DE19708248C2 - Vorrichtung mit variablem Widerstand - Google Patents
Vorrichtung mit variablem WiderstandInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
mit variablem Widerstand, die einen auf einem Substrat gebil
deten Widerstand hat, und auch auf eine Vorrichtung zur Posi
tionserfassung, wie eine Drosselklappenfühlvorrichtung, eine
Steuerungsfühlvorrichtung, eine Körpergrößenfühlvorrichtung
oder dergleichen für ein Fahrzeug.
Eine herkömmliche Vorrichtung mit variablem Widerstand ist in
der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldungs
schrift Nr. Hei 1-95602 offenbart. In dieser offengelegten
Anmeldungsschrift ist eine Fühlvorrichtung zur Erfassung ei
nes Öffnens einer Drosselklappe beschrieben, wie teilweise in
Fig. 4 gezeigt. In der Fühlvorrichtung wird die Verbindung
zwischen einem Drosselklappenöffnungserfassungsteil, das auf
einem von einem Substratträger 8 getragenen Substrat 3 be
reitgestellt ist, und einem zusammen mit einem Gehäuse 1 ge
bildeten Kontaktanschluß 31 durch ein Anschlußteil 26, das
mit dem Drosselklappenöffnungserfassungsteil elektrisch ver
bunden ist, und durch ein Zungenleiterstück 36 erreicht, das
eine federnde Elastizität hat, durch welches es in eine im
wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Anschlußteils 26
angeordnete Richtung gedrückt wird, um so das Anschlußteil 26
mit dem Kontaktanschluß 31 elektrisch zu verbinden, wodurch
die elektrische Verbindung des Anschlußteils 26 mit einer ex
ternen Vorrichtung ermöglicht wird. Das Gehäuse 1 ist an ei
ner im Gehäuse 1 bereitgestellten Zusammenfügungsstelle 1a
mit einer Abdeckung 9 verbunden.
Da jedoch in dieser herkömmlichen Vorrichtung mit variablem
Widerstand die elektrische Verbindung des Anschlußteils 26
auf dem Substrat 3 mit dem Kontaktanschluß 31 durch Drücken
des Zungenleiterstücks 36 gegen das Anschlußteil 26 erfolgt,
besteht die Möglichkeit, daß sich durch Oxidation oder Feuch
tigkeit eine Isolationsschicht an der Kontaktstelle zwischen
dem Zungenleiterstück 36 und dem Anschlußteil 26 bildet, wo
durch Probleme bei der elektrischen Leitung ausgelöst werden.
Zusätzlich kann zwischen dem Substrat 3 und dem Kontak
tanschluß 31 durch Schwingungen oder dergleichen ein mangeln
der Kontakt hervorgerufen werden. Daraus wird gefolgert, daß
im Stand der Technik eine gute elektrische Verbindung zwi
schen dem Kontaktanschluß 31 und dem Drosselklappenöffnungs
erfassungsteil nicht gewährleistet werden kann. Wenn das
Anschlußteil 26 und der Kontaktanschluß 31 zur zuverlässigen
Leitung aneinander gelötet werden, steigt die Herstellungs
zeit, und des weiteren ist ein Freiraum zwischen dem Substrat
3 und dem Gehäuse 1 erforderlich, um das Substrat 3 am Gehäu
se 1 zu befestigen, was zu einem Aufbau führt, welcher im Wi
derspruch zur Forderung nach einer Verringerung der Größe ei
ner Vorrichtung mit variablem Widerstand steht.
Die Offenlegungsschrift DE 39 28 036 A1 offenbart einen ver
stellbaren Widerstand mit einem auf einem Substrat vorgesehe
nen Widerstand und drei Anschlußstellen. Der Widerstand ist
mit den Anschlußstellen mit einer elektrisch leitenden Paste
verbunden, die vorzugsweise ein duroplastisches Harz aufweist
sowie eine elektrisch leitende Komponente, wie beispielsweise
Silber oder Kohlenstoff.
Darüber hinaus ist aus dem US-Patent Nr. 4.095.209 ein elekt
rischer Widerstand mit einer elektrisch leitenden
Anschlußfläche und einer Anschlußstelle bekannt. Dabei sind
die Anschlußfläche und die Anschlußstelle mittels eines e
lektrisch leitenden thermoplastischen Verbindungsmaterials
elektrisch miteinander verbunden. Dieses thermoplastische
Verbindungsmaterial weist ein Harz auf und ist mit elektrisch
leitenden Partikeln vermischt, wie beispielsweise Graphit,
Silber, Kohlenstoff etc.
