DE4136343A1 - Potentiometer - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Potentiometer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft speziell ein mit einem sogenannten elektronischen Gaspedal in Verbindung stehendes Einsatzgebiet, beispielsweise dessen Leerlaufregelung.

In diesem Zusammenhang bekannte Potentiometersysteme umfassen eine Grundplatte oder ein Substrat, auf wel­ chem die verschiedenen Widerstands- und/oder Kollek­ torbahnen aufgebracht, üblicherweise aufgesprüht, aufgedruckt bzw. in Siebdrucktechnik ausgeführt sind, so daß von Schleiferträgern gelagerte Schleifer, deren mit den Widerstands- und Kollektorbahnen unmit­ telbar in Kontakt stehende Endbereiche ihrerseits in eine Vielzahl von einzelnen Schleiferfingern aufge­ teilt sein können, diese Widerstands- und Kollektor­ bahnen abtasten können.

Es handelt sich hierbei üblicherweise um Drehpotentiometer oder translatorische Potentiometer mit einem oder mehreren verschiedenen Schleiferträgern, die dann auch von getrennten äußeren Antrieben bewegt sind, wobei eine Vielzahl von unterschiedlichen Realisierungs­ formen möglich sind, etwa Einsatz lediglich zur Fein­ regelung der Drosselklappe über einen Stellmotor bei gleichzeitiger aufrechterhaltener mechanischer Übertragung zwischen Gaspedal und Drosselklappe mit entsprechendem Spiel, so daß auch beim Ausfall der elektronischen Systeme jedenfalls ein Notfahrbetrieb aufrechterhalten werden kann.

Bei solchen Potentiometersystemen umfaßt mindestens die Grundplatte metallische Einlegeteile, die dann schon bei deren Herstellung, beispielsweise bei Spritz­ gußverfahren als Kern in der Spritzgußform angeordnet sind oder es sind metallische oder ähnliche Plattie­ rungen bzw. galvanische Beschichtungen, beispielsweise wie bei Leiterplatten vorgesehen, die dazu dienen können, beim späteren Betrieb des Potentiometersystems ein (Rund)Gleitlager für mindestens einen der Schleifer­ träger zu bilden. Dies ist aufwendig und weist gegebenen­ falls auch noch den Nachteil auf, daß es hierdurch zu einer ständigen Gleitverbindung zwischen unterschied­ lichen Materialien kommt, nämlich dem Kunststoff des Schleiferträgers und der metallischen Gleitfläche, die aber notwendig ist, damit die leichte Verstellbarkeit des oder der Schleiferträger überhaupt gewährleistet ist.

Ferner ist es bei diesen bekannten Potentiometersystemen üb­ lich, zwischen dem Schleiferträger, der eine Drehbewegung um eine Lagerbuchse durchführt, und den von ihm getragenen ein­ zelnen Schleifern metallische Verbindungsbrücken vorzusehen, was ebenfalls zu der Notwendigkeit führt, in der Spritzguß­ form für die einzelnen Schleiferträger vorab entsprechende Einlegeteile positionieren zu müssen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Potentiometer so auszubilden, daß der Aufwand für Sicherung und Aufrechterhaltung der Gleitfähigkeit mindestens einer der Schleiferträger entschieden redu­ ziert wird, bei gleichzeitiger Materialeinsparung speziell im Bereich der Grundplatte sowie einer all­ gemeinen Verbesserung der Gleitfähigkeit.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß auf Einlegeteile im Bereich der Widerstands- und Kollektorbahnen tragenden Grundplatte ver­ zichtet werden kann und es dennoch möglich ist, eine Stütz- oder Gleitfläche für mindestens einen Schleifer­ träger zur Verfügung zu stellen, die allen Anforderun­ gen an Dauerhaftigkeit und leichtem Gleiten entspricht.

