DE3437609C2

DE3437609C2 -

Info

Publication number: DE3437609C2
Application number: DE3437609A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 7141 Schwieberdingen De Maisch; Juergen 8600 Bamberg De Treiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1984-10-13
Publication date: 1992-10-08
Also published as: GB2161328B; DE3437609A1; US4642602A; GB8516220D0; GB2161328A; FR2567310A1; FR2567310B1; JPS6124204A; JPH0654730B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Potentiometer nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein elektrisches Potentio meter bekannt (DE-OS 30 41 800), bei dem die Erzielung der erwünsch ten Kennlinie, die das Verhältnis zwischen dem Bewegungsweg 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.

Bekannt ist ebenfalls ein elektrisches Potentiometer (US-PS 21 34 870) bei dem elektrisch leitende Schichten einander teilweise überlappend auf einem Träger vorgesehen sind, wobei jedoch ebenfalls Bewegungen des Schleifers quer zur Schleifrichtung zu Anderungen des abgegriffenen Potentials führen.

Bei einem anderen elektrischen Potentiometer (US-PS 4 32 131), weist der Abgriffbereich quer zur Mittellinie der elektrisch leitenden Schicht eine sich von der Ausgangsstellung des Schleifers zu seiner Endstellung stetig verringernde Breite auf.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrische Potentiometer mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine - beispielsweise durch Lagerungenauigkeiten verursachte - Bewe gung des Schleifers quer zu seiner Schleifrichtung keine Auswirkun gen auf das abgegriffene Potential hat.

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

Besonders vorteilhaft ist es, bei einer elektrisch leitenden Schicht mit sich in Bewegungsrichtung des Schleifers vergrö ßernder Breite einen Abgriffsbereich vorzusehen, dessen Breite sich vom schmalen Ende der elektrisch leitenden Schicht aus gehend ebenfalls in Bewegungsrichtung des Schleifers vergrößert und zwar derart, daß die den Abgriffbereich in seiner Stel lung nahe am schmalen Ende der elektrisch leitenden Schicht berührenden Teile des Schleifers bei einer Bewegung 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 Auf rauhen oder Abschleifen von Bürstendrähtchen des Schleifers auf der agressiveren elektrisch nichtleitenden Schicht in folge von Auflageflächenvergrößerung und/oder Verschleiß be wirkt werden können.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Potentiometers,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsge mäßen Potentiometers.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist ein elektrisches Potentiometer dar gestellt, 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 gela gert und überstreicht bei einer Drehbewegung um die Dreh achse 3 mit einem Schleifer 4 und einem weiteren mit axialem Abstand zum Schleifer 4 angeordneten Schleifer 5, beispiels weise Bürstenschleifern 4 und 5, elektrisch leitende Schich ten 7, 9, die durch bekannte Verfahren auf die Trägerplatte 1 mit Abstand zueinander aufgebracht sind. Dabei ist die schraf fiert dargestellte erste elektrisch leitende Schicht 7 durch den Bürstenschleifer 4 überstreichbar und als Widerstands schicht ausgebildet, die an ihrem einen Ende 10 mit einer zu einer elektrisch leitenden Anschlußschicht 11 führenden elek trisch 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 14 führt. An der Anschlußschicht 11 liegt die Versorgungsspannung U₀ an. Die Bürstenschleifer 4 und 5 sind elektrisch leitend mit einander 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 Be grenzungslinie 19 und andererseits einen etwas geringeren Radius als den der der Drehachse 3 abgewandten Begrenzungs linie 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 Schleiferhebel 2 eine Stellung ein, die der strichpunktierten Linie 22 entspricht und durch das Ende 13 der Widerstandsschicht 7 geht. Die Meßbewegungsrichtung des Schleiferhebels 2 verläuft bei dem Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn in Richtung des Winkels α, wobei der Schleiferhebel mit dem Bürstenschleifer 4 die Widerstandsschicht 7 und mit dem Bürstenschleifer 5 die Schicht 9 überstreicht.

Bei einer Bewegung in Richtung des Winkels α überstreicht der Bürstenschleifer 4 einen Bereich der Widerstandschicht 7 auf einer Bewegungsbahn. Die Breite des Bürstenschlei fers 4 kann dabei in Längsrichtung des Schleiferhebels 2 geringer als die Breite C der Widerstandsschicht 7 an dem schmalen Ende 13 sein.