Aus dem US-Patent Nr. 4.430.634 ist allgemein das Ultra
schallverbinden im Zusammenhang mit der Herstellung von vari
ablen Widerständen bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in Bereitstel
lung eines verstellbaren Widerstands, der über seine gesamte
Lebensdauer eine zuverlässige Funktion hat sowie mit geringen
Kosten hergestellt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung mit
variablem Widerstand mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1
bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Her
stellen eines verstellbaren Widerstands mit den Merkmalen ge
mäß Anspruch 2 geschaffen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen definiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit variablem Widerstand ge
hört zu einer Art von Widerstandsvorrichtung, bei der eine
Bürste auf dem Widerstand gleiten kann und die sich in Abhän
gigkeit von der Position der Bürste ändernde Spannung erfaßt
wird. Derartige Widerstandsvorrichtungen werden typischerwei
se in Geräten zur Erfassung einer der erfaßten Spannung ent
sprechenden Position eingesetzt. Normalerweise steigt, da der
spezifische Volumenwiderstand des Widerstands erhöht wird,
die Änderung der einer Verschiebung der Bürste entsprechenden
erfaßten Spannung, wodurch die Erfassung mit erhöhter Genau
igkeit ermöglicht wird. Da jedoch übermäßig große spezifische
Volumenwiderstandswerte des Widerstands den Stromfluß durch
den Widerstand in unerwünschten Ausmaßen behindern, ist der
spezifische Volumenwiderstand des Widerstands normalerweise
auf einen Bereich von 102 bis 104 Ω.cm eingeschränkt. Wenn
der spezifische Volumenwiderstand des Widerstands in einem
derart normalen Bereich liegt, wird durch die Einfügung eines
elektrisch leitfähigen Harzelements kein Problem hinsichtlich
des Betriebs einer Vorrichtung mit variablem Widerstand her
vorgerufen. Dadurch wird erklärt, warum das elektrisch leit
fähige Harzelement erfindungsgemäß zur elektrischen Verbin
dung des Widerstands mit dem Anschluß verwendet werden kann.
Durch Einsatz des elektrisch leitfähigen Harzes wird erfin
dungsgemäß der Freiheitsgrad bei der Verbindung des Anschlus
ses mit dem Widerstand während der Herstellung der Vorrich
tung mit variablem Widerstand erhöht. Beispielsweise können
das Substrat und das elektrisch leitfähige Harz durch Ein
spritzen zusammen geformt werden, um so eine ausreichende e
lektrische Leitung zwischen dem Anschluß und dem Widerstand
zu gewährleisten, ohne daß die Dicke des Substrats erhöht
wird.
Das elektrisch leitfähige Harzelement kann zusätzlich zum
thermoplastischen Harz ein Metall enthalten, wobei das Zusam
mensetzungsverhältnis des elektrisch leitfähigen Harzes in
nerhalb eines derartigen Bereichs liegt, daß ein Spritzgießen
des elektrisch leitfähigen Harzes möglich ist. Durch diese
bevorzugte, aber nicht wesentliche Einschränkung des Zusam
mensetzungsverhältnisses des elektrisch leitfähigen Harzes
wird der Freiheitsgrad für die Verbindung zwischen dem
Anschluß und dem Widerstand während der Herstellung der Vor
richtung mit variablem Widerstand erhöht, so daß die Anzahl
an für die elektrische Verbindung zwischen dem Widerstand und
dem Anschluß erforderlichen Komponententeilen verringert und
die Herstellungszeit ebenfalls verringert werden kann. Des
weiteren kann das elektrisch leitfähige Harzelement ein Mate
rial sein, in welchem Metallfasern oder Fasern, die auf ihren
Oberflächen Metall tragen, im thermoplastischen Harz disper
giert sind, so daß durch Berührungen zwischen den Metallfa
sern eine Leitfähigkeit bereitgestellt wird. Beispiele für
Metallfasern schließen Kupferfasern, Kupferlegierungsfasern,
Edelstahlfasern, Aluminiumfasern und Nickelfasern ein. Bei
spiele für das thermoplastische Harz schließen Polybutylente
rephthalat, Polyethylenterephthalat, Polyphenylensulfid, Po
lyamid, Flüssigkristallpolymere, Polystyrol, Polyetherimid,
Polybenzimidazol, Polyetheretherketon und Polyethersulfon
ein.
