专利名称：用于电容性触摸开关和操作设备的传感器元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电容性触摸开关的传感器元件，且涉及具有数个这 样的传感器元件的用于电气用具的操作设备。
技术背景乂人现有才支术中，例如从US 2005/0248544 Al或US 5,917,165 Al 中已知构造用于电容性触摸开关的带有弹性导电传感器元件主体的传 感器元件。传感器元件主体的前部面或端部接合在操作表面的下侧且在 所述的表面上形成了电容器的电容器板，或传感器元件的功能部分。另 一个前部面接合在支承件上且电接触。传感器元件主体在操作表面和支 承件之间被压缩。在带有多个传感器元件的操作设备的情况中，为使得 压缩所需的力或总加和的弹簧张力不过大，在根据US 2005/0248544 Al 的现有技术中试图通过横过孔降低弹簧张力。然而，这形成了显著的成 本因素。发明内容本发明的问题是提供前述的传感器元件和前述的操作设备，使得能 避免现有技术的问题，且特別地提供可以更容易地压缩或具有降低的弹 簧张力的传感器元件。此问题通过具有权利要求1的特征的传感器元件和带有数个这样的 传感器元件的具有权利要求15的特征的操作设备解决。本发明的有利 的和优选的发展形成了进一步的权利要求的主题，且在后文中更详细地 解释。通过明确的参考，权利要求书的文字形成了本说明书的内容的部 分。在第一端，传感器元件主体具有笫一前部面，且在不同的第二端， 特别是在相对的端，传感器元件主体具有第二前部面。传感器元件也由 基本上均质的材料形成。根据本发明，传感器元件主体的形状与纯粹的圆柱形形状的差异在于，在其外轮廓上提供了凹陷和/或凸起，且凹陷和 /或凸起可以例如以沟冲曹的方式构造。凹陷和/或凸起延伸过传感器元件主体的长度从第一前部面到第二前部面且超过传感器元件主体的长度， 且所述的延伸的方向相对于传感器元件主体的纵向方向倾斜或相对于 前部面倾斜。因此，根据本发明，不仅通过凸起之间的凹陷减少了材料， 而且必然导致了更容易的压縮性。作为凹陷和/或凸起的倾斜路径的结 果，与直路径相比，可更容易地导致在对应于传感器元件主体的纵向方 向上或垂直于前部面的方向上的压缩。因此，可以造成一种类型的扭转 或转动的传感器元件主体。在本发明的发展中，前述的所有凹陷和/或凸起的延伸方向具有对于 传感器元件主体的纵向轴线或对于前部面的相同的倾斜角。这样的角度例如可以为15度至60度，优选地大致20度。根据本发明的进一步的发展，传感器元件可以具有带有偏离圓形的 轮廓或形状的截面。在前部面之间的方向上，传感器元件主体可以具有 连续地相同的截面，但截面连续地沿传感器元件主体的纵向轴线转动， 且特别是均匀地绕中央纵向轴线转动，这给出了前述的扭转的传感器元地为45度或60度。截面的形状可以是规则的，例如以具有尖角或倒圆的凸起和凸起之 间的凹陷的星形的形式。可以具有四个至十个这样的尖角或凸起，或甚 至更多，例如可以具有六个至八个。尖角或凸起在传感器元件主体长度 上且超过该长度的行径因此形成了倾斜的肋，所述的肋成形为单件或以 其为均质的和整体的方式整体地成形在传感器元件主体的内部部分上。前述的尖角或凸起可以例如略樣i突出过中间凹陷例如直径的5 %至 30%。特别地有利的是，它们突出在10%至20%之间，使得传感器元 件主体的足够大的比例分布在凸起或由它们形成的纵向肋上。传感器元 件主体的位于内部区内的比例并非可忽略地小，使得它仍保证传感器元 件主体的足够的稳定性。有利的是，传感器元件主体的前部面具有相同 的构造。在本发明的发展中，前述的传感器元件主体可以由泡沫橡胶或泡沫 材料制成，例如由聚合物或弹性体制成。它有利地可弹性压缩且导电， 如从现有技术中本身已知。