Gepunktet dargestellt ist auf der Widerstandsschicht 7 eine elektrisch nichtleitende, also isolierende Schicht 24 teilweise so aufgebracht, daß im Bereich der Bewegungs bahn des Bürstenschleifers 4 in Richtung des Winkels α auf einer Länge L ein mit einer nahezu konstanten Breite B schmaler als der Bürstenschleifer 4 in Längsrichtung des Schleiferhebels 2 ausgebildeter Abgriffbereich 25 von der elektrisch nichtleitenden Schicht 24 unbedeckt bleibt und somit quer zur Bewegungsrichtung beiderseits durch die elektrisch nichtleitende Schicht 24 begrenzt wird. Der Ab griffbereich 25 ist symmetrisch zur kreisbogenförmig um ei nen Mittelpunkt M verlaufenden, strichpunktiert dargestell ten Mittellinie 26 der Widerstandsschicht 7 ausgebildet. Der Abgriffbereich 25 der Widerstandsschicht 7 ist in seiner Lage genau in der Mitte der Widerstandsschicht 7 fixiert, so daß der breiter als der Abgriffbereich ausgebildete Bürstenschleifer 4 bei einer Bewegung in Richtung des Winkels α bei in idealer Weise in einem Punkt liegenden Mit telpunkten M und MS für die Mittellinie 26 bzw. den Schlei fer 4 immer in gleicher Breite den Abgriffbereich 25 abtastet, während die rechts und links des Abgriffbereiches über die elektrisch nichtleitende Schicht 24 streichenden Bürsten reste des Bürstenschleifers 4 ungleichmäßig breit sein kön nen, ohne daß sich hierdurch eine Änderung der Kennlinie des Potentiometers bei einer Bewegung ergibt. Die elek trisch nichtleitende Schicht 24 kann am Ende 13 breiter und am Ende 10 schmaler als die elektrisch leitende Schicht 7 ausgebildet sein, jedoch jeweils breiter als der Bürsten schleifer 4 in Längsrichtung des Schleiferhebels 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 nicht deckungsgleich ist, wie auch in Fig. 1 dargestellt, besteht die Gefahr, daß bei einer Drehung des Bürstenschlei fers 4 in Richtung des Winkels α einzelne Bürstendrähte des Bürstenschleifers 4 nacheinander die elektrisch leitende Schicht 7 im Abgriffbereich 25 und die elektrisch nichtlei tende Schicht 24 überstreichen und dabei durch die agressivere elektrisch nichtleitende Schicht 24 aufgerauht bzw. abge schliffen werden, so daß infolge einer größeren Auflagefläche und/oder abrasiven Verschleißes dieser Bürstendrähte, insbe sondere bei Meßstellungen des Bürstenschleifers 4 nahe des 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 Fig. 2, bei dem die gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, der Abgriffbereich 25a quer zur Mittellinie 26 der elektrisch leitenden Schicht 7 mit einer unterschiedlichen Breite B1 ausgebildet werden, und zwar derart, daß er von seinem einem Ende 29 an dem schma len Ende 13 der elektrisch leitenden Schicht 7 zu seinem an deren 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 größ ten Kennliniensteigung des Potentiometers liegt, während das breitere Ende 30 des Abgriffbereiches 25a im Bereich des brei teren Endes 10 der elektrisch leitenden Schicht 7, in dem die Kennliniensteigung des Potentiometers flacher ist, liegt. Da bei soll die vom schmalen Ende 29 an zunehmende Breite B1 des Abgriffbereiches 25a so gewählt werden, daß die den Ab griffbereich 25a berührenden Bürstendrähte des Schleifes 4 in seiner Stellung nahe dem schmalen Ende 29 bei einer Bewegung des Schleifers 4 entlang der Mittellinie 26 nicht die elek trisch nichtleitende Schicht 24 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, über streichenden Bürstendrähte des Schleifers 4 durch die elek trisch nichtleitende Schicht 24 an ihren Berührungsflächen verändert werden und damit die Verfälschung der Kennlinie des Potentiometers in ihrem besonders empfindlichen Bereich be wirken.

Claims

1. Elektrisches Potentiometer mit einer Trägerplatte, einem Schlei fer und einer vom Schleifer zu überstreichenden elektrisch leitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der elektrisch leitenden Schicht (7) teilweise eine elektrisch nichtleitende Schicht (24) so aufgebracht ist, daß in dem vom Schleifer (4) bei seiner Bewegung überstreichbaren Bereich der elektrisch leitenden Schicht (7) ein schmaler als der Schleifer (4) quer zu seiner Bewegungsrichtung aus gebildeter und durch die elektrisch nichtleitende Schicht (24) bei derseits quer zur Bewegungsrichtung des Schleifers (4) begrenzter Abgriffsbereich (25, 25a) der elektrisch leitenden Schicht (7) von der elektrisch nichtleitenden Schicht (24) unbedeckt bleibt.

2. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Abgriffbereich (25, 25a) symmetrisch zur in Bewegungs richtung des Schleifers (4) kreisbogenförmig um einen Mittelpunkt (M) verlaufenden Mittellinie (26) der elektrisch leitenden Schicht (7) ausgebildet ist.

3. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Abgriffbereich (24) quer zur Mittellinie (26) der elek trisch leitenden Schicht (7) eine gleichbleibende Breite (B) auf weist.

4. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Abgriffbereich (25a) quer zur Mittellinie (26) der elektrisch leitenden Schicht (7) unterschiedlich breit ausgebildet ist.

5. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Abgriffbereich (25a) quer zur Mittellinie (26) der elektrisch leitenden Schicht (7) eine sich vom einen (29) zum ande ren Ende (30) stetig vergrößernde Breite (B1) aufweist.

6. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die elektrisch leitende Schicht (7) quer zur Bewegungsrich tung des Schleifers (4) eine zunehmende Breite (C) aufweist und das schmale Ende (29) des Abgriffbereiches (25a) vom schmalen Ende (13) der elektrisch leitenden Schicht (7) ausgeht.

7. Elektrisches Potentiometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Breite (B1) des Abgriffbereiches (25a) so gewählt ist, daß die den Abgriffbereich (25a) in seiner Stellung nahe am schmalen Ende (13) der elektrisch leitenden Schicht (7) berührenden Teile des Schleifers (4) bei einer Bewegung des Schleifers (4) nicht die elektrisch nichtleitende Schicht (24) berühren.