DE3437609A1

DE3437609A1 - Elektrisches potentiometer

Info

Publication number: DE3437609A1
Application number: DE3437609A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 7141 Schwieberdingen Maisch; Jürgen 8600 Bamberg Treiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1984-10-13
Publication date: 1986-01-16
Also published as: JPS6124204A; FR2567310B1; JPH0654730B2; GB8516220D0; US4642602A; DE3437609C2; GB2161328A; GB2161328B; FR2567310A1

Description

R. 19^77 IP
8.10.198U Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH₅ 7000 Stuttgart 1

Elektrisches Potentiometer
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Potentiometer nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein elektrisches Potentiometer vorgeschlagen worden, "bei dem die Erzielung der erwünschten Kennlinie, die das Verhältnis zwischen dem Auslenkweg des Schleifers und der sich ergebenden Spannungsänderung kennzeichnet, nur durch einen äußerst aufwendigen und teueren Einstellvorgang des Bürstenschleifers bezüglich der Mitte der elektrisch leitenden Schicht möglich ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrische Potentiometer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise sichergestellt ist, daß der Schleifer die elektrisch leitende Schicht bei seiner Auslenkbewegung immer symmetrisch zu ihrer Mittellinie in Bewegungsrichtung überstreicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Potentiometers möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, bei einer elektrisch leitenden Schicht mit sich in Auslenkrichtung des Schleifers vergrössernder Breite einen Abgriffsbereich vorzusehen, dessen Breite sich vom schmalen Ende der elektrisch leitenden Schicht ausgehend ebenfalls in Auslenkrichtung des Schleifers vergrößert und zwar derart, daß die den Abgriffbereich in seiner Stellung nahe am schmalen Ende der elektrisch leitenden Schicht berührenden Teile des Schleifers bei einer Auslenkung des Schleifers entlang der Mittellinie der elektrisch leitenden Schicht nicht die elektrisch nichtleitende Schicht berühren. Hierdurch werden Verfälschungen der Potentiometerkennlinie im Bereich größter Kennliniensteigung vermieden, die durch Aufrauhen oder Abschleifen von Bürstendrähtchen des Schleifers auf der agressiveren elektrisch nichtleitenden Schicht infolge von Auflageflächenvergrößerung und/oder Verschleiß bewirkt werden können.

Ze ic hnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Potentiometers, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Potentiometers.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Figur 1 ist ein elektrisches Potentiometer dargestellt, das eine elektrisch nichtleitende Trägerplatte 1, beispielsweise aus keramischem Material gefertigt, und einen Schleiferhebel 2 aufweist. Der Schleiferhebel 2 ist um eine Drehachse 3 mit einem Mittelpunkt MS drehbar gelagert und überstreicht bei einer Drehbewegung um die Drehachse 3 mit einem Schleifer k und einem weiteren mit axialem Abstand zum Schleifer 1+ angeordneten Schleifer 5, beispielsweise Bürstenschleifern k und 5_S elektrisch leitende Schichten T₅ 9j die durch bekannte Verfahren auf die Trägerplatte mit Abstand zueinander aufgebracht sind. Dabei ist die schraffiert dargestellte erste elektrisch leitende Schicht T durch den Bürstenschleifer k überstreichbar und als Widerstandsschicht ausgebildet, die an ihrem einen Ende 10 mit einer zu einer elektrisch leitenden Anschlußschicht 11 führenden elektrisch leitenden Verbindungsschicht 12 und an ihrem anderen schmaler ausgebildeten Ende 13 mit einer elektrisch leitenden Verbindungsschicht 8 verbunden ist, die zu einer geerdeten elektrisch leitenden Anschlußschicht lh führt. An der Anschlußschicht 11 liegt die Versorgungsspannung U an. Die Bürstenschleifer k und 5 sind elektrisch leitend miteinander verbunden, und die von dem Bürstenschleifer 5 überstrichene weitere elektrisch leitende Schicht 9 steht über eine elektrisch leitende Verbindungsschicht 15 mit einer Abgriffanschlußschicht 16 in Verbindung, an der die jeweilige Meßspannung U abgenommen werden kann. Bei einer korrekten Lage des Bürstenschleifers 5 bewegt sich der Bürstenschleifer 5 auf einer zulässigen Bewegungsbahn, die schmaler als die weitere elektrisch leitende Schicht 9 ist, wobei die Bewegungsbahn einerseits einen etwas