Das elektrisch leitfähige Harzelement kann mindestens 80 Vol.-%
des thermoplastischen Harzes und höchstens 20 Vol.-%
des Metalls enthalten. Der spezifische Volumenwiderstand des
elektrisch leitfähigen Harzelements kann innerhalb eines Be
reichs von etwa 10-4 bis 1,0 Ω.cm liegen. Durch diese bevor
zugte, aber nicht wesentliche Einschränkung des Zusammenset
zungsverhältnisses, wobei das Volumenverhältnis des thermo
plastischen Harzes relativ groß ist, wird die Vorrichtung mit
variablem Widerstand mit ausreichender Leitfähigkeit bereit
gestellt und das Spritzgießen des elektrisch leitfähigen Har
zes erleichtert.
Der spezifische Volumenwiderstand des Widerstands kann min
destens das 103-fache des spezifischen Volumenwiderstands des
elektrisch leitfähigen Harzelements betragen. Durch diese be
vorzugte, aber nicht wesentliche Einschränkung wird der
Einfluß des Stromflusses durch das elektrisch leitfähige
Harzelement auf die Erfassung des durch die Gleitbewegung der
Bürste auf dem Widerstand variierenden Widerstands im wesent
lichen ausgeschaltet.
Der spezifische Volumenwiderstand des Widerstands kann inner
halb eines Bereichs von 102 bis 104 Ω.cm und der spezifische
Volumenwiderstand des elektrisch leitfähigen Harzelements in
nerhalb eines Bereichs von 10-4 bis 1,0 Ω.cm liegen. Diese
Einschränkung ist erfindungsgemäß bevorzugt, aber nicht we
sentlich. Da durch den relativ hohen Vorgabebereich des spe
zifischen Volumenwiderstands des Widerstands die Erfassungs
genauigkeit der Vorrichtung mit variablen Widerstand be
trächtlich verbessert wird, hat der Einsatz eines elektrisch
leitfähigen Harzelements mit einem spezifischen Volumenwider
stand von 10-4 bis 1,0 Ω.cm im wesentlichen keinen nachteili
gen Effekt auf die Positionserfassung durch die Vorrichtung
mit variablem Widerstand.
Das elektrisch leitfähige Harzelement kann ein erstes, zusam
men mit dem Anschluß gebildetes elektrisch leitfähiges Harz
teil, sowie ein zweites, auf dem Substrat gebildetes elekt
risch leitfähiges Harzteil umfassen, und das erste elektrisch
leitfähige Harzteil und das zweite elektrisch leitfähige
Harzteil können durch Ultraschallverbinden miteinander ver
bunden werden. Da der Anschluß und der Widerstand auf dem
Substrat durch das Ultraschallverbinden der ersten und zwei
ten elektrisch leitfähigen Harzteile miteinander elektrisch
verbunden sind, kann im Vergleich zum herkömmlichen Einsatz
von Löten die Herstellungszeit verringert werden. Zusätzlich
wird durch diesen Aufbau, da durch das im elektrisch leitfä
higen Harz enthaltene Metall elektrische Kontakte mit dem
Anschluß ausgebildet werden und die Kontakte in den elekt
risch leitfähigen Harzteilen erhalten bleiben, der Einfluß
der umgebenden Atmosphäre eingedämmt, wodurch die Zuverläs
sigkeit erhöht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausfüh
rungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen zur Darstellung glei
cher Elemente verwendet werden.
Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der
Vorrichtung mit variablem Widerstand;
Fig. 2 eine an der Ebene A-A aus Fig. 1 entnommene Schnittan
sicht;
Fig. 3 eine andere Schnittansicht der erfindungsgemäßen Aus
führungsform; und
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils einer herkömmli
chen Vorrichtung mit variablem Widerstand.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt eine Vorrich
tung mit variablem Widerstand 10 ein aus einem Harz zusammen
mit einem Anschlußkasten 21 gebildetes Gehäuse 11, ein aus
einem thermoplastischen Harz mit einem ersten elektrisch
leitfähigen Harzteil 15 zusammengefügtes, durch Spritzgießen
gebildetes Substrat 13, ein auf dem Substrat 13 durch Sieb
druck gebildeter Widerstand 20, eine mit dem Widerstand 20 in
Gleitkontakt befindliche Bürste 18, eine an die Bürste 18 ge
schweißte und durch eine Rückholfeder 17 angetriebene Bürs
tenhaltevorrichtung 12, einen aus einem Metall gefertigten
Anschluß 14 und ein mit dem Anschluß 14 zusammen gebildetes
zweites elektrisch leitfähiges Harzteil 16.
