DE3500462A1 - Einstellbarer widerstand nach art eines schiebepotentiometers - Google Patents

Description

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Beschreibung :

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren Widerstand nach Art eines Schiebepotentiometers, bestehend aus wenigstens einer Widerstandsbahn und einem Abgriffelement.

Derartige Widerstände, häufig auch unter der Bezeichnung "Flachbahnregler" in Gebrauch, werden an vielerlei Apparaten und Geräten verwendet, so beispielsweise als Lautstärkeoder Balanceregler an Frontplatten von Geräten der Unterhaltungselektronik. Derartige Regler, deren Widerstandsbahnen und Schleifer als Abgriffelement im Innern des Gehäuses sitzen, erfordern einen Gehäusedurchbruch für das das Bedienungselement tragende Verbindungsglied zum Schleifer. Dies ist insofern ein Nachteil, als durch den notwendigen Spalt Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen ins Geräteinnere eindringen können, sofern der Spalt geräteinnenseitig nicht auf besondere und damit umständliche Weise abgedichtet wird, was aber selten vollkommen gelingt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einstellbaren Widerstand nach Art eines Schiebepotentiometers in Vorschlag zu bringen, der bei sehr einfachem oder daher preiswertem Aufbau keine die Gerätewand durchdringende Bedienteile mehr erfordert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe in erster Linie und im wesentlichen dadurch, daß die Widerstandsbahn und das

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Abgriffelement jeweils aus einem auf ein Substrat wie Kunststoff-Folie im Siebdruck aus Leitsilber, Graphit, einer Mischung dieser Stoffe od.dgl. aufgebrachten, streifenförmigen Leiterbahnzug bestehen und daß die beiden Substrate, von denen mindestens eines rückfedernd elastisch gehalten ist, mit den zueinander parallelen Leiterbahnzügen gegeneinanderweisend mittels eines Spacers galvanisch getrennt auf Kontaktabstand gehalten sind.

Ein solcher einstellbarer Widerstand kann integraler Bestandteil einer Folienschaltung, insbesondere einer Folientastatur sein, womit ein weiterer Vorteil erreicht wird. Moderne Geräte weisen in zunehmendem Umfang Folientastaturen für die wesentlichen Bedienungsfunktionen auf, wobei es allerdings bislang nicht möglich war, auch Schieberegler in die Folientastatur zu integrieren. Dies ermöglicht jetzt die Erfindung. Die streifenförmigen Leiterbahnzüge des erfindungsgemäßen einstellbaren Widerstandes greifen in der elektrischen Schaltung unterschiedliche Spannungen ab, je nachdem an welcher Stelle - ausgehend von einem Bezugspunkt am einen Ende des Widerstandes - die Leiterbahnzüge der beiden Substrate miteinander kontaktiert werden. Auf diese Weise kann jeder Stelle über die Länge des Widerstandes hinweg ein bestimmter Spannungswert zugeordnet werden, so daß lediglich die Berührung an einer vorbestimmten, z.B. mit Ziffern markierten Stelle ausreicht, um den gewünschten Lautstärkepegel od.dgl. einzustellen.

Spezielle konstruktive Möglichkeiten sind verschiedenartig im Rahmen der Erfindung ausführbar. So ist nach einem

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weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß das eine Substrat zwei dicht bei- und parallel nebeneinander angeordnete, galvanisch voneinander getrennte Leiterbahnbahnzüge trägt, die mittels des Leiterbahnzugs des Abgriffelements überbrückbar sind. Der wesentliche Vorteil hiervon ist, daß der Leiterbahnzug, der zur Überbrückung der beiden anderen Leiterbahnzüge dient, keinen eigenen elektrischen Anschluß benötigt und demzufolge beispielsweise ohne weiteres auf der Rückfläche einer bedruckten Deckfolie einer Folientastatur angebracht werden kann.

Die beiden auf dem einen Substrat angeordneten Leiterbahnzüge können aus Siebdruckmaterialien mit unterschiedlichen Widerstandswerten, beispielsweise einerseits aus niederohmiger Substanz wie Leitsilber und andererseits aus hochohmiger Substanz wie Graphit bestehen, womit insbesondere der Vorteil erzielt wird, daß die Zuleitung niederohmig ausgeführt werden kann und daß im wesentlichen für den Spannungsabfall nur die hochohmige Leiterbahn verantwortlich ist.

