Dispositivo de elemento sensor para un interruptor táctil capacitivo con un cuerpo eléctricamente conductivo y procedimiento para la fabricación de un cuerpo de este tipo.

Dispositivo de elemento sensor (11) para un interruptor táctil capacitivo,

presentando el dispositivo de elemento sensor un cuerpo (11, 111, 211, 311, 411) de forma tridimensional variable y elástico compresible, que es eléctricamente conductivo al menos por áreas y se extiende desde un empalme eléctrico (15) hacia una superficie de elemento sensor (14), presentando el cuerpo diferentes áreas, donde un área conductiva (13) es conductiva eléctricamente de manera continua entre el empalme eléctrico (15) y la superficie de elemento sensor (14), no siendo eléctricamente conductiva un área aislante (17), y encontrándose al menos un área aislante (17) entre varias áreas conductivas (13), caracterizado por el hecho de que las áreas conductivas (13) y la al menos un área aislante (17) están unidas unas a otras en una sola pieza.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03022329.

Solicitante: E.G.O. ELEKTRO-GERATEBAU GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ROTE-TOR-STRASSE 14 75038 OBERDERDINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHILLING, WILFRIED, WINKLER,UWE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01H1/06 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; pararrayos resistivos H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 1/00 Contactos (contactos líquidos H01H 29/04). › caracterizados por la forma o la estructura de la superficie de contacto, p. ej. estriada.
  • H01H36/00 H01H […] › Interruptores accionados por la variación del campo eléctrico o del campo magnético, p. ej. por el cambio de la posición relativa de un imán y de un interruptor, por pantalla.
  • H01R11/01 H01 […] › H01R CONEXIONES CONDUCTORAS DE ELECTRICIDAD; ASOCIACION ESTRUCTURAL DE UNA PLURALIDAD DE ELEMENTOS DE CONEXION ELECTRICA AISLADOS UNOS DE OTROS; DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO; COLECTORES DE CORRIENTE (interruptores, fusibles H01H; dispositivos de acoplamiento del tipo de guía de ondas H01P 5/00; disposiciones de conmutación para la alimentación o la distribución de energía eléctrica H02B; instalación de líneas eléctricas, cables o líneas o cables eléctricos y ópticos combinados, o de aparatos auxiliares H02G; medios impresos para realizar conexiones eléctricas con o entre circuitos impresos H05K). › H01R 11/00 Elementos individuales de conexión que aseguran varios puntos de conexión espaciados para órganos conductores que están o pueden estar interconectados de esta forma, p. ej. piezas terminales para hilos o cables, soportadas por el hilo o cable, y que tienen medios para facilitar la conexión eléctrica con cualquier hilo, borne, u órgano conductor, grupos de bornes (conexiones entre órganos en contacto directo H01R 4/00; asociación estructural de varios elementos de conexión eléctrica mutuamente aislados H01R 9/00; dispositivos de acoplamiento de dos partes H01R 12/70, H01R 24/00 - H01R 29/00, H01R 33/00; conectores de línea flexibles o giratorios H01R 35/00). › caracterizados por la forma o por la disposición de la interconexión entre sus emplazamientos de conexión.
  • H03K17/96 H […] › H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS.H03K TECNICA DE IMPULSO (medida de las características de los impulsos G01R; modulación de oscilaciones sinusoidales por impulsos H03C; transmisión de información digital, H04L; circuitos discriminadores de detección de diferencia de fase entre dos señales de conteo o integración de ciclos de oscilación H03D 3/04; control automático, arranque, sincronización o estabilización de generadores de oscilaciones o de impulsos electrónicos donde el tipo de generador es irrelevante o esta sin especificar H03L; arranque, sincronización o estabilización de generadores cuando el tipo de generadores es indiferente o no especificado H03L; codificación, decodificación o conversión de código, en general H03M). › H03K 17/00 Conmutación o apertura de puerta electrónica, es decir, por otros medios distintos al cierre y apertura de contactos (amplificadores controlados H03F 3/72; disposiciones de conmutación para los sistemas de centrales que utilizan dispositivos estáticos H04Q 3/52). › Conmutadores de contacto (especialmente adaptados para su uso en relojes electrónicos sin partes móviles G04G 21/08).
Dispositivo de elemento sensor para un interruptor táctil capacitivo con un cuerpo eléctricamente conductivo y procedimiento para la fabricación de un cuerpo de este tipo.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de elemento sensor para un interruptor táctil capacitivo con un cuerpo eléctricamente conductivo y procedimiento para la fabricación de un cuerpo de este tipo [0001] La invención se refiere a un dispositivo de elemento sensor según el concepto general de la reivindicación 1.

