DE3811009A1 - Verstellbarer elektrischer widerstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren elektrischen Widerstand.

Es sind allgemein verstellbare elektrische Widerstände be­ kannt, beispielsweise Potentiometer, mittels welcher elektrische Verbraucher, beispielsweise eine Glühlampe, geschaltet oder auch stufenlos geregelt werden können.

Des weiteren sind Tastaturen oder Schaltmatten mit Folien­ kontakten bekannt, bei welchen zwei über elastische Ab­ standshalter distanzierte und jeweils mit Anschlußkontakten versehene Kontaktflächen auf Schaltfolien angeordnet sind, wobei der Folienschalter durch eine im Kontaktbereich zentral angreifende äußere Kraft, die die eine Schaltfolie gegen die andere Schaltfolie bewegt, geschlossen und somit ein elektrischer Verbraucher geschaltet wird.

Es ist ferner ein Wechselschalter bekannt (DE-PS 19 55 239, Fig. 6), welcher ein aus elastischem deformierbarem, nicht- leitendem Kunststoff hergestelltes Polster aufweist, in welches eine große Anzahl von elektrisch leitenden Teilchen dispergiert ist. Das Polster ist hierbei nicht leitend bis zu dem Augenblick, in dem es einem ausreichenden Druck ausgesetzt ist, bei dem die Teilchen einen leitenden Weg durch das Polster herstellen. Beim Nachlassen der Druck­ kraft ermöglicht die Elastizität des Polsters eine Ex­ pansion desselben und damit eine Unterbrechung der ge­ bildeten leitenden Bahn.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verstellbaren elektri­ schen Widerstand zu schaffen, welcher große mechanische Verstellwege unmittelbar und großflächig erfassen kann und darüber hinaus sich durch mechanische Einfachheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch einen verstellbaren elektrischen Widerstand mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes kennzeichnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungs­ gemäßen Widerstand,

Fig. 2 in schematischer Darstellung ein weiteres Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 3 ein erstes Beispiel einer Schaltungsanordnung, und

Fig. 4 ein zweites Beispiel einer Schaltungsanordnung in welche der Widerstand integriert ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Widerstand 1 in einem Abstand 2 zueinander angeordnete flächenförmige Elektroden 3 und 4 auf. Die folienartigen Elektroden können hierbei streifenförmig kreisförmig oder vieleck­ förmig gestaltet sein. Des weiteren weist jede Elektrode einen Anschlußkontakt 3.1 bzw. 4.1 auf. Zwischen die beiden Elektroden 3 und 4 ist entsprechend dem Abstand 2 ein elastischer und elektrisch leitender Widerstands­ schaum 5 mit vorzugsweise groben, geschlossenen kugel­ förmigen Poren unter nur geringer Verformung so ange­ ordnet, daß dessen den Elektroden zugewandten Ober­ flächen 5.1 und 5.2 die Elektroden entsprechend der Zellen­ struktur nur punktuell mit jeweils einer Kontaktfläche F kontaktieren. In vorteilhafter Weise sind die Elektroden mit dem Schaum mittels eines elektrisch leitenden Klebers verbunden oder in den Schaum mit eingeschäumt.

In diesem Zustand wird durch den Widerstandsschaum 5 zwischen den beiden Elektroden 3 und 4 ein relativ hoch­ ohmiger Widerstand gebildet. Werden nun durch eine äußere Krafteinwirkung - wie durch den Pfeil 6 angedeutet - die beiden Elektroden relativ zueinander angenähert, so wird der Widerstandsschaum 5 elastisch verformt, wobei sich nicht nur der Abstand 2 verkleinert, sondern sich insbesondere die Kontaktflächen mit den Elektroden an den Oberflächen 5.1 und 5.2 zunehmend vergrößern, da die Zellenstruktur durch Verformung platt gedrückt wird. Hieraus resultiert ein kleiner werdender Widerstand, da sich der Widerstand umgekehrt proportional zur Kontakt­ fläche verhält.

Gemäß Fig. 2 weist der Widerstand 1 zwei Paar in einem Abstand zueinander angeordnete Elektroden 3, 4 und 3′, 4′ auf, welche zueinander mit einem entsprechenden Ab­ stand 7 angeordnet sind und wobei sich zwischen jedem Elektrodenpaar der Widerstandsschaum 5 befindet. Selbst­ verständlich kann auch noch eine größere Anzahl von Elektrodenpaaren vorgesehen werden.