Will man die jeweilige Potentiometerstellung dauerhaft fixieren und zur optischen Anzeige bringen, ist ein weiteres Erfindungsmerkmal vorteilhaft, welches darin besteht, daß die jeweilige Stellung des Abgriffs durch eine Magnetanordnung einstellbar ist, die mindestens auf die Außenseite des einen Substrats einwirkbaren Stellmagneten und eine auf der Rückseite des anderen Substrats angeordneten Leiste aus magnetisierbarem oder magnetischem Metall bzw. Magnetstreifen umfaßt.

Eine für viele Anwendungszwecke noch elegantere Anzeige— möglichkeit, die ohne mechanische Bauteile auskommt, besteht

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nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung in einem Widerstand, dessen jeweils letztgetastete Zone mittels eines z.B. punktförmigen - Elektrolumineszensfeldes anzeigbar ist, von denen eine Mehrzahl zusammen mit ihren Anschlußleiterzügen auf das Substrat mitaufgedruckt sind. Ordnet man dem Flachpotentiometer z.B. zehn derartige Lumineszensfelder zu, lassen sich die eingetasteten Werte in Zehntelschritten anzeigen und

/des ablesen. Die Zuordnung kann in einer Reihe längs'z.B. streifenförmigen Potentiometers erfolgen, aber auch in anderer Anordnung an anderer Stelle etwa eines Bedienungsfeldes.

Die Erfindung versteht sich im übrigen am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Folientastatur als Bedienelement z.B. eines Phonogeräts,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2, jedoch mit der Maßgabe, daß die beiden dargestellten Widerstands-Leiterbahnzüge aus demselben Material bestehen,

Fig. 4 eine entsprechende Darstellung mit Leiterbahnzügen unterschiedlicher Materialien und

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung mit einem darüber angedeuteten, einen eigenen elektrischen Anschluß besitzenden Abgriffelement.

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Die in Fig. 1 dargestellte Gerätefrontplatte 10 besitzt z.B. ein Anzeigenfeld 11 nicht näher konkretisierter Art, ferner sechs Bedientasten 12 bis 17 zur Schaltung verschiedener Betriebszustände sowie einen einstellbaren bzw. veränderbaren Widerstand 18 nach Art eines Schiebepotentiometers. Diese Elemente sind Bestandteil einer Folientastatur 19.

In an sich bekannter Weise besteht diese Folientastatur

19 aus einem ersten Substrat 20 und einem davon mittels Abstandshaltern 21 (sogenannten "Spacern") isolierten und auf Abstand gehaltenen zweiten Substrat 22, wobei die Substrate

20 und 22 aus flexiblen Kunststoffolien, beispielsweise Polyesterfolien bestehen. Die untere Substratfolie 20 ist durch eine im wesentlichen steife Unterlage 23, z.B. eine Gerätewand, unterstützt.

Auf die Oberfläche 20a der Substratfolie 20 werden zur Anordnung des Widerstands mittels Siebdruckaufträgen streifenförmige elektrische Leiterbahnen 24 und 25 mit Anschlußstreifen 26 und 27 aufgedruckt. Beim Ausführungsbeispiel besteht die Leiterbahn 24 z.B. aus aufgedrucktem Leitersilber und die Widerstandsleiterbahn 25 aus aufgedrucktem Graphit. Die beiden streifenförmigen Leiterbahnen 24 und 25 verlaufen zueinander parallel und sind durch einen Spalt 28 galvanisch voneinander getrennt. Der Spacer 21 kann, wie an sich bekannt, aus entsprechend zugeschnittener Folie bestehen, aber auch als Siebdruckauftrag z.B. aus aushärtendem Lack, ebenfalls auf die Substratoberfläche 20a aufgedruckt sein. Der Spacer 21 hat die Aufgabe, die zweite Substratfolie 22 von der ersten Substrat-

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folie 20 so weit zu distanzieren, daß zwischen einer darauf aufgebrachten Leiterbahn 29 und den Leiterbahnen 24 und 25 ein Kontaktabstand 30 aufrechterhalten wird, der erst bei Druck auf die Außenseite 22b der Substratfolie 22 überbrückt wird. Durch diese Überbrückung werden die beiden Leiterbahnen und 25 elektrisch leitend miteinander verbunden.

