DE3403554C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Potentiometer, insbesondere zum Erzeugen einer Regelspannung für eine elektrische Kraftfahrzeugsitzheizung, bestehend aus einer aus Iso­ lierstoff bestehende Platine, die mit einer abgreifba­ ren, kreisbogenförmigen Widerstandsbahn beschichtet ist und Leiterbahnen trägt, welche leitende Verbindungen zu Anschlüssen herstellen, sowie einem über der Wider­ standsbahn um eine Potentiometerachse zusammen verdreh­ baren ersten und zweiten Schleifer, wobei die Platine konzentrisch zur Widerstandsbahn eine über Leiterbahnen mit einem der Anschlüsse verbundene, kreisbogenförmige Kontaktbahn trägt, die vom zweiten Schleifer beauf­ schlagt wird.

Ein Potentiometer dieser Art ist bekannt (DE-OS 33 23 208). Bei diesem Potentiometer handelt es sich um einen typischen Kleindrehwiderstand, wie er in gedruckten Lei­ terplatten seit langem für die verschiedensten elektro­ nischen Schaltungen in den vielfältigsten Anwendungsbereichen eingesetzt wird. Im allgemeinen sind derartige Kleindrehwiderstände mit Lötanschlüssen ver­ sehen, die wiederum auf der Leiterplatte mittels Lötzinn form- und kraftschlüssig befestigt werden. Mit dem be­ kannten Kleindrehwiderstand soll, bedingt durch die ge­ wählte Art der konstruktiven Ausgestaltung, der Schlei­ fer und die Rotorwelle wirksam gegen Lötzinn bei der Befestigung des Kleindrehwiderstandes auf der Leiterplat­ te geschützt werden, um so Kontaktschwierigkeiten und ein Ablagern auf der Rotorwelle, was die Drehbarkeit des Schleifers hemmen würde, zu verhindern.

Ein Potentiometer, das beispielsweise als manuell betä­ tigbares Stellglied zur Einstellung des Heizgrades für elektrische Kraftfahrzeugsitzheizungen verwendet wird, muß sehr feinstufig regelbar sein. Wegen der geringen Betriebsspannung von 12 V Gleichspannung in Kraftfahr­ zeugen ergeben sich für elektrische Heizkreise sehr hohe Ströme, die nicht unmittelbar mit einem manuell betä­ tigbaren Stellglied verändert werden können, damit es nicht zu Überhitzungen und zu einem Brand kommt. Aus die­ sem Grunde werden Kraftfahrzeugsitzheizungen indirekt geregelt, indem man mit dem manuellen betätigbaren Stell­ glied, d. h. über ein Potentiometer, eine Regelspannung erzeugt, die eine elektrische Heizleistung bestimmt.

Gleichwohl kann es bei der Betätigung des Potentiometers durch unsachgemäßes und unbeabsichtigtes Berühren zu unerwünschten Einstellungen kommen, da das Potentio­ meter an sich forderungsgemäß auf leichte Weise und im einzelnen sehr feinstufig regelbar sein soll. Zudem muß, wie alle elektrischen und auch andere Komponenten im Kraftfahrzeug das Potentiometer dieser Art sehr schnell austauschbar sein, und zwar im Falle der Betriebsstörung oder auch zu Kontrollzwecken im Zuge einer Fehlereinkreisung. Schließlich müssen Potentiometer die­ ser Art sehr kleine Abmessungen haben, da beispielsweise Kraftfahrzeugarmaturenbretter mit vielen anderen Betäti­ gungs- und Überwachungskomponenten versehen werden und somit fortwährend ein akuter Mangel an ausreichendem Platz für derartige Komponenten herrscht. Auch muß das Potentiometer in allen Betriebszuständen eine hohe Be­ triebssicherheit aufweisen und es muß schließlich auch außerordentlich kostengünstig herstellbar sein, da alle in einem Kraftfahrzeug verwendeten Komponenten nur bei extrem niedrigen Gestehungskosten seitens der Automobil­ hersteller eingesetzt werden können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Poten­ tiometer zum Erzeugen einer Regelspannung, insbesondere für eine elektrische Kraftfahrzeugheizung zu schaffen, das ein hohes Maß an Betriebssicherheit und ein hohes Maß an betriebssicherer Einstellung garantiert und den­ noch kostengünstig herstellbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Kontaktbahnen entsprechend bevorzugten Einstellungen des Potentiometers Rastausnehmungen für den zweiten Schleifer aufweisen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Potentiometers liegt im wesentlichen darin, daß die entsprechend den bevorzug­ ten Einstellungen des Potentiometers vorgesehene Rastaus­ nehmungen über ein mit dem Schleifer verbundenes Bedienungsorgan ein durch dem Finger der Bedienungsper­ son fühlbares Einrasten in bestimmten Raststellungen ermöglichen, in denen die Kontaktschleifer entsprechend bevorzugten Einstellungen eingreifen. Die Kraft, die erforderlich ist, um den Kontaktschleifer aus den Rast­ ausnehmungen herauszuführen und in eine andere Kontaktschleiferstellung zu überführen, ist geringfügig aber deutlich höher als die Kraft, die erforderlich ist, um den Schleifer zwischen zwei Rastausnehmungen zu be­ wegen und ggf. dort zu positionieren, was natürlich auch möglich ist. Es wird deshalb vorteilhafterweise eine unbeabsichtigte Verstellung des Kontaktschleifers weit­ gehend ausgeschlossen werden können.