größeren Radius als die der Drehachse 3 zugewandte Begrenzungslinie 19 und andererseits einen etwas geringeren Radius als den der der Drehachse 3 abgewandten Begrenzungslinie 20 der weiteren elektrischen Schicht 9 hat. Die Breite des Bürstenschleifers 5 in Längsrichtung des Schleiferhebels 2 ist geringer als die Breite der Schicht 9. In seiner Ruhelage nimmt der Schleifer hebel 2 eine Stellung ein, die der strichpunktierten Linie 22 entspricht und durch das Ende 13 der Wider stands schicht T geht. Die Meßbewegungsrichtung des Schleiferhebels 2· verläuft bei dem Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn in Richtung des Winkels eC , wobei der Schleiferhebel mit dem Bürstenschleifer k die Wider stands schicht T und mit dem Bürstenschleifer 5 die Schicht 9 überstreicht.

Bei einer Bewegung in Richtung des Winkels JL überstreicht der Bürstenschleifer k einen Bereich der Widerstandschicht T auf einer Bewegungsbahn. Die Breite des Bürstenschleifers k kann dabei in Längsrichtung des Schleiferhebels 2 geringer als die Breite C der Wider stands schicht T an dem schmalen Ende 13 sein.

Gepunktet dargestellt ist auf der Widerstandsschicht T eine elektrisch nichtleitende, also isolierende Schicht 2k teilweise so aufgebracht, daß im Bereich der Bewegungsbahn des Bürstenschleifers k in Richtung des Winkels oL auf einer Länge L ein mit einer nahezu konstanten Breite B schmaler als der Bürstenschleifer k in Längsrichtung des Schleiferhebels 2 ausgebildeter Abgriffbereich 25 von der elektrisch nichtleitenden Schicht 2k unbedeckt bleibt und somit in Auslenkrichtung beiderseits durch die elektrisch nichtleitende Schicht 2k begrenzt wird. Der Ab-

griffbereich 25 ist symmetrisch zur kreisbogenförmig um einen Mittelpunkt M verlaufenden, strichpunktiert dargestellten Mittellinie 26 der Widerstandsschicht T ausgebildet. Der Abgriffbereich 25 der Widerstandsschicht T ist in seiner Lage genau in der Mitte der Widerstandsschicht 7 fixiert, so daß der breiter als der Abgriffbereich ausgebildete Bürstenschleifer k bei einer Auslenkung in Richtung des Winkels «L bei in idealer Weise in einem Punkt liegenden Mittelpunkten M und MS für die Mittellinie 26 bzw. den Schleifer k immer in gleicher Breite den Abgriffbereich 25 abtastet, während die rechts und links des Abgriffbereiches über die elektrisch nichtleitende Schicht 2k streichenden Bürstenreste des Bürstenschleifers k ungleichmäßig breit sein können, ohne daß sich hierdurch eine Änderung der Kennlinie des Potentiometers bei einer Auslenkbewegung ergibt. Die elektrisch nichtleitende Schicht 2k kann am Ende 13 breiter und am Ende 10 schmaler als die elektrisch leitende Schicht 7 ausgebildet sein, jedoch jeweils breiter als der Bürstenschleifer k in Längsrichtung des Schleifer hebeis 2.

Da aus Toleranzgründen für die Fertigung in der Regel die Lage der Mittelpunkte M und MS für die Mittellinie 26 der elektrisch leitenden Schicht 7 bzw. den Bürstenschleifer k nicht deckungsgleich ist, wie auch in Figur 1 dargestellt, besteht die Gefahr, daß bei einer Drehung des Bürstenschleifers k in Richtung des Winkels eL einzelne Bürstendrähte des Bürstenschleifers k nacheinander die elektrisch leitende Schicht 7 im Abgriffbereich 25 und die elektrisch nichtleitende Schicht 2k überstreichen und dabei durch die agressivere elektrisch nichtleitende Schicht 2k aufgerauht bzw. abgeschliffen werden, so daß infolge einer größeren Auflagefläche und/oder abrasiven Verschleißes dieser Bürstendrähte, insbesondere bei Meßstellungen des Bürstenschleifers k nahe des