这样的传感器元件或传感器元件主体可以通 过挤出来生产，且在挤出期间发生前述的转动或扭转。传感器元件主体可以具有在两个前部面之间的凹陷，其中可以例如容纳如LED的照明装置。以特别地有利的方式，这样的凹陷是圓柱形的 或沿中央纵向轴线提供且占据前部面的大致10%至20%。它可以具有 类似于外轮廓或甚至对应于外轮廓的内轮廓，且有利地也是扭转的。在带有数个前述的传感器元件的前述的操作设备的情况中，传感器 元件放置在支承件上，例如放置在印刷电路板上。从支承件到传感器元 件的电接触可以以现有技术中已知的方式进行。在传感器元件主体的另 一个前部面上放置了覆盖件或操作表面，且然后传感器元件被压缩且固 定在覆盖件和支承件之间或以预先确定的间隔紧固。传感器元件可以压 缩超过其纵向延伸的部分，例如2%至40%，特别地大致20%。这些和其他特征可以从权利要求书、说明书和附图中获得，且单一 的和以子组合形式的单独的特征可以实施在本发明的实施例中和其他 场合中，且可以代表在此要求保护的有利的、独立地可保护的构造。本 申请再分为的单独的部分和副标题不意味着限制以下所进行的陈述的 一般有效性。
本发明的实施例此后关于附带的示意图来描述，其中各图为图l是根据本发明的带有倒圆的星形形状的传感器元件主体截面的传感器元件的倾斜视图，所述的主体在其纵向延伸上均匀地扭曲。 图2是处于压缩状态的图1的传感器元件。 图3是替代的传感器元件构造的角形的星形形状的截面。 图4是安装在带有电容性触摸开关的操作设备内的图1和图2的传感器元件。
具体实施方式
图1示出了本发明的传感器元件20,传感器元件20带有具有上前 部面21和下前部面22的传感器元件主体19。前部面21、 22具有相同 的构造且在每个情况中具有六个均匀的凹陷24和中间凸起26,使得前 部面成形为类似花朵或强烈地倒圆的星形。沿以点划线形式示出的中央 纵向轴线28,传感器元件主体19总是具有带有凹陷24和凸起26的相 同的截面表面。然而，整个传感器元件主体19大致扭转或转动了 45度 的旋转角度。在以前述的弹性材料制造这样的传感器元件主体19期间， 这可以通过在挤出期间旋转模具进行，或通过在模制后旋转长的股进 行，且通过切断由该长的股获得了单独的传感器元件20。如在图1中可见，传感器元件主体的截面和两个前部面21、 22是 对称的且均匀地构造的。因此，可以不维持特定的旋转位置而将其装配， 如将在后文中描述。孔29作为通孔沿中央纵向轴线28走向。所述的孔29也可以在传 感器元件20的制造或挤出期间产生。如在现有技术中已知，孔29用于 在其内放置照明装置或LED，且后者向上通过所述的孔29发光。所迷 的孔29也导致更容易的压缩性。图2示出了处于略微的压缩状态中的图1的传感器元件20,大致压 縮了20%。如可见，形状保持基本上相同，仅高度降低。实际上前部面 21、 22上且一般地相对于截面无变化。作为用于传感器元件20的材料 的功能， 一定扩宽可以作为压缩的结果而发生。对于泡沫材料，特别地 对于闭孔(closed-pore)材料，可以发生甚至更显著的扩宽。图3以截面示出了修改的传感器元件120。截面和前部面具有均匀 的五角星形式，尖角形成了凸起126且存在中间凹陷124。根据图3的 传感器元件120也相对于对应于图1和图2的传感器元件的中央纵向轴 线转动，但这在此未再次示出。图4示出了带有电容性触摸开关13的操作设备11。触摸开关13由 传感器元件20形成，传感器元件20的下前部面22接合在电路板15的 顶上。触摸开关13的上前部面21接合在例如元阳模(hob)的玻璃陶 瓷板的操作表面17的底上，为其提供了操作设备ll。