Aus der US-PS 26 32 830 ist ein Potentiometer bekannt, mit dem auf konstruktive Weise vorbestimmte Widerstands­ werte eingestellt werden können. Dort sind auf einem mit der Potentiometerwelle verbundenen Rotorkörper eine Mehr­ zahl von Erhebungen auf einem zur Wellenachse konzentri­ schen Kreis ausgebildet, die mit einer kreisförmigen Feder zusammenwirken, auf der Vorsprünge ausgebildet sind, die im Ruhezustand zwischen den Erhebungen entspre­ chend einer vorgegebenen Widerstandsstellung liegen. Durch Drehung der Potentiometerwelle und somit dem mit den Erhebungen versehenen Rotorkörper kann durch elas­ tisches Nachgeben der mit den Vorsprüngen versehenen Feder eine andere Stellung der Vorsprünge zwischen an­ deren Erhebungen gewählt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird anhand der beige­ fügten Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine vordere Stirnansicht eines Potentiometers,

Fig. 2 eine in der Längsmittelebene geschnittene Darstellung des 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 über­ greifenden 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 beispiels­ weise zur Zufuhr der Betriebsspannungen für das Potentiometer, für die nachfolgend noch zu beschreibenden zugehörigen Beleuchtungs­ vorrichtungen und zur Abnahme der mit dem Potentiometer zu er­ zeugenden Regelspannungen dienen.

Wie die Fig. 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 für 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. ein­ schnappbar unterzubringen, können wie in Fig. 1 angedeutet an den Schmalseiten des Gehäuses Blattfedern 14 vorgesehen sein. Die Stirnfläche 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.

Auf dem Sockel 11 ist die abgestützte und mit den Steckkontakten 21 bis 27 aus Isolierstoff bestehende Platine 31 verankert, 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 den eigentlichen Potentiometer­ widerstand bildet. Die Enden dieser Widerstandsbahn 53, die auf­ gesprüht, 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 konnte somit der Widerstandsabgriff des Potentiometers an der Achse 33 erfolgen. Aus Sicherheitsgründen einer­ seits und zur Ermöglichung einer Verrastung andererseits ist jedoch auf der gleichen Potentiometerachse 33 der Nabenteil eines zweiten Schleifers 52 angeordnet. Die Nabenteile der beiden Schleifer 51 und 52 werden zusammengedrückt, so daß sie schaltungsmäßig gesehen als eine Einheit betrachtet werden können. Der zweite Schleifer 52 arbeitet mit einer sich ebenfalls konzentrisch zur Potentiometerachse 32 erstreckenden Kontaktbahn 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 Schleifer 52 dient schließlich auch noch der Verrastung. Wie in Fig. 2 zu erkennen, enthält die kreisförmige Kontaktbahn 54 eine Mehrzahl von kreisförmigen Rast-Ausnehmungen 55, in die das freie Ende des Schleifers 52 rastend eingreifen kann. Hierdurch werden bestimmte bevorzugte Einstellungen des Potentio­ meters festgelegt. Durch den Eingriff des Schleifers 52 in die Ausnehmungen 55 wird auch noch die eigentliche Kontaktflache ver­ größert, so daß jederzeit ein sauberer Anschluß des Potentiometer­ abgriffes 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 Ausschalt­ stellung definieren kann, in der die beiden Schleifer 51 und 52 keinerlei Verbindung zu Widerstandsbahn 53 oder Kontaktbahn her­ stellen können. Allerdings können die Potentiometerachse und die Schleifer 51 und 52 auch in der Ausschaltstellung mit einem 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 zusätzliche Schaltelemente wie Widerstände und Dioden zwischen den einzelnen Steckkontakten angeordnet werden können, die dann ebenfalls innerhalb des Gehäuses zu liegen kommen. Um eine gegen­ seitige 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 bei den 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 Schleifer­ anordnungen 51, 52′ der Potentiometer, so daß ein geschlossenes sandwichartiges Gebilde entsteht. Zur Betätigung der Schleifer 51 und 52 sind an der Innenseite der Rändelräder in den Zeichnungen nicht dargestellte Mitnehmer vorgesehen, so daß sich die mit ihren Haben­ teilen freibeweglich auf der Achse 33 angeordneten Schleifer jeder­ zeit gemeinsam mit den Rändelrädern bewegen.

