DE3403554A1 - Potentiometer - Google Patents

Description

• Potentiometer.
• Die Erfindung betrifft ein Potentiometer zum Erzeugen von Regelspannungen, bestehend aus einem abgreifbaren kreisbogenformigen Widerstand, einem über dem Widerstand verschwenkbaren Schleifer und zum Widerstand und zum Schleifer fuhrenden Anschlüssen.
• Obwohl auch weitere Anwendungen denkbar sind und auch naheliegen, ist das erfindungsgemäß weitergebildete Potentiometer vor allem für elektrische Kraftfahrzeugsitzheizungen vorgesehen. Der Benutzer eines Kraftfahrzeuges erwartet, daß die in seinem Kraftfahrzeug vorgesehene Sitzheizung sehr feinstufig regelbar ist. Wegen der geringen Betriebsspannung von 12 V Gleichspannung in Kraftfahrzeugen ergeben sich für elektrische Heizkreise sehr hohe Strome, die nicht unmittelbar mit einem manuell beweglichen Stellglied verändert werden können ohne eine Uberhitzungs- und Brandgefahr. Aus diesem Grunde werden Kraftfahrzueg-Sitzheizungen indirekt geregelt, indem man mit dem manuellen Stellglied lediglich über ein Potentiometer eine Regelspannung erzeugt, die die eigentliche Heizleistung bestimmt. Genau wie alle anderen elektrischen Schalt- und Regelgeräte müssen auch die Stellvorrichtungen für die Sitzheizung schnell austauschbar sein. Das für Sitzheizungen zu verwendende Potentiometer muß ferner auch sehr kleine Abmessungen haben ohne dabei die Betriebssicherheit einzubüßen und es muß schließlich auch außerordentlich preiswert herstellbar sein.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit in der Schaffung eines Potentiometers der einleitend genannten Art, welches besonders preiswert herstellbar ist, sich auf kleinstem Raum ausbilden läßt und ein hohes Maß von Betriebssicherheit garantiert.
• Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist ein Potentiometer der einleitend genannten Art gekennzeichnet durch eine mit Anschlüssen versehene aus Isolierstoff bestehende Platine, die mit einer kreisbogenförmigen Widerstandsbahn beschichtet ist und Leiterbahnen trägt, welche die leitenden Verbindungen zu den Anschlüssen herstellen.
• Beim erfindungsgemäßen Potentiometer trägt die Platine konzentrisch zur Widerstandsbahn vorzugsweise eine über Leiterbahnen mit einem Anschluß verbundene Kontaktbahn, die ein zusammen mit dem Widerstandsschleifer bewegter zusätzlicher Kontaktschleifer beaufschlagt, wobei die Nabenteile beider Schleifer mit auf der Pot - entiometerachse angeordneten Federn kontaktgebend gegeneinander gedrückt werden.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine vordere Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Potentiometers, Fig. 2 eine in der Längsmittelebene geschnittene Darstellung des erfindungsgemäßen Potentiometers in vergrößertem Maßstab und Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung in einer um 90° Versetzten Ebene geschnitten.
• Das Gehäuse des Potentiometers wird gebildet von einem als hohler Kasten ausgebildeten Sockel 11 aus isolierendem Kunststoff und einer auf dem Sockel 11 abgestützten und diesen teilweise übergreifenden Kappe 12. Im Hohlraum des Sockels 11 befinden sich entsprechend einem vorgegebenen Schema angeordnete Anschluß-Steckkontakte 21 bis 27. Diese Kontakte 21 bis 27 können beispielsweise zur Zufuhr der Betriebsspannungen für das Potentiometer, für die nachfolgend noch zu beschreibenden zugehörigen Beleuchtungsvorrichtungen und zur Abnahme der mit dem Potentiometer zu erzeugenden Regelspannungen dienen.
• Wie die Figuren 1 und 3 erkennen lassen, handelt es sich bei der in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsform um ein Doppel-Potentiometer in spiegelbildlicher Anordnung. Da die beiden Potentiometer - mindestens was den mechanischen Aufbau anbelangt - einander gleich sind, wird nachfolgend lediglich die eine Hälfte des Doppelpotentiometers beschrieben. Die Fig. 2 läßt erkennen, daß mindestens einige der Kontakte, beispielsweise die Kontakte 24 und 26 allein fur das rückseitige in der Fig. 2 nicht erkennbare Potentiometer dienen Andere Kontakte dagegen versorgen beide Potentiometer.