Dabei muß berücksichtigt werden, daß mindestens der unmittelbar auf der Grundplatte mit einer von ihm ge­ bildeten (Ring)Fläche verdrehbare Schleiferträger auf dieser Fläche unter einem gewissen Druck aufliegt, was auf die Notwendigkeit zurückzuführen ist, daß das Potentiometersystem insgesamt eine gewisse Verspannung in der axialen Richtung erforderlich macht, damit die von den Schleiferträgern gelagerten Schleifer mit konstantem Druck und Abstand auf den jeweiligen Wider­ standsbahnen und Kollektorbahnen, wenn diese vorhanden sind, gleiten können. Indem die Gleitfläche für min­ destens einen der Schleiferträger auf der Grundplatte nicht nur aus dem gleichen Material wie die auf der Grundplatte ohnehin aufzubringenden Widerstands- und/oder Kollektorbahnen besteht, sondern auch im gleichen Arbeitsgang wie diese auf der Grundplatte aufgebracht, insbesondere, wie weiter vorn schon erläutert, aufge­ sprüht, aufgedruckt oder in Siebdrucktechnik ausgeführt wird, ergibt sich eine nur ganz unwesentliche Erhöhung, näm­ lich beim Aufbringen oder Anbringen der üblicherweise aus einem geeigneten Leitplastik bestehenden Wider­ stands- und Kollektorbahnen, indem eben eine zusätzliche (Ring)Bahn als Stütz- und Gleitfläche für den mindestens einen Schleiferträger noch hinzukommt, während anderer­ seits die Grundplatte selbst in ihrer Herstellung von Einlegeteilen oder Kernen vollständig unbelastet bleibt und daher ein einfaches, problemlos herzustellen­ des Spritzgußteil sein kann.

Vorteilhaft ist bei vorliegender Erfindung ferner, daß die für die Widerstands- und Kollektorbahnen verwendete Leitplastikmasse - die Erfindung bezieht sich speziell auf ein solches Potentiometersystem - ihrer Natur nach schon besonders gute Gleit-Oberflächeneigenschaften aufweist, da solche für diese sogenannten Massen­ potentiometer verwendeten Leitplastikmaterialien einen relativ hohen Graphitanteil enthalten und a priori für ein gutes Gleitverhalten entwickelt sind, da sie ständig von den Schleiferfingern der Schleifer über­ strichen werden. Insofern eignet sich eine solche Leit­ plastik-Stütz- und -Gleitfläche daher auch besonders gut als Gleitflächen-Lagerelement für Schleiferträger.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Schleiferträger in allgemeiner Ringform mit unmittelbar angespritzten Verlängerungen, die ohne die Notwendigkeit von Zwischeneinlegeteilen die einzelnen Schleifer für Widerstands- und Kollektor­ bahnen aufnehmen und lagern.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt als Querschnitt eine bevorzugte Form eines Potentiometer­ systems mit die Widerstands- und Kollektorbahnen tra­ gender Grundplatte, auf dieser gleitenden Schleifer­ trägern und Abdeckung als Teilkomponente für die Rea­ lisierung eines elektronischen Gaspedals.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, auf der ohnehin Widerstands- und/oder Kollektorbahnen tragenden Grundplatte mindestens eine solche zusätz­ liche Bahn vorzusehen aus dem gleichen Material und hergestellt im gleichen Arbeitsgang bzw. jedenfalls beim gleichen Bearbeitungsvorgang der Grundplatte, die aber nicht notwendigerweise für sonstige elektrische Aufgaben eingesetzt ist, sondern, wenn man zunächst primär den Hauptgegenstand der Erfindung betrachtet, lediglich für den mechanischen Bewegungsvorgang des Po­ tentiometers eine Gleitfläche zur Verfügung stellt.

Andererseits ist es aber möglich, dieser zusätzlichen Oberflächenform noch elektrische Aufgaben zuzuweisen, beispielsweise sie als Zuleitung einzusetzen oder ge­ gebenenfalls auch oder ergänzend als Widerstandsbahn oder Kollektorbahn einzusetzen, zusätzlich zu der pri­ mär angestrebten Gleitflächenbildung.

Bevor im folgenden genauer auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung für jede denkbare Ausführungsform von Potentio­ metern geeignet ist, also nicht nur für Drehpotentiometer, sondern auch längsverschiebliche Potentiometer, die häufig als Wegaufnehmer eingesetzt sind, so daß die durch das Auf­ bringen einer zusätzlichen mit der Widerstands- und/oder Kollektorbahn vergleichbaren Gleitfläche, die im weitesten Sinn parallel zu diesen beiden Bahnen verlaufen kann, auch bei einem Linearpotentiometer eine Stütz- und Gleitfläche für sonstige, sich bewegende Teile bei Po­ tentiometern zur Verfügung gestellt wird.

