleiferweg veränderlich gestaltet sein kann. Auch hierbei tritt aber das Problem der relativ großen Kontaktfläche zwischen der Kohlebahn und dem Schleifer auf, da der Schleifer praktisch über der .gesamten Breite der Kohlebahn auf dieser aufliegt.

Schließlich besteht ein weiterer Nachteil der bekannten Widerstandsgeber darin, daß sie noch relativ viel Platz beanspruchen.

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Widerstandsgeber mit nichtlinearer Kennlinie der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Widerstandsgeber bei geringer Baugröße und möglichst kostengünstiger Herstellung ein möglichst großes Auflösungsvermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird für einen Widerstandsgeber der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Widerstandsbahn auf dem isolierenden Träger eines Dickschichtsystems mindestens eine weitere Schicht in gleicher Technologie aus leitender Widerstandsmasse dergestalt aufgebracht ist, daß sie eine sich in einer Bewegungsrichtung des Schleifers erstrekkende' und senkrecht dazu nach außen verjüngende Rippe bildet und daß der Schleifer zur Bildung einer annähernd punktförmigen Auflagefläche quer auf der Rippe aufliegt.

Dieser Widerstandsgeber hat den wesentlichen Vorteil, daß das erzielbare Auflösungsvermögen auf Grund der annähernd linienförmigen Auflagefläche des Schleifers auf der Rippe sehr hoch ist. Darüber hinaus kann der Widerstandsgeber sehr kompakt ausgebildet werden. Seine Herstellung ist kostengünstig, da nach dem Siebdruckverfahren ohne größeren Aufwand unterschiedliche Rippenquerschnitte entlang der Schleiferbahn und somit unterschiedliche Nichtlinearitäten mit hoher Genauigkeit erreicht werden können.

In einer Variante des Widerstandsgebers ist die Rippe im Einfachdruck aufgebracht.

Diese Ausbildung des Widerstandsgebers, die nur einen zusätzlichen Aufdruck der Rippe erfordert, ist besonders rationell.

In einer Variante des Widerstandsgebers ist die Rippe im Mehrfachdruck mit mehreren Schichten auf der Widerstandsbahn aufgebracht.

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Bei dieser Ausbildung wird also die Rippe nicht mit einer einzigen Schicht, sondern mit mehreren zeitlich hintereinander und räumlich übereinander gebildeten Schichten auf der Widerstandsbahn gebildet. Dabei erhält man eine große Freizügigkeit in der Gestaltung des Querschnitts der Rippe bei unproblematischem Druckvorgang.

Der Widerstandsgeber ist ferner vorteilhaft derart ausgebildet, daß die oberste Schicht der Rippe nach oben abgerundet ist.

In Verbindung mit dem quer an der obersten Stelle der Rippe anliegenden Schleifer wird die annähernd linienförmige Auflagefläche erzielt. Gleichwohl ist der Verschleiß der obersten Schicht der Rippe und des Schleifers infolge der abgerundeten Form der Rippe verhältnismäßig gering.

In vorteilhafter Weise ist der Schleifer im Querschnitt V-förmig ausgebildet.

Damit wird in Verbindung mit der sich nach außen verjüngenden Rippe die gewünschte linienförmige Auflagefläche erzielt, andererseits erhält aber der Schleifer eine genügende Steifigkeit zur genauen und reproduzierbaren Einstellung des Widerstandsgebers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert, in der ein Abschnitt des Widerstandsgebers perspektivisch dargestellt ist:

Ein isolierender Träger des Widerstandsgebers ist mit 1 bezeichnet. Auf dem Widerstandsgeber ist eine untere Schicht 2 in Dickfilmtechnik aufgebracht. Auf die untere Schicht 2 ist wiederum eine obere schmalere Schicht im Dickschichtverfahren aufgebracht, die nach oben abgerundet ist. Somit bildet die obere Schicht 3 eine sich nach oben verjüngende, in Richtung des Pfeils 4, nämlich

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der Bewegungsbahn eines Schleifers 5 erstreckende Rippe, die mit der unteren Schicht 2, der Widerstandsbahn in elektrisch leitender Verbindung steht und mit ihr sowie mit dem isolierenden Träger, der insbesondere aus Keramik besteht, ein Dickschichtsystem bildet.

Auf der Oberseite der die Rippe bildenden oberen Schicht 3 liegt der Schleifer 5 quer mit seiner unteren Kante 6 auf. Der Querschnitt des Schleifers ist in Richtung der Kante annähernd dreieckförmig. Der Schleifer kann in üblicher Weise entlang seiner Bewegungsbahn in Richtung des Pfeils 4 unter Kontaktierung der oberen Schicht 3 verschoben werden. In jedem Fall bildet die untere Kante des Schleifers mit der die Rippe bildenden oberen Schicht 3 eine annähernd punktförmige Auflagefläche.

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Claims

VDO 6 FRANKFURT/MAIN 90

ADOLF SCHINDLING AG GRAFSTRASSE 10 3

Patentansprüche

/ 1.[Widerstandsgeber mit nichtlinearer Kennlinie, der auf einem

\ /isolierenden Träger eine Widerstandsbahn mit veränderlichem

Querschnitt und einen an ihr anliegenden Schleifer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Widerstandsbahn (untere Schicht 2) eines Dickschichtsystems mindestens eine weitere Schicht (obere Schicht 3) in gleicher Technologie aus leitender Widerstandsmasse dergestalt aufgebracht ist, daß sie eine sich in einer Bewegungsrichtung (Pfeil 3) des Schleifers (5) erstreckende, senkrecht dazu nach außen verjüngende Rippe bildet und daß der Schleifer zur Bildung einer annähernd punktförmigen Auflagefläche quer auf der Rippe aufliegt.
2. Widerstandsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (obere Schicht 3) im Einfachdruck aufgebracht ist.
3. Widerstandsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe im Mehrfachdruck mit mehreren Schichten auf der Widerstandsbahn aufgebracht ist.
4. Widerstandsgeber nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (obere Schicht 3) nach oben abgerundet ist.
5. Widerstandsgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (5) im Querschnitt V-förmig ausgebildet ist.

ORiGiHAL 909830/0376