• Das als Kappe ausgebildete Gehäuseoberteil 12 weist in seiner oberen Stirnfläche eine durchgehende oder aber auch eine durch einen Mittelsteg unterteilte Öffnung 13 auf, über die die Betätigungshandhaben, d.h. die nachfolgend noch zu beschreibenden Rändelräder 41, bedienbar sind. Um das Potentiometer in einer entsprechenden Ausnehmung eines Armaturenbrettes o.dgl. einschnappbar unterzubringen,können wie in Fig. 1 angedeutet an den Schmalseiten des Gehäuses Blattfedern 14 vorgesehen sein . Die Stirnflache der Gehäusekappe 12 kann auch zusätzlich noch mit einem durchscheinenden Symbol 15 versehen sein, welches einen Hinweis auf die Sitzbeheizung gibt und von der Innenseite des Gehäuses mit einer Glühbirne 71 durchstrahlt werden kann.
• Kernpunkt der vorliegenden Erfindung ist die auf dem Sockel 11 abgestützte und mit den Steckkontakten 21 bis 27 verankerte aus Isolierstoff bestehende Platine, auf der in an;sich bekannter Weise Leiterbahnen ausgebildet sind, die die Verbindung zwischen bestimmten Schaltungsteilen und den Steckkontakten 21 bis 27 herstellen. Mittig in der Platine 31 befindet sich eine Bohrung 32, die der Nabenteil 34 einer Achse 33 durchsetzt. Konzentrisch zur Platinenöffnung 32 ist die letztere mit einer kreisförmigen Widerstandsbahn 53 beschichtet, die deneigentlichen Potentiometerwiderstand bildet. Die Enden dieser Widerstandsbahn 53, die aufgesprüht, aufgedruckt oder in sonstiger Weise aufgebracht sein kann, stehen gemäß Fig. 2 beispielsweise über die Leiterbahnen 61 und 62 der Platine mit den Steckkontakten 23 und 25 in Verbindung. Zum Abgreifen der Widerstandsbahn 53 dient ein Schleifer 51, dessen Nabenteil auf die Achse 33 aufgesetzt ist.
• Im Grunde könnte somit der Widerstandsabgriff des Potentiometers an der Achse 33 erfolgen . Aus Sicherheitsgründen einerseits und zur Ermöglichung einer Verrrastung andererseits ist jedoch auf der gleichen Potentiometerachse 33 der Nabenteil eines Kontaktschleifers 52 angeordnet. Die Nabenteile der beiden Schleifer 51 und 52 werden zusammengedrückt, so daß sie schaltungsmäßig gesehen als eine Einheit betrachtet werden können. Der Kontaktschleifer 52 arbeitet mit einer sich ebenfalls konzentrisch zur Potentiometerachse 32 erstreckenden Leiterbahn 54 zusammen, die ebenfalls über die Leiterbahn 61, gegebenenfalls auch über eine andere Leiterbahn zu einem der Steckkontakte geführt ist.
• Je nach der Einstellung der beiden Schleifer 51, 52 liegt zwischen den Leiterbahnen 61 und 62 bzw. zwischen den Steckkontakten 23 und 25 ein mehr oder weniger großer Regelwiderstand.
• Der zweite Kontaktschleifer 52 dient schließlich auch noch der Verrastung. Wie in Fig. 2 zu erkennen, enthält die kreisförmige Kontaktbahn 54 eine Mehrzahl von kreisförmigen Ausnehmungen, in die das freie Ende des Schleifers 52 rastend eingreifen kann.
• Hierdurch werden bestimmte bevorzugte Einstellungen des Potentiometers festgelegt. Durch den Eingriff des Schleifers 52 in die Ausnehmungen 55 wird auch noch die eigentliche Kontaktfläche vergrößert, so daß jederzeit ein sauberer Anschluß des Potentiometerabgriffes sichergestellt ist.
• Die Widerstandsbahn 53 und/oder die Kontaktbahn 54 erstrecken sich nur über einen Teil eines Kreisumfanges, so daß mindestens neben ihrem einen Ende eine Fläche 37 frei bleibt, die aufgrund der isolierenden Basisschicht der Platine 31 eine Ausschaltstellung definieren kann, in der die beiden Schleifer 51 und 52 keinerlei Verbindung zu Widerstandsbahn 53 oder Kontaktbahn herstellen können. Allerdings können die Potentiometerachse und die Schleifer 51 und 52 auch in der Ausschaltstellung mit einer der Steckkontakte verbunden sein, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wo die Achse 33 über eine Leiterbahn 63 mit dem Steckkontakt 21 in Verbindung steht.