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schmalen Endes 13 der elektrisch leitenden Schicht 7, an dem die Potentiometerkennlinie ihre größte Steigung aufweist, unerwünscht große Verfälschungen der Potentiometerkennlinie auftreten. Um einen derartigen Fehler zu vermeiden, soll deshalb entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2, bei dem die gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, der Abgriffbereich 25a quer zur Mittellinie 26 der elektrisch leitenden Schicht T mit einer unterschiedlichen Breite B1 ausgebildet werden, und zwar derart, daß er von seinem einem Ende 29 an dem schmalen Ende 13 der elektrisch leitenden Schicht 7 zu seinem anderen Ende 30 nach einer Länge L eine sich stetig vergrößernde Breite B1 aufweist. Das bedeutet, daß der Abgriffbereich 25a mit seinem schmalen Ende 29 im Bereich des schmalen Endes 13 der elektrisch leitenden Schicht 7, also im Bereich der grösten Kennliniensteigung des Potentiometers liegt, während das breitere Ende 30 des Abgriffbereiches 25a im Bereich des breiteren Endes 10 der elektrisch leitenden Schicht J, in dem die Kennliniensteigung des Potentiometers flacher ist, liegt. Dabei soll die vom schmalen Ende 29 an zunehmende Breite B1 des Abgriffbereiches 25a so gewählt werden, daß die den Abgriffbereich 25a berührenden Bürstendrähte des Schleifes k in seiner Stellung nahe dem schmalen Ende 29 bei einer Auslenkung des Schleifers h entlang der Mittellinie 26 nicht die elektrisch nichtleitende Schicht 2U berühren, wodurch vermieden wird, daß die den schmalen Bereich der elektrisch leitenden Schicht 7 nahe des Endes 13, der die größte Kennliniensteigung aufweist und damit am empfindlichsten für Fehler ist, überstreichenden Bürstendrähte des Schleifers k durch die elektrisch nichtleitende Schicht 2h an ihren Berührungsflächen verändert werden und damit die Verfälschung der Kennlinie des Potentiometers in ihrem besonders empfindlichen Bereich bewirken .

Claims

3A37609 R. 19^77 IP 8. 10. 1981* Kh/Wl ROBERT BOSCH GMBH5 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Elektrisches Potentiometer mit einer Trägerplatte, einem Schleifer und einer vom Schleifer zu überstreichenden elektrisch leitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der elektrisch leitenden Schicht (7) teilweise eine elektrisch nichtleitende Schicht (2^) so aufgebracht ist, daß in dem vom Schleifer (h) bei seiner Auslenkung überstreichbaren Bereich der elektrisch leitenden Schicht (7) ein schmaler als der Schleifer [k) quer zu seiner Auslenkrichtung ausgebildeter und durch die elektrisch nichtleitende Schicht (2U) beiderseits quer zur Auslenkrichtung des Schleifers (h) begrenzter Abgriffbereich (25, 25a) der elektrisch leitenden Schicht (7) von der elektrisch nichtleitenden Schicht {2k) unbedeckt bleibt.

2. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffbereich (25, 25a) symmetrisch zur in Auslenkrichtung des Schleifers (k) kreisbogenförmig um einen Mittelpunkt (M) verlaufenden Mittellinie (26) der elektrisch leitenden Schicht (7) ausgebildet ist.

3. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffbereich (25) in Auslenkrichtung des Schleifers ( I+) eine Länge (L) hat und quer zur Mittellinie (26) der elektrisch leitenden Schicht (7) eine gleichbleibende Breite (B) aufweist.

Ii. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffbereich (25a) in Auslenkrichtung des Schleifers (U) eine Länge (L) hat und quer zur
Mittellinie (26) der elektrisch leitenden Schicht (T) unterschiedlich breit ausgebildet ist.

5. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffbereich (25a) quer zur Mittellinie .(26) der elektrisch leitenden Schicht (T) eine sich
vom einen (29) zum anderen Ende (30) stetig vergrößernde
Breite (B1) aufweist.

6. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (T) quer zur Auslenkrichtung des Schleifers (k) in Verlauf der Auslenkung des Schleifers (k) eine zunehmende Breite (C) aufweist und das schmale Ende (29) des Abgriffbereiches (25a) vom schmalen Ende (13) der elektrisch leitenden Schicht (T) ausgeht.

T· Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zunehmende Breite (B1) des Abgriffbereiches (25a) so gewählt ist, daß die den Abgriffbereich (25a) berührenden Teile des Schleifers (h) in seiner Stellung nahe am schmalen Ende (13) der elektrisch leitenden
Schicht (T) bei einer Auslenkung des Schleifers (k) entlang der Mittellinie (26) nicht die elektrisch nichtleitende
Schicht {2k) berühren.