Mit gestrichelten Linien ist in Fig. 2 eine Möglichkeit angedeutet, wie diese Überbrückung statt durch Finderdruck auch mit mechanischen Hilfsmitteln möglich ist, z.B. mit einem kleinen stabförmigen Magneten 31 (siehe auch Fig. 1), dem als Gegenpol entweder die aus magnetisierbarem Material bestehende Unterlage 23 oder ein Magnetstreifen 32 dient, der in eine angepaßte Nut darin eingelassen sein kann. Ein solcher Magnetstreifen erstreckt sich parallel und längs der Leiterbahnzüge 24, 25 und 29 und kann z.B. aus einem selbstklebenden magnetischen Kunststoffstreifen bestehen.

Fig. 3 zeigt die beiden zueinander parallelen streifenförmigen Widerstands-Leiterbahnen 24 und 25, die von der darüber befindlichen, nicht dargestellten Leiterbahn 29 elektrisch leitend überbrückt werden sollen. Sie bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus demselben Material, beispielsweise aus einem Graphit-Siebdruckauftrag, während es zweckmäßig ist, die Zuleitungen 26 und 27 aus niederohmigem Leitsilber zu drucken. Beide Leiterbahnzüge 24 und 25 sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, an derselben Seite an die Zuleitungen 26 und 27 angeschlossen. Werden die beiden Widerstands-Leiterbahnen 24 und 25 beispielsweise an der mit X bezeichneten Stelle elektrisch leitend miteinander verbunden, ist der

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zwischen (26) und (27) gemessene Widerstand geringer bzw. der Spannungsabfall geringer als bei einer Kontaktierung an der Stelle Y. Auf diese Weise ist es möglich, zwischen die Zuleitungen 26 und 27 angeschlossene Bauelemente einer elektronischen Schaltung mit unterschiedlichen, wählbaren Spannungswerten einzuschleifen.

Fig. 4 zeigt eine Alternative, die sich von der nach Fig· 3 einerseits dadurch unterscheidet, daß die Zuleitungen 26 und 27 an verschiedenen Schmalenden der Leiterbahnen 24 und 25 angeordnet sind. Andererseits sei vorausgesetzt, daß die Widerstandsleiterbahn 24 aus niederohmigem Material, beispielsweise Leitsilber, die Leiterbahn 25 hingegen aus höherohmigem, insbesondere hochohmigem Graphit bestehen soll. Die Zuleitungen 26 und 27 hingegen sind vorteilhaft aus niederohmigem Leitsilber ausgebildet. Ferner sei angenommen, daß die Anschlußbahn 26 am Potential angelegt ist, während der Anschluß 27 gegen Masse gelegt ist. Der zwischen 26 und 27 zu messende Spannungswert ist somit bei einer Kontaktüberbrückung an der Stelle X größer als an der mit Y bezeichneten Stelle. Er nimmt von (27) nach (26) kontinuierlich ab. Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß praktisch nur der zur abgegriffenen Länge der Widerstandsbahn 25 proportionale Widerstand dieser Leiterbahn 25 in die Messung bzw. Schaltung eingeht, da der Widerstand der niederohmigen Leiterzüge 24, 26 und 27 praktisch vernachlässigbar ist.

Sofern die Kontaktüberbrückung nur nach Art eines Tasters, also kurzzeitig erfolgt, können die der Schaltung mitgeteilten Spannungswerte durch eine geeignete, an sich

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bekannte Elektronikschaltung ("sample and hold") gespeichert werden. Derartige Schaltungen verwerten jeweils den zuletzt erhaltenen Impuls und halten seine Meßgröße so lange, bis eine neue abweichende Information, also hier ein neuer Spannungswert, empfangen wird.