Los dispositivos de elemento sensor de este tipo son conocidos por ejemplo de la EP 859 467 B1. Ahí se describe un elemento sensor con un cuerpo que está configurado con forma aproximadamente alargada y cilíndrica o de forma barril. Como es evidente a partir de este estado de la técnica, se precisan para elementos sensores dispuestos unos al lado de otros o interruptores táctiles formados por éstos varios de tales cuerpos, los cuales estén dispuestos sobre una placa conductora. Como procedimiento de fabricación se describe cómo cuerpos de este tipo son cortados a longitudes de una barra larga por una máquina automática de montaje.

La US 6, 265, 682 describe un dispositivo de elemento sensor para un interruptor táctil capacitivo con un único cuerpo alargado, tipo clavija, elástico y conductivo eléctricamente. El cuerpo es conductivo eléctricamente y uniforme así como homogéneo de manera continua.

La EP 1 061 608 A describe un cuerpo de elastómero conductivo. Este cuerpo sirve para el empalme eléctrico directo de diferentes campos de contacto. También éste es conductivo eléctricamente y homogéneo de manera continua.

Objetivo y solución [0005] La invención se basa en la tarea de crear un dispositivo de elemento sensor mencionado en la introducción, en el que por un lado el cuerpo está configurado como elemento sensor de manera novedosa y presenta una funcionalidad ampliada.

Esta tarea es resuelta mediante un dispositivo de elemento sensor con las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas así como preferidas de la invención son objeto de las otras reivindicaciones y en lo sucesivo son descritas detalladamente. El texto de las reivindicaciones se realiza mediante la referencia explícita al contenido de la descripción.

Según la invención, el dispositivo de elemento sensor presenta un cuerpo de forma tridimensional variable yelástico compresible que forma el elemento sensor. Éste es conductivo eléctricamente y se extiende al menos en un área de un empalme eléctrico, por un lado, hacia una superficie de elemento sensor, por otro lado. En este caso, éste presenta, según la invención, diferentes áreas. Por un lado, esto es al menos un área conductiva, la cual se extiende entre un empalme eléctrico y una superficie de elemento sensor y es conductiva eléctricamente de manera continua. Además, está prevista al menos un área aislante que no es conductiva eléctricamente. Entre varias áreas conductivas se encuentra al menos un área aislante. De esta manera, pueden estar dispuestas ventajosamente áreas conductivas y áreas aislantes de manera alternante unas al lado de otras. Así es posible, según la invención, crear un cuerpo único y uniforme, que, como una única unidad constructiva y manejable bien, forme varios elementos sensores y, por consiguiente, varios interruptores táctiles.

Ventajosamente, la superficie del elemento sensor está formada por la superficie de una parte de un área conductiva. En este caso, la superficie del elemento sensor puede estar formada por la superficie de contacto entre una parte de un área conductiva y una cubierta, en la que se apoya el dispositivo de elemento sensor. Así, puede renunciarse a una superficie separada para reducir el gasto de fabricación. Este principio es conocido de la EP 859 467 B1, a la que se remite explícitamente en referencia a esto.

Otra ventaja se encuentra aquí en que no sólo una pluralidad de cuerpos pequeños es sustituida por un cuerpo único y mayor. Ello además puede simplificar mucho procesos de montaje, puesto que ya no tienen que manipularse y eventualmente introducirse o superponerse muchas piezas, sino sólo una pieza única.