In der Zeichnung ist das Potentiometer mit 10 und die Poten­ tiometergrundplatte mit 11 bezeichnet. Die Grundplatte, die auch als Substrat bezeichnet werden kann, verfügt über eine zentrale Öffnung 12 für den Durchtritt einer geeigneten, sie aufnehmenden und zentrierenden Buchse, wobei von der Öffnung 12 ausgehend diese sich abgetreppt über weitere Zwischenöffnungen 13, 14 und 15, gebildet von verschiedenen Schleiferträgern, fortsetzt, so daß hier der Durchtritt einer Achse oder Welle möglich ist. Üblicherweise werden die vorhandenen Schleiferträger jedoch nicht von dieser Welle angetrieben, sondern über äußere Mitnahmemittel; hierauf wird weiter unten noch eingegangen.

Der Potentiometeraufbau 10 vervollständigt sich durch zwei axial übereinander gestapelte und zur Durchführung einer Drehung auch ineinandergreifende Schleiferträger 16 und 17, die bei der Ausführungsform als Drehpotentiometer eine im wesentlichen kreisförmige Grundform aufweisen - innen und außen mit verschiedenen Durchmessern abge­ treppt und mit jeweils einem radial aus der Kreisform vorspringenden Fortsatz 16a bzw. 17a, die sich beispiels­ weise auch diametral gegenüberliegen können, wobei die Fortsätze 16a, 17a nach unten Schleifer 18 jeweils la­ gern, die in Schleiferfingern münden.

Die Schleiferfinger gleiten auf Widerstandsbahnen und, soweit vorgesehen, auf üblicherweise parallel zu diesen ver­ laufenden Kollektorbahnen 19a bzw. 19b, wobei Widerstands- und Kollektorbahnen 19a von den Schleifern 18 des ersten Schleiferträgers 16 und die Widerstands- und Kollektor­ bahnen 19b von den Schleifern 18 des zweiten Schleifer­ trägers 17 überstrichen werden. Es versteht sich daher auch, daß sich bei dem in der Zeichnung gezeigten Aus­ führungsbeispiel die jeweiligen Kollektor- und Wider­ standsbahnen nur teilkreisförmig über das sie lagernde Substrat der Grundplatte 11 erstrecken.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sieht man konzentrisch und innenliegend zu den Widerstands- und Kollektorbahnen eine weitere Oberfläche 20, die genau so auf der Oberfläche der Grundplatte 11 angebracht ist wie die Widerstands- und Kollektorbahnen 19a, 19b, aus dem gleichen Material wie diese besteht und während des gleichen Her­ stellungsvorgangs, also mehr oder weniger zeitgleich mit diesen auf der Grundplatte 11 angeordnet worden ist; inso­ fern eine Parallelbahn zu den Widerstands- und Kollektor­ bahnen darstellt. Diese Gleitfläche 20 trägt jedoch primär nicht mit ihren elektrischen Eigenschaften zur Vervollständigung des in der Zeichnung gezeigten Potentiometers bei, sondern ist eine Stütz- und Gleitfläche für bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jedenfalls des ersten Schleiferträgers 16, der mit einer nach unten heruntergezogenen Rand­ kante 21 auf der so gebildeten Stütz- und Gleitfläche 20 aufliegt. Wie jedoch schon erwähnt ist es möglich, auch hier noch elektrische Aufgaben der Gleitfläche zuzuweisen, was auch deshalb möglich ist, weil sie bevorzugt aus dem gleichen Material wie die Widerstands- und Kollektorbahnen besteht.

Die für die Verstellung des ersten Schleiferträgers 16 erforderliche Drehbewegung kann dann extern eingelei­ tet werden, indem an einem vorzugsweise einstückigen Fortsatz 16b des ersten Schleiferträgers 16, der sich durch eine teilkreisförmige Öffnung 22 des zweiten Schleiferträgers 17 nach oben erstreckt, angegriffen wird.

Demnach liegt der erste Schleiferträger 16 mit einer nach unten heruntergezogenen, auch vollständig kreis­ förmige Ringkante mit unterer Gleitfläche auf der Stütz- und Gleitfläche 20 aus Leitplastik wie die Widerstands- und/oder Kollektorbahnen auf und erfährt auch eine entsprechende Verdrehung, während der zweite Schleiferträger 17 dann seinerseits wieder zur Durch­ führung hier einer Drehbewegung von abgetreppten Ring­ vorsprüngen des ersten Schleiferträgers 16 gelagert ist, in welche der zweite Schleiferträger 17 mit ent­ sprechend komplementären Ringvorsprüngen eingreift. Nach oben gleitet der zweite Schleiferträger 17 auf einer weiteren Gleit-Stützfläche 23 einer Abdeckhaube 24, die entweder ein in die Abdeckhaube 24 eingelasse­ nes metallisches Einlege-Ringteil - bei dem speziellen Ausführungsbeispiel eines Drehpotentiometers - sein kann, oder ebenfalls von einer Gleitflächenbeschich­ tung gebildet sein kann, die identisch ist mit der Gleitfläche 20 auf der Grundplatte 11 und dann auch aus einem entsprechenden aufgespritzten Leitplastik­ material besteht, wenn sich dies aus bestimmten Grün­ den, etwa Arbeitsvereinfachung, Verbesserung der Gleitfähigkeit auch nach oben u. dgl. als wünschens­ wert erweist.