Da jedes Elektrodenpaar mit Anschlußkontakten 3.1, 4.1 und 3.1′, 4.1′ versehen ist, kann bei entsprechender Verschaltung des Widerstandes 1 in einer Auswerte­ schaltung der Widerstand zwischen jedem Elektrodenpaar abgefragt werden. Bei einer eventuellen elektrischen Störung an einem Elektrodenpaar ist somit Redundanz durch das andere Elektrodenpaar gegeben.

Fig. 3 zeigt nur beispielhaft eine Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Widerstandes 1. Dieser ist hier­ bei mit seinen Anschlußkontakten 3.1 und 4.1 als Spannungs­ teiler in eine bekannte Darlington-Schaltung 8 einge­ schleift. Bei sinkendem Widerstand des Widerstandes 1 schaltet die Darlington-Schaltung in bekannter Weise durch, wodurch ein Relais 9 aktiviert wird, dessen Schalt­ kontakt 9.1 sodann einen Stromkreis 10 schließt.

Gemäß der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist der erfin­ dungsgemäße Widerstand 1 Teil einer Wheatstoneschen Brücken­ schaltung 11, zu welchem ein Referenzwiderstand 12 in Reihe geschaltet ist und welcher Reihenschaltung die Brückenwider­ stände 13.1 und 13.2 (beispielsweise je 2150 Ohm) parallel geschaltet sind. Die Brückenabgriffe sind hierbei mit einem Operationsverstärker 14 zur Ansteuerung eines Schalttransis­ tors 15 verbunden. Es sei angenommen, daß sich der Wider­ stand 1 von 500 Ohm im unbelasteten Zustand auf 100 Ohm im belasteten Zustand ändert, so daß der Referenzwiderstand 12 auf einen Wert von 300 Ohm einzustellen ist. Sinkt jetzt der Widerstand 1 unter 300 Ohm, invertiert der Verstärker 14 und schaltet den Transistor 15 durch, wodurch das Relais 9 aktiviert wird, dessen Schaltkontakt 9.1 sodann einen Stromkreis 10 schließt.

Die Verformung und somit die Widerstandsänderung des Widerstandes 1 kann z.B. durch das Platznehmen auf einem Fahrzeugsitz - in welchen der Widerstand eingebaut ist ­ bewirkt werden, so daß das Relais den Stromkreis für die "Sitz - besetzt" - Abfrage im Rahmen einer dann erforder­ lichen Gurtstraffer - oder Air-Bag-Auslösung schließt.

Erkennbar kann die Widerstandsänderung sowohl analog als auch nur digital ausgewertet werden.

Ferner kann statt eines Widerstandsschaumes mit geschlossenen Poren auch ein offenporiger Schaum verwendet werden.

Claims (4)

1. Verstellbarer elektrischer Widerstand, insbesondere zur Verwendung in einer Schaltung zum Schalten von elektrischen Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (1) mindestens ein Paar von in einem bestimmten Abstand (2) zueinander angeordnete, mit An­ schlußkontakten (3.1, 4.1) versehene und relativ zueinander bewegbare flächenförmige Elektroden (3, 4) aufweist, daß zwischen den Elektroden (3, 4) ein grobporiger, elastischer und elektrisch leitender Widerstandsschaum (5) unter nur geringer Verformung angeordnet ist, welcher die Elektroden (3, 4) auf einer Kontaktfläche F, beim Annähern der Elektroden dieselben jedoch unter Ver­ formung auf einer größer werdenden Kontaktfläche mit der Folge einer Widerstandsänderung kontaktiert.

2. Verstellbarer elektrischer Widerstand nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) mit dem Widerstandsschaum (5) mittels eines elektrisch leitenden Klebers verbunden sind. 3. Verstellbarer elektrischer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) in den Widerstandsschaum (5) mit eingeschäumt sind.

4. Verstellbarer elektrischer Widerstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (1) mehrere Paar von in einem be­ stimmten Abstand (2) und (7) zueinander angeordnete jeweils mit Anschlußkontakten (3.1, 4.1; 3.1′, 4.1′) versehene und relativ zueinander bewegbare flächen­ förmige Elektroden (3, 4; 3′, 4′) aufweist, wobei zwischen jedem Elektrodenpaar der Widerstands­ schaum (5) angeordnet ist.

5. Verstellbarer elektrischer Widerstand nach Anspruch 1 oder Anspruch 4 , gekennzeichnet durch die Verwendung als Sitzkontaktschalter im Sitz eines Fahrzeuges.