Das elektrisch leitfähige Harz der ersten und zweiten Teile
15, 16 ist ein Harzmaterial, in welchem Metallfasern oder Fa
sern, die auf ihren Oberflächen Metall tragen, in einem ther
moplastischen Harz dispergiert sind. Beispiele für Metallfa
sern schließen Kupferfasern, Kupferlegierungsfasern, Edel
stahlfasern, Aluminiumfasern und Nickelfasern ein. Beispiele
für das elektrisch leitfähige Harz schließen Polybutylenterephthalat,
Polyethylenterephthalat, Polyphenylensulfid, Po
lyamid, Flüssigkristallpolymere, Polystyrol, Polyetherimid,
Polybenzimidazol, Polyetheretherketon und Polyethersulfon
ein. Gemäß dieser Ausführungsform ist das elektrisch leitfä
hige Harz der ersten und zweiten Teile 15, 16 eine Dispersion
aus Kupferfasern und Polybutylenterephthalat, und die Kupfer
fasern sind durch ein Metall verbunden, das bei einer zum
Zeitpunkt des Spritzgießens der Harzdispersion auftretenden
Temperatur schmelzbar ist. Die Zusammensetzung des elektrisch
leitfähigen Harzes beträgt gemäß der Ausführungsform 97 Vol.-
% an dem thermoplastischen Harz und 3 Vol.-% an den Kupferfa
sern. Durch diese Zusammensetzung wird es ermöglicht, das e
lektrisch leitfähige Harz durch Einspritzen auf im wesentli
chen die gleiche Weise wie bei einem gewöhnlichen thermoplas
tischen Harz zu den ersten und zweiten Teilen 15, 16 zu for
men. Der spezifische Volumenwiderstand der ersten und zweiten
elektrisch leitfähigen Harzteile 15, 16 beträgt gemäß dieser
Ausführungsform etwa 10-2 Ω.cm.
Der Widerstand 20 wird durch Siebdruck einer Paste, welche
ein Lösungsmittel, Ruß und ein heißhärtbares Harz als Binde
mittel enthält, und durch Backen der gedruckten Paste und
Stehenlassen zur Aushärtung gebildet. Der spezifische Volu
menwiderstand des Widerstands 20 beträgt etwa 5 × 103 Ω.cm.
Die spezifischen Volumenwiderstände des Widerstands 20 und
der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Harzteile 15,
16 werden nachstehend diskutiert. Normalerweise wird die Er
fassungsgenauigkeit einer auf einer Verschiebung der Bürste
18 basierenden Spannungsänderung mit dem Ansteigen des spezi
fischen Volumenwiderstands des Widerstands 20 verbessert. Da
jedoch ein übermäßig großer Wert des spezifischen Volumenwi
derstands des Widerstands 20 den Stromfluß durch den Wider
stand 20 in einem unerwünschten Ausmaß behindert, beträgt der
spezifische Volumenwiderstand des Widerstands 20 vorzugsweise
etwa 5 × 103 Ω.cm. Wenn ein derart bevorzugter spezifischer
Volumenwiderstand des Widerstands 20 gegeben ist, kann der
spezifische Volumenwiderstand der ersten und zweiten elekt
risch leitfähigen Harzteile 15, 16, welche den Widerstand 20
mit dem Anschluß 14 verbinden, auf 10-2 Ω.cm festgelegt wer
den, ohne daß dadurch ein Problem beim Betrieb der Vorrich
tung mit variablem Widerstand hervorgerufen wird. Aus diesem
Grund kann das elektrisch leitfähige Harz als elektrisch
leitfähiges Material der Vorrichtung mit variablem Widerstand
verwendet werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung eines Teils
der Vorrichtung mit variablem Widerstand 10 beschrieben. Das
zweite elektrisch leitfähige Harzteil 16 und der Anschluß 14
werden zusammengefügt, indem das geschmolzene elektrisch
leitfähige Harz in einen Hohlraum (nicht gezeigt) gespritzt
wird, während der Anschluß 14 in den Hohlraum und eine Form
(nicht gezeigt) eingesetzt wurde, und das Formteil aus dem
zweiten elektrisch leitfähigen Harzteil 16 und dem Anschluß
14 zur Verfestigung des zweiten elektrisch leitfähigen Harz
teils 16 abgekühlt wird. Durch dieses Formverfahren wird das
zweite elektrisch leitfähige Harzteil 16 mit einem Vorsprung
19 versehen, um den Anschluß 14 vor dem Abfallen zu bewahren.