• Es sei noch am Rande erwähnt, daß je nach spezieller Anwendung zusätzlcihe Schaltelemente wie Widerstande und Dioden zwischen den einzelnen Steckkontakten angeordnet werden können, die dann ebenfalls innerhalb des Gehäuses zu liegen kommen. Um eine gegenseitige Beeinflussung der Potentiometer bei einer Doppelanordnung zu verhindern, könnte beispielsweise zwischen dem freien Arm 64 der Leiterbahn 61 und dem Steckkontakt 22 eine Diode vorgesehen sein. Vorwiderstände für die nachfolgend noch zu beschreibenden Glühbirnen lassen sich ebenfalls unterbringen.
• Zur Betätigung der beiden Potentiometer sind auf beiden Seiten der Platine 31 auf die Achse 33 Rändelräder 41 aufgesetzt und mit einem am Ende der Achse 33 aufgeschnappten Sprengring 35 gesichert. Wie die Fig. 2 zeigt, übergreifen die Rändelräder 41 die Schleiferanordnungen 51, 52 der Potentiometer, so daß ein geschlossenes sandwichartiges Gebilde entsteht. Zur Betätigung der Schleifer 51 und 52 sind an der Innenseite Rändelräder in den Zeichnungen nicht dargestellte Mitnehmer vorgesehen, so daß sich die mit ihren Nabenteilen freibeweglich auf der Achse 33 angeordneten Schleifer jederzeit gemeinsam mit den Rändelrädern bewegen.
• An der Innenseite sind mittig an den Rändelscheiben 41 Nabenteile 47 ausgebildet, die die Führung der Rändelräder verbessern und auch als Widerlage für die Schraubenfedern 36 dienen, mit denen die beiden Schleifer 51 und 52 an ihren Nabenteilen kontaktgebend zusammengedrücktwerden. Außer-mittig sind an den Rändelrädern 41 nach innen ragende rohrformige Führungen 44 ausgebildet, die Schraubendruckfedern 45 aufnehmen, mit denen der Verrastung dienende Kugeln 46 in Richtung Platine 31 vorgespannt werden können. Diese Rastkugeln 46 arbeiten ebenfalls mit den Ausnehmungen 55 der kreisförmigen Kontaktbahn 54 bzw. der Ausschaltfläche 37 zusammen. An der Außenseite der Rändelräder 41 angeordnete Ansätze 43 arbeiten mit entsprechenden,nicht dargestellten an der Innenseite der Gehäusekappe 12 vorgesehenen Anschlägen zusammen, um den Drehweg der Betätigungshandhaben zu begrenzen.
• Wie schon erwähnt, ragen die Rändern, d.h. die Ringflanschen 42 der Rändelrader 41 über die Öffnung 13 an der Stirnseite des Gehäuses vor, damit sie dort betätigt werden können. Die Flansche 42 tragen durchscheinende Skalenmarkierungen, beispielsweise "1", "2", "3" usw., um die jeweilige Potentiometereinstellung kenntlich zu machen. Für einen Betrieb im Dunkeln können im oberen Bereich der Platine 13 Glühbirnen 72 angebracht werden, mit denen die Skalenmarkierungen 48 der Flanschen 42 beleuchtet werden können. Auch diese Glühbirnen 72 sind über Leiterbahnen der Platine 31 mit den Steckkontakten 21-27 verbunden. Eine weitere Glühbirne 71 befindet sich auf der Oberkante der Platine 31, um das schon erwähnte durchscheinende Symbol 15 rückseitig zu beleuchten.
• Bei einer Doppelanordnung des Potentiometers kann wahlweise entweder eine Platine 31 beidseitig mit Leiterbahnen versehen, bw.
• mit Widerstandsbahnen beschichtet werden, wie es die Fig. 2 zeigt.
• Es können aber auch gemäß Fig. 3 zwei getrennte Platinen 31 vorgesehen werden, die rückseitig aneinandergelegt von der gleichen Achse 33 getragen werden.
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Claims (15)

1. Patentansprüche 1. Potentiometer zum Erzeugen von Regelspannunoen, insbesondere fur elektrische Kraftfahrzeugheizungen, bestehend aus einem abgreifbaren, kreisbogenförmigen Widerstand, einem über den Widerstand verschwenkbaren Schleifer und zum Widerstand und zum Schleifer führenden Anschlußklemmen, gekennzeichnet durch eine mit Anschlüssen (21-27) versehene aus Isolierstoff bestehende Platine (31) die mit einer kreisbogenfõlmigen Widerstandsbahn (53) beschichtet ist und Leiterbahnen (61,62) trägt, welche die leitenden Verbindungen zu den Anschlussen (21-27) herstellen.