Bei den bisher beschriebenen Anordnungen werden jeweils nur die zwischen 26 und 27 zu messenden Spannungen beeinflußt, wohingegen das Abgriffelement 29 keinen eigenen Spannungsabgriff besitzt, sondern im wesentlichen nur die Funktion
eines die Leiterbahnen 24 und 25 überbrückenden elektrischen Kontaktes besitzt.

Gleichwohl kann, wie Fig. 5 schematisch andeutet, auch
das Abgriffselement 29 eine elektrische Anschlußleitung aufweisen, die zu einer elektronischen Auswerteschaltung führt.

Sieht man von der beispielhaft aufgezeigten Möglichkeit ab, den gewünschten Widerstand mit der Magnetanordnung 31/32 einzustellen, wobei dann der "Magnetreiter" 31 auch eine optische Anzeige der jeweiligen Isteinstellung des Widerstandes darstellt, kann auch bei nur impulsartig von Hand betätigten Widerständen der jeweilige Ist-Zustand angezeigt werden,
wenn man beispielsweise eine Anzeigeschaltung mit einer Mehrzahl von Leuchtpunkten - insbesondere Elektrolumineszenzanzeigen - vorsieht, die je nach der Potentiometereinstellung
nacheinander in aufsteigender oder abfallender Reihenfolge
angesteuert werden.

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Der dargestellte und beschriebene einstellbare Widerstand kann sehr flach ausgeführt sein. Seine gesamte Bauhöhe (34 in Fig. 2) kann deutlich unter 1 mm liegen.

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Patentanwälte"- - ·"■ : -■"-:-** Dipi.-ing. Harald Ostriga Dipi.-ihg. Bernd Sonnet Wuppertal-B armen Stresemannstraße 6-8 Zugelassen beim Europäischen Patentamt Patentanwälte Osinsaii Sonne!. Postfach 2013 2T D-5 MW Wuppertal 2 Anmelderin: Wilde Membran Impuls Technik GmbH Pregelstr. 2 5828 Ennepetal 1 Bezeichnung der Erfindung: Einstellbarer Widerstand nach Art eines Schiebepotentiometers Ansprüche

1. Einstellbarer Widerstand nach Art eines Schiebepotentiometers, bestehend aus wenigstens einer Widerstandsbahn und einem Abgriffelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn unrd das Abgriffelement jeweils aus einem auf ein Substrat wie. Kunststoff-Folie im Siebdruck aus Leitsilber, Graphit, einer Mischung dieser Stoffe od.dgl. aufgebrachten, streifenförmigen Leiterbahnzug (24; 25, 29) bestehen und daß die beiden Substrate (20, 22), von denen min- " destens eines (22) rückfedernd elastisch gehalten ist, mit den zueinander parallelen Leiterbahnzügen (24; 25, 29) gegeneinanderweisend mittels eines Spacers (21) galvanisch getrennt auf Kontaktabstand (30) gehalten sind.

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2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Substrat (20) zwei dicht bei- und parallel nebeneinander angeordnete, galvanisch voneinander getrennte Leiterbahnzüge (24, 25) trägt, die mittels des Leiterbahnzugs (29) des Abgriffelements überbrückbar sind.

3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnzüge (24, 25) aus Siebdruckmaterialien mit unterschiedlichen Widerstandswerten bestehen.

4. Widerstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Leiterbahnzug (24) aus niederohmiger Substanz wie Leitsilber und der andere (25) aus hochohmiger Substanz wie Graphit besteht.

5. Widerstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß er integraler Bestandteil einer Folienschaltung, insbesondere einer Folientastatur (19), ist.

6. Widerstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Stellung des Abgriffs durch eine Magnetanordnung (31, 32) einstellbar ist, die mindestens einen auf die Außenseite (22b) des einen Substrats (22) einwirkbaren Stellmagneten (31) und eine auf der Rückseite (20b) des anderen Substrats (20) angeordnete Leiste aus magnetisierbarem oder magnetischem Metall (23 bzw. Magnetstreifen 32) umfaßt.

7. Widerstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seine jeweils letzt-

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getastete Zone mittels eines Elektrolumineszensfeldes anzeigbar ist, von denen eine Mehrzahl zusammen mit ihren Anschlußleiterzügen auf das Substrat mitaufgedruckt sind.

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