Der Anschluß 14 und das zweite elektrisch leitfähige Harzteil
16, die so zusammengefügt wurden, werden dann mit dem Gehäuse
11 zusammengefügt, welches den Anschlußkasten 21 besitzt, in
dem ein geschmolzenes thermoplastisches Harz nach dem Einset
zen des Anschlusses 14 in einen Hohlraum (nicht gezeigt) und
eine Form (nicht gezeigt) in den Hohlraum gespritzt und das
Formteil aus dem thermoplastischen Harz zur Verfestigung des
thermoplastischen Harzes abgekühlt wird.
Das Substrat 13 und das erste elektrisch leitfähige Harzteil
15 werden wie vorstehend genannt zusammengefügt aus einem
thermoplastischen Harz gebildet. In Fig. 3 ist das Substrat
13 gezeigt, bei dem der Widerstand 20 noch nicht gebildet
worden ist. Das erste elektrisch leitfähige Harzteil 15 um
faßt drei Inseln: Eine Insel 15a, die an den Pluspol einer
Batterie (nicht gezeigt) elektrisch angeschlossen ist, eine
Insel 15b, die an den Minuspol der Batterie elektrisch ange
schlossen ist, und eine Insel 15c, die an ein Spannungserfas
sungsteil (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Jede Insel wird
über das zweite elektrisch leitfähige Harzteil 16 mit dem
Anschluß 14 elektrisch verbunden.
Nachdem die Rückholfeder 17 in dem aus thermoplastischem Harz
gemachten Gehäuse 11 angebracht ist, wird die Bürstenhalte
vorrichtung 12 in das Gehäuse 11 eingesetzt. Dann werden,
während das Substrat 13 mit einem Ende des Gehäuses 11 in
Kontakt gehalten wird, das Substrat 13 und das Gehäuse 11
durch Ultraschallverbinden miteinander verbunden. Ein Aufbau
wird derart gestaltet, daß bei Berührung des Endes des Gehäu
ses 11 durch das Substrat 13 auch das erste elektrisch leit
fähige Harzteil 15 das zweite elektrisch leitfähige Harzteil
16 berührt. Dadurch werden die ersten und zweiten elektrisch
leitfähigen Harzteile 15, 16 durch Ultraschallverbinden
leicht miteinander elektrisch verbunden. Der auf dem Substrat
13 gebildete Widerstand 20 wird so durch die ersten und zwei
ten elektrisch leitfähigen Harzteile 15, 16 mit dem Anschluß
14 elektrisch verbunden.
Da das Substrat 13 und das elektrisch leitfähige Harzteil 15
durch Einspritzen zusammen geformt werden, wird durch die
Ausführungsform eine ausreichende elektrische Leitung zwi
schen dem Anschluß 14 und dem Widerstand 20 gewährleistet,
ohne daß die Dicke des Substrats 13 erhöht wird. Zusätzlich
wird durch diesen Aufbau, da durch die im elektrisch leitfä
higen Harz enthaltenen Kupferfasern elektrische Kontakte mit
dem Anschluß 14 ausgebildet werden und die Kontakte in den
elektrisch leitfähigen Harzteilen 15, 16 erhalten bleiben,
der Einfluß der umgebenden Atmosphäre eingedämmt.
Es wird nun ein Gerät beschrieben, bei dem die vorstehend be
schriebene Vorrichtung mit variablem Widerstand 10 als Dros
selklappenfühlvorrichtung zur Erfassung des Öffnens einer
Drosselklappe eingesetzt wird. Wenn ein Magnetschalter (nicht
gezeigt) eingeschaltet wird, versorgt eine Batterie (nicht
gezeigt) den Anschluß 14 mit Strom. Der Strom fließt durch
das zweite elektrisch leitfähige Harzteil 16, das erste e
lektrisch leitfähige Harzteil 15, den Widerstand 20 und die
Bürste 18, und die Ausgangsspannung wird von einer Ausgangs
spannungserfassungsvorrichtung (nicht gezeigt) erfaßt.