2. 2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittig innerhalb der Widerstandsbahn (53) in der Platine (31) eine Lagerbohrung (32) fur eine den Schleifer (51, 52) trjgrnde Potentiometerachse (33) ausgebildet ist.
3. 3. Potentiometer nach Anspruch 1 und 2, dadurchgekennzeichnet, daß die Platine (31) konzentrisch zur Widerstandsbahn (53) eine uber Leiterbahnen (61) mit einet der Anschlüsse (23) verbundene , kreisbogenförmige Kontaktbahn (54) trägt, die ein zusammen mit dem Widerstandsschleifer (51) bewegter zusäty.lch Kontaktschleifer (52) beaufschlagt, und daß die Nabenteile })eider Schleifer (51, 52) mit auf der Potentiometerachse (33) angeordneten Federn (36) kontaktgebend gegeneinander gedrückt werden.
4. 4. Potentiometer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungshandhabe für die Potentiometerschleifer (51, 52) ein die Schleiferanordnung kappenartig uberdeckendes Rändelrad (41) vorgesehen ist, welches auf der Potentiometerachse (33) gelagert ist.
5. 5. Potentiometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifer (51, 52) mit ihren Nabenteilen frei beweglich auf der Potentiometerachse (33) gelagert sind und das Rändelrand (41) an seiner Innenseite mit formschlüssig an beiden Schleifern (51, 52) angreifenden Mitnehmern versehen ist.
6. 6. Potentiometer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisbogenförmige Kontaktbahn (54) entsprechend bevorzugten Einstellungen des Potentiometers Rastausnehmungen (55) für den Kontaktschleifer (52) aufweist.
7. 7. Potentiometer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des kappenartigen Rändelrades (41) eine Kugelrastvorrichtung vorgesehen ist, deren Rastkugel (46) mit einer in einer Führungsbohrung (44) des Rändelrades (41) liegenden.

   Schraubendruckfeder (45) gegen die Kontaktbahn (54) gedrückt wird.
8. 8. Potentiometer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandsbahn (53) und/oder Kontaktbahn (54) sich nur über einen Teil eines Kreisbogens erstrecken und mindestens an einem Ende an eine nicht isolierende Flache (37) angrenzen, die die Schleifer (51, 52) in der Ausschaltstellung beaufschlagen.
9. 9. Potentiometer nach Anspruch 1 bi s 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (31) von einem Sockel (11) getragen wird, in dem sich mit den Platinenanschlüssen fest verbundene Steckkontakte (21-27) befinden.
10. 10. Potentiometer nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Platine (31), Schleifer (51 , 52) und Rändelrad (41) von einer sich am Sockel (11) abstützenden Kappe (12) umschlossen sind, die an ihrer Stirnseite eine Öffnung (13) aufweist, über die der Rand des Randelrades (41) vorragt.
11. 11. Potentiometer nach9An-sEruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (31) neben der stirnseitigen Gehausekappenõffnung (13) eine Gluhbirne (71) trägt, die uber Leiterbahnen der Platine (31) angeschlossen ist und bei geschlossenem Potentiometergehause (11/12) hinter einem durchscheinenden Symbol (15) zu liegen kommt, welches in der Gehäusekappe (12) neben deren stirnseitigen Öffnung (13) vorgesehen ist.
12. 12. Potentiometer nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen (42) des Randelrades (41) mit durchscheinend ausgebildeten Markierungen (48) versehen ist und daß die Platine (31) der stirnseitigen Kappenöffnung (13) benachbart eine Gluhbirne zur Beleuchtung der durchscheinenden Symbole (48) trägt.
13. 13. Potentiometer nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichent, daß in spiegelbildlicher Anordnung die Rückseite der Platine (31) eine zweite , die gleiche Potentiometerachse (33) verwendende Potentiometeranordnung tragt und daß beide Potentiometeranordnungen in einem gemeinsamen Gehause (11,12) untergebracht sind.
14. 14. Potentiometer nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Platine (31) , die auf Vorder- und Ruckseite Leiter-und Widerstandsbahnen tragt.
15. 15. Poientiometer nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Potenticmeteranordnungen sandwichartig zwischen zwei der Betatigung dienenden Randelradern (41) angeordnet sind und mit an den Enden der gemeinsamen Achse (33) angeordneten Widerlagern (35) zusammengehalten werden.