An der Innenseite sind mittig an den Rändelrädern 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 zusammengedrückt werden. Außermittig sind an den Rändelrädern 41 nach innen ragende rohrförmige 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 Innen­ seite der Gehäusekappe 12 vorgesehenen Anschlägen zusammen, um den Drehweg der Betätigungshandhaben zu begrenzen.

Wie schon erwähnt, ragen die Ränder, d. h. die Ringflansche 42 der Rändelräder 41 über die Öffnung 13 an der Stirnseite des Gehäuses vor, damit sie dort betätigt werden können. Die Flansche 42 tragen durchscheinende Skalenmarkierungen, beispiels­ weise "1", "2", "3" usw., um die jeweilige Potentiometerein­ stellung 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 Flansche 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, bzw. mit Widerstandsbahnen beschichtet werden, wie es die Fig. 2 zeigt. Es können aber auch gemäß Fig. 3 zwei getrennte Platinen 31 vorge­ sehen werden, die rückseitig aneinandergelegt von der gleichen Achse 33 getragen werden.

Claims (9)

1. Potentiometer, insbesondere zum Erzeugen einer Regel­ spannung für eine elektrische Kraftfahrzeugsitzheizung, bestehend aus einer aus Isolierstoff bestehende Platine, die mit einer abgreifbaren, kreisbogenförmigen Wider­ standsbahn beschichtet ist und Leiterbahnen trägt, wel­ che leitende Verbindungen zu Anschlüssen herstellen, sowie einem über der Widerstandsbahn um eine Potentio­ meterachse zusammen verdrehbaren ersten und zweiten Schleifer, wobei die Platine konzentrisch zur Wider­ standsbahn eine über Leiterbahnen mit einem der An­ schlüsse verbundene, kreisbogenförmige Kontaktbahn trägt, die vom zweiten Schleifer beaufschlagt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktbahn (54) entspre­ chend bevorzugten Einstellungen des Potentiometers Rast­ ausnehmungen (55) für den zweiten Schleifer (52) auf­ weist.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste und zweite Schleifer (51, 52) um die Potentiometerachse (33) herum ausgebildete Nabenabschnit­ te (80, 81) aufweisen, die mit einer auf der Potentiome­ terachse (33) angeordneten Feder (36) kontaktgebend ge­ geneinander gedrückt werden.

3. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verdrehung durch ein auf der Potentiometerachse (33) gelagertes Rändelrad (41) bewirkt wird, welches den ersten und zweiten Schleifer (51, 52) kappenartig überdeckt.

4. Potentiometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schleifer (51, 52) mit ihren Nabenabschnit­ ten (80, 81) frei beweglich auf der Potentiometerachse (33) gelagert sind und das Rändelrad (41) an seiner In­ nenseite mit formschlüssig an beiden Schleifern (51, 52) angreifenden Mitnehmern versehen ist.

5. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß im Inneren des kappenartigen Rändelrades (41) eine Kugelrastvorrichtung vorgesehen ist, deren Rastkugel (46) mit einer in einer Führungs­ bohrung (44) des Rändelrades (41) liegenden Schrauben­ druckfeder (45) gegen die Kontaktbahn (54) gedrückt wird.

6. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß Widerstandsbahn (53) und/oder Kontaktbahn (54) sich nur über einen Teil eines Kreis­ bogens erstrecken und mindestens an einem Ende an eine nicht isolierende Fläche (37) angrenzen, die die Schlei­ fer (51, 51) in der Ausschaltstellung beaufschlagen.

7. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Platine (31) von einem Sockel getragen wird, in dem sich mit den Platinenan­ schlüssen fest verbundene Steckkontakte (21-27) befin­ den.

8. Potentiometer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da­ durch 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 Rändelrades (41) vorragt.

9. Potentiometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platine (31) neben der stirnseitigen Ge­ häusekappenöffnung (13) eine Glühbirne (71) trägt, die über Leiterbahnen der Platine (31) angeschlossen ist und bei geschlossenem Potentiometergehäuse (11/12) hinter einem durchscheinenden Symbol (15) zu liegen kommt, wel­ ches in der Gehäusekappe (12) neben deren stirnseitigen Öffnung (13) vorgesehen ist.