Ferner ist es möglich, auch im Kontaktflächenbereich 25 zwischen den beiden Schleiferträgern 16 und 17, also dort, wo diese aneinanderreiben, ein separates Gleit­ schichtmaterial anzubringen, beispielsweise entweder ein metallisches Einlegeteil oder auch eine Gleit­ schicht entsprechend der Gleitschicht 20 auf der Grundplatte 11. Dies kann deshalb sinnvoll sein, da­ mit die beiden Schleiferträger 16 und 17 zueinander Relativbewegungen durchführen können, worauf an die­ ser Stelle aber nicht weiter eingegangen zu werden braucht, da dies nicht Gegenstand der Erfindung ist.

In der Zeichnung erkennt man noch ein äußeres Stell­ glied 26 für die unabhängige Bewegung des zweiten Schleiferträgers 17, der mit einem verjüngten Zylin­ derteil durch eine zentrale Öffnung 27 in der Abdeck­ haube 24 durchtritt.

Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die An­ sprüche und insbesondere der Hauptanspruch Formulie­ rungsversuche der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des Stands der Technik und daher ohne einschränkende Präjudiz sind. Daher bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination miteinander als erfindungs­ wesentlich anzusehen und in den Ansprüchen niederzu­ legen sowie den Hauptanspruch in seinem Merkmalsge­ halt zu reduzieren.

Claims (9)

1. Potentiometer, insbesondere als Stellglied für ein elektronisches Gaspedal, mit Widerstandsbahn(en) und/oder Kollektorbahn(en) tragender Grundplatte (Substrat) und einem oder mehreren, um eine zen­ trale Achse oder Welle drehbar bzw. längsverschieb­ lich gelagerten Schleiferträgern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine zusätzliche Oberflä­ chenform auf der Grundfläche (11) aufgesprüht, aufgedruckt oder in Siebdrucktechnik ausgeführt ist, die eine Gleitfläche (20) für mindestens einen der Schleiferträger (16, 17) bildet.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zusätzliche Oberflächenform im glei­ chen Arbeitsgang wie die Widerstandsbahn(en) und/ oder Kollektorbahn(en) und aus dem gleichen Mate­ rial wie diese bestehend auf der Grundfläche (11) aufgebracht ist.

3. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die eine Gleitfläche für Schleiferträger bildende zusätzliche Oberflächenform separat zu Widerstandsbahn(en) und/oder Kollektorbahn(en) aufgedruckt, aufgesprüht oder in Siebdrucktechnik ausgeführt ist.

4. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Ausbildung des Potentiometers als Drehpotentiometer die Gleitfläche (20) für die Schleiferträgerlagerung konzentrisch innenlie­ gend zu den vorgesehenen Widerstands- und/oder Kollektorbahn(en) angeordnet ist.

5. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Schleifer­ träger (16) unmittelbar mit einer heruntergezogenen, mindestens teilweise umlaufenden Randkante (21) auf der Gleitfläche (20) aufliegt und ein zweiter Schleiferträger (17) axial oberhalb des ersten Schleiferträgers (16) angeordnet und von diesem unter Bildung einer gemeinsamen Gleitflächenbe­ rührung gelagert ist.

6. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Abdeckhaube (24) eine weitere Gleitfläche (23) gebildet ist gegenüber dem zweiten, ihr zugewandten Schleifer­ träger (17).

7. Potentiometer nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gleitfläche (23) in der Abdeck­ haube (24) von einem metallischen Einlegeteil gebildet ist.

8. Potentiometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gleitfläche (23) in der Abdeckhaube (24) von einer den Widerstands- und Kollektor­ bahn(en) entsprechenden Oberflächenform aus dem gleichen Material gebildet ist.

9. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiferträger (16, 17) die Schleifer über einstückige, von Ein­ legeteilen freie Vorsprünge (16a, 17a) lagern, die die auf den Widerstands- und Kollektorbahnen (19a, 19b) gleitenden Schleifer (18) tragen.