Wenn dann ein Gaspedal heruntergedrückt wird, öffnet sich die
Drosselklappe um eine dem Herunterdrücken des Gaspedals ent
sprechende Öffnung. Wenn das Herunterdrücken des Gaspedals
verringert wird, bewegt sich die Drosselklappe entsprechend
auf die geschlossene Stellung zu. Bei Bewegung der Drossel
klappe rotiert oder dreht sich die Bürstenhaltevorrichtung 12
entsprechend auf eine ineinandergreifende Art, wobei der Kon
takt der Bürste 18 über den Widerstand 20 gedreht wird. Beim
Drehen der Bürste 18 ändert sich entsprechend die Pfadlänge
des Stroms von der Batterie, so daß sich der Pfadwiderstand
und entsprechend die Ausgangsspannung ändert. Daher wird
durch die Erfassung der Ausgangsspannung eine Grundlage für
die Bestimmung der Öffnung einer Drosselklappe bereitge
stellt.
Obwohl gemäß der Ausführungsform der Einzelwiderstand 20 auf
das Substrat 13 und das erste elektrisch leitfähige Harzteil
15 gedruckt ist, kann auch ein vielschichtiger Widerstands
körper durch beispielsweise Bildung einer Schicht aus Silber
paste auf der Oberfläche des ersten elektrisch leitfähigen
Harzteils 15 und anschließendes Aufdrucken von zwei Schichten
aus einer Ruß und ein Lösungsmittel enthaltenden Paste gebil
det werden. Durch einen derartigen vielschichtigen Aufbau
werden im wesentlichen die gleichen Vorteile wie bei der Aus
führungsform erzielt.
Zusätzlich ist, obwohl die Vorrichtung mit variablem Wider
stand gemäß der Ausführungsform als Drosselklappenfühlvor
richtung zur Erfassung des Öffnens einer Drosselklappe ver
wendet wird, die Anwendung der Vorrichtung mit variablem Wi
derstand nicht auf eine Drosselklappenfühlvorrichtung be
grenzt. Die Vorrichtung mit variablem Widerstand gemäß der
Ausführungsform ist bei jedem Gerät anwendbar, bei welchem
entsprechend einer Änderung der erfaßten Spannung eine Posi
tion oder eine Geschwindigkeit erfaßt wird.
Obwohl gemäß der Ausführungsform das elektrisch leitfähige
Harz 97 Vol.-% thermoplastisches Harz und 3 Vol.-% Kupferfa
sern enthält, können die Mengen an thermoplastischem Harz und
Metall auf Werte eingestellt werden, durch die das Spritzgie
ßen des elektrisch leitfähigen Harzes ermöglicht wird, wobei
im Vergleich zum Stand der Technik der Freiheitsgrad bei der
Verbindung des Anschlusses mit dem Widerstand während der
Herstellung der Vorrichtung mit variablem Widerstand immer
noch erhöht wird.
Die Mengen an thermoplastischem Harz und Metall im elektrisch
leitfähigen Harz können auch jeweils auf einen Wert gleich
oder größer als 80 Vol.-% und gleich oder kleiner als 20 Vol.-%
eingestellt werden, wodurch eine ausreichende Leitfä
higkeit für die Vorrichtung mit variablem Widerstand bereit
gestellt und das Spritzgießen des elektrisch leitfähigen Har
zes erleichtert wird.
Obwohl gemäß der Ausführungsform der spezifische Volumenwi
derstand des Widerstands und der spezifische Volumenwiderstand
der elektrisch leitfähigen Harzteile jeweils 5 × 103 Ω.cm
und 10-2 Ω.cm beträgt, ist es auch möglich, eine Bezie
hung festzulegen, daß der spezifische Volumenwiderstand des
Widerstands mindestens das 103-fache des spezifischen Volu
menwiderstands der elektrisch leitfähigen Harzteile beträgt.
Durch diese Beziehung wird im wesentlichen der Einfluß des
Stromflusses durch das elektrisch leitfähige Harzelement auf
die Erfassung des bei Gleitbewegung der Bürste auf dem Wider
stand variierenden Widerstands ausgeschaltet.