Además se reconoce, sobre todo en comparación con la EP 859 467 B1 previamente citada, que los cuerpos de elemento sensor individuales, como han sido utilizados hasta el momento, son complicados de manejar, debido a su tamaño parcialmente pequeño. Un cuerpo mayor según la invención por el contrario es manejable con mayor facilidad.

Las varias áreas conductivas y la al menos un área aislante están unidas unas a otras mecánica y fijamente, en una sola pieza. De manera ventajosa, éstas están unidas unas a otras de tal manera que sean, por así decirlo, inseparables, es decir que no se separan unas de otras por sí mismas, sino únicamente mediante acción de fuerza.

Las zonas son ventajosamente alargadas entre el empalme eléctrico y la superficie del elemento sensor y presentan una dirección de extensión en esta dirección. En esta dirección de extensión, discurren ventajosamente todas las áreas conductivas, es decir, de manera especialmente ventajosa, paralelamente unas a otras. Es posible hacer que

también las áreas aislantes se extiendan en esta dirección de extensión. Es especialmente ventajoso si las áreas son cilíndricas con sección transversal redonda o angular.

El cuerpo se compone ventajosamente de un material gomoso para presentar las propiedades elásticas ycompresibles. Éste puede ser por ejemplo un material esponjado, lográndose la conductividad eléctrica mediante hollín o inclusiones metálicas. Para realizaciones más precisas de este cuerpo de elemento sensor, en especial en cuanto a la fabricación, propiedades del material o la composición, se remite a la EP 859 467 B1 así como a la US-PS 5, 087, 825.

El cuerpo puede ser parte de una barra, es decir, puede presentar una longitud muy grande. La dirección de extensión anteriormente citada de las áreas puede extenderse en este caso perpendicularmente a la dirección longitudinal de la barra. Esto significa que la barra está configurada de tal manera que presenta un gran número de áreas conductivas y aislantes dispuestas unas al lado de otras.

La barra mencionada anteriormente puede ser rectilínea en un estado básico, por ejemplo después de la fabricación. Esto se refiere de manera especialmente ventajosa a su dirección longitudinal, de modo que sea una barra recta. Según una configuración ventajosa, ésta puede ser doblegable en una dirección transversal a la dirección de extensión de las áreas, en especial puede ser doblegable elásticamente. Esto presenta la ventaja que, por ejemplo, pueden ser formados elementos sensores dispuestos en forma de arco con un cuerpo único. Para ello, es doblado únicamente el cuerpo de una manera deseada, lo cual es fácilmente posible por la elasticidad. Durante su fijación a una placa conductora o similar o detrás de un panel de control o similar, puede fijarse la forma curvada. Así, por ejemplo, son también posibles disposiciones circulares.

De manera alternativa a una barra doblegable de dicho tipo, el cuerpo puede estar configurado ya de forma predeterminable de manera arbitraria en sí, es decir, también con forma de zigzag o en formas que apenas sean fabricables mediante doblamiento. Esta forma puede lograrse de manera especialmente ventajosa mediante la realización, en especial el ensamblaje de las áreas individuales.

Las distancias de áreas unas de otras, en especial sus dimensiones totales como sección transversal y longitud, son iguales al menos en algunas áreas conductivas. De manera especialmente ventajosa, todas las áreas conductivas están configuradas de la misma manera. Esto tiene ante todo ventajas en cuanto a la técnica de fabricación, de modo que por ejemplo las áreas conductivas pueden ser separadas de un material de barra largo y pueden ser ensambladas junto con áreas aislantes, las cuales se fabrican por ejemplo de la misma manera, en un elemento sensor tipo barra.