Zusätzlich kann der spezifische Volumenwiderstand des Wider
stands auf einen relativ hohen Wert innerhalb des Bereichs
von 102 bis 104 Ω.cm eingestellt werden, während der spezifi
sche Volumenwiderstand der elektrisch leitfähigen Teile auf
den Bereich von 10-4 bis 1,0 Ω.cm eingestellt ist. Bei dieser
relativ hohen Einstellung des spezifischen Volumenwiderstands
des Widerstands hat der Einsatz der elektrisch leitfähigen
Harzteile im wesentlichen keinen nachteiligen Effekt auf die
Positionserfassung durch die Vorrichtung mit variablem Wider
stand.
Wie vorstehend beschrieben hat eine Vorrichtung mit variablem
Widerstand von kompakter Größe einen Anschluß zur elektri
schen Verbindung mit einer externen Vorrichtung, einen mit
einer Bürste in Gleitkontakt befindlichen Widerstand, und aus
einem elektrisch leitfähigen, ein thermoplastisches Harz ent
haltenden Harz gebildete Verbindungsteile. Die Verbindungs
teile aus einem elektrisch leitfähigen Harz sorgen leicht für
eine zuverlässige elektrische Verbindung des Anschlusses mit
dem Widerstand, wenn die Verbindungsteile durch beispielswei
se Ultraschallverbinden miteinander verbunden werden.
Claims (6)
1. Verstellbarer Widerstand (10) mit einem auf einem
Substrat (13) getragenen Widerstand (20), der sich mit
einer Bürste (18) in schleifendem Kontakt befindet, mit
zumindest einem externen elektrischen Anschluss (14) und
einem elektrisch leitenden thermoplastischen Harzelement (15, 16) für die
elektrische Verbindung zwischen dem Widerstand (20) und dem
Anschluss (14), dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch
leitende thermoplastische Harzelement (15, 16) ein erstes auf dem Substrat
(13) gebildetes thermoplastisches Harzteil (15) und ein zweites zusammen mit
dem Anschluss (14) gebildetes thermoplastisches Harzteil (16) umfasst, die
miteinander verbunden sind.
2. Verfahren zur Herstellung eines verstellbaren
Widerstands (10) mit einem auf einem Substrat (13)
getragenen Widerstand (20), der sich mit einer Bürste (18)
in schleifendem Kontakt befindet, mit zumindest einem
externen elektrischen Anschluss (14) und einem elektrisch
leitenden thermoplastischen Harzelement (15, 16) für die elektrische
Verbindung zwischen dem Widerstand (20) und dem Anschluss
(14), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausbilden eines ersten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteils (15) auf dem Substrat (13) durch Spritzgießen,
Ausbilden eines zweiten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteils (16) an dem elektrischen Anschluss (14) durch Spritzgießen,
Verbinden des ersten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteils (16) mit dem zweiten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteil (15).
Ausbilden eines ersten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteils (15) auf dem Substrat (13) durch Spritzgießen,
Ausbilden eines zweiten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteils (16) an dem elektrischen Anschluss (14) durch Spritzgießen,
Verbinden des ersten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteils (16) mit dem zweiten elektrisch leitenden thermoplastischen Harzteil (15).
3. Vorrichtung mit variablem Widerstand nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrisch leitfähige Harzelement (15, 16)
zusätzlich zu dem thermoplastischen Harz ein Metall enthält
und das Zusammensetzungsverhältnis innerhalb eines
derartigen Bereichs liegt, dass das Spritzgießen des
elektrisch leitfähigen Harzes möglich ist.
4. Vorrichtung mit variablem Widerstand nach
Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrisch leitfähige Harzelement (15, 16)
mindestens 80 Vol.-% von dem thermoplastische Harz und
höchstens 20 Vol.-% von dem Metall enthält.
5. Vorrichtung mit variablem Widerstand nach einem
der Ansprüche 1, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der spezifische Volumenwiderstand des Widerstands (20)
mindestens das 103-fache des spezifischen
Volumenwiderstands des elektrisch leitfähigen Harzelements
(15, 16) beträgt.
6. Vorrichtung mit variablem Widerstand nach einem
der Ansprüche 1 oder 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der spezifische Volumenwiderstand des Widerstands (20)
innerhalb eines Bereichs von 102 bis 104 Ω.cm und der
spezifische Volumenwiderstand des elektrisch leitfähigen
Harzelements (15, 16) innerhalb eines Bereichs von 10-4 bis
1,0 Ω.cm liegt.
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