Las áreas pueden formar, de manera adicional a una configuración alargada tipo barra, un cuerpo que esté realizado en tipo campo o de manera plana. Por consiguiente, diferentes áreas, en especial áreas conductivas y aislantes de manera alternante, pueden estar unidas unas a otras en ambas extensiones planas del cuerpo. En este caso, está previsto de manera especialmente ventajosa que las áreas conductivas a su vez estén separadas unas de otras en cada dirección mediante áreas aislantes. El cuerpo creado así puede formar una superficie cerrada o presentar escotaduras o aberturas. Por consiguiente, es posible que en la unión directa entre dos áreas conductivas más próximas una a la otra, cada una de las cuales forma elementos sensores, se encuentre un área aislante o un espacio de aire aislante. El cuerpo puede estar configurado de tal...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de elemento sensor (11) para un interruptor táctil capacitivo, presentando el dispositivo de elemento sensor un cuerpo (11, 111, 211, 311, 411) de forma tridimensional variable y elástico compresible, que es eléctricamente conductivo al menos por áreas y se extiende desde un empalme eléctrico (15) hacia una superficie de elemento sensor (14) , presentando el cuerpo diferentes áreas, donde un área conductiva (13) es conductiva eléctricamente de manera continua entre el empalme eléctrico (15) y la superficie de elemento sensor (14) , no siendo eléctricamente conductiva un área aislante (17) , y encontrándose al menos un área aislante (17) entre varias áreas conductivas (13) , donde las áreas conductivas (13) y la al menos un área aislante (17) están unidas entre sí en una sola pieza caracterizado por el hecho de que el cuerpo (11) está provisto en el lado orientado hacia el empalme eléctrico (32) de una capa aislante, presentando el empalme eléctrico clavijas de contacto alargadas y elevadas, que por medio de la capa aislante colindan con el área conductora para la creación del empalme eléctrico.

2. Dispositivo de elemento sensor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la superficie de elemento sensor (14) está formada mediante la superficie de una parte de un área conductiva (13) , donde la superficie de elemento sensor está formada por la superficie de contacto entre una parte de un área conductiva y una cubierta (40) contra la cual se apoya el dispositivo de elemento sensor (11) .

3. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en la dirección de extensión, desde el empalme eléctrico (15) hacia la superficie de elemento sensor (14) se extienden al menos las áreas conductivas (13) aproximadamente en la misma dirección, preferiblemente de forma paralela, donde especialmente también las áreas aislantes (17) se extienden en esta dirección y las

áreas son cilíndricas.

4. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las áreas (13, 17) son alargadas visto en esta dirección de expansión, presentando éstas preferiblemente una extensión más larga en la dirección de extensión que en otra dirección transversal a la misma.

5. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el cuerpo (11) está compuesto de un material gomoso, el cual está hecho de manera conductiva en especial con inclusiones.

6. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el cuerpo (11) es parte de una barra, donde la dirección de extensión de las áreas (13, 17) es perpendicular a la dirección longitudinal de la barra, donde en especial la barra es rectilínea en el estado básico, preferiblemente en la dirección longitudinal, donde la misma es doblegable en una dirección transversal a la dirección de extensión de las áreas.

7. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las áreas forman un cuerpo tipo campo, expandido de manera plana perpendicularmente a la dirección de extensión, estando dispuestas áreas conductivas (13) y aislantes (17) de manera alternante en ambas extensiones del cuerpo y estando preferiblemente las áreas conductivas (13) separadas unas de otras en cada 45 dirección.

8. Dispositivo de elemento sensor según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que en la unión directa entre dos áreas conductivas (13) más próximas una de la otra se encuentran un área aislante (17) o un espacio de aire.

9. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una capacidad de corte del cuerpo o una capacidad de separación en los puntos de unión de dos áreas, preferiblemente una capacidad de corte por desmontaje o arranque manual sin medios auxiliares.

10. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el empalme eléctrico presenta contactos (32) , donde en especial los contactos (32) presentan al menos la distancia de dos áreas conductivas (13) una de la otra, y preferiblemente están previstas varias áreas conductivas (13) entre dos contactos (32) más próximos uno del otro.

11. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que un área aislante (17) forma un dieléctrico entre dos áreas conductivas (13) de tal manera que están formadas capacidades trasversales (Cp) o uniones capacitivas entre las áreas conductivas.

12. Dispositivo de elemento sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de

que un área conductiva (13) está envuelta completamente por una o varias áreas aislantes (17) en dirección lateral transversalmente a su dirección de extensión.


 

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