如从现有技术中 已知，特别地/人US 5,917,165 Al中已^J,可以通过导电的传感器元件 20上的下前部面22经由电路纟反15顶上的导电区域来进4亍电4妻触，这在 此处未示出。在与操作表面17的下侧的接触附近，上前部面21形成了 传感器元件表面或电容器板，以用于电容性触摸开关13。通过将手指 18施加在传感器元^f牛20上方或上前部面21上方的点上而发生了操作， 且这例如可以由例如在电路板15上的控制器检测到，控制器在此未示 出且连接到传感器元件20。与例如根据US 5,917，165 Al的已知的传感器元件相比的基本差异 在于根据图4，通过传感器元件20或传感器元件主体19的扭转，可 以更容易地压縮或为此目的所必需的降低的力。也可以节约传感器元件 20所需要的材料。通过在中心的孔29,可进一步降低所需的压缩力。 孔可以有利地提供有扭转的轮廓，例如对应于前部面21和22的外轮廓。与带有凹陷24和凸起26的线性的截面相比，扭转提供的优点是传感器 元件20可以说在压縮期间螺旋到自身之内。在此已发现，与带有相同 的前部面的线性截面相比，压缩所需的力可以显著地降低。同时，通过 前部面的形状，特別是对于电容性触摸开关13重要的上前部面21的形 状，可以为电容性触摸开关的功能造成充分大的表面。
权利要求
1.用于电容性触摸开关的传感器元件，其具有传感器元件主体，所述的传感器元件主体具有带有第一端和第二端的形状，第一端带有第一前部面，第二端带有第二前部面，所述的传感器元件主体由基本上均质材料制成，其中所述的传感器元件主体的所述的形状与纯粹的圆柱形形状的差异在于其外轮廓的凹陷或凸起，所述的凹陷和凸起沿所述的传感器元件主体在长度方向从所述的第一前部面延伸到所述的第二前部面，其中所述的凹陷和所述的凸起的延伸方向以相对于所述的传感器元件主体的中央纵向轴线的倾斜角倾斜。
2. 根据权利要求1所述的传感器元件，其中所有所述的凹陷和所述中央纵向轴线的相同的倾杀+角。
3. 根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述的传感器元件主体 具有带有偏离圆形的轮廓或形状的截面。
4. 根据权利要求3所述的传感器元件，其中在所述的前部面之间的 方向上，所述的传感器元件主体具有带连续形状的非圆形截面。
5. 根据权利要求3所述的传感器元件，其中沿所述的主体的所述的 中央纵向轴线的所迷的传感器元件主体的所迷的截面形状绕所述的中 央纵向轴线在所述的前部面之间旋转。
6. 根据权利要求3所述的传感器元件，其中带有所述的非圓形截面 的所述的传感器元件主体在一个方向上旋转。
7. 根据权利要求6所述的传感器元件，其中所述的传感器元件主体 的所述的截面地旋转。
8. 根据权利要求3所述的传感器元件，其中所述的传感器元件主体 的所述的截面以带有凸起或尖角和其间的凹陷的星形的方式形成。
9. 根据权利要求8所述的传感器元件，其中所述的凸起或尖角突出 超出所述的凹陷在所述的直径的5%至30%之间。
10. 根据权利要求6所述的传感器元件，其中所述的传感器元件主 体的旋转具有至少30度的旋转角度。
11. 根据权利要求1所迷的传感器元件，其中所迷的传感器元件主 体由泡沫橡胶材料或泡沫材料制成，为弹性地可压缩的且是导电的
12. 根据权利要求11所述的传感器元件，其中所述的传感器元件主体由挤出的泡沫橡胶制成。
13. 根据权利要求1所述的传感器元件，其中沿所述的传感器元件 主体的所述的中央纵向轴线以长孔的方式提供了中心凹陷。
14. 根据权利要求13所述的传感器元件，其中所述的中心凹陷具有对应于所述的传感器元件主体的所述的外轮廓的内轮廓。
15. 带有数个根据权利要求1所述的传感器元件的用于电气用具的操作设备，其中所迷的传感器元件放置在覆盖件下方的支承件上，带 间的压縮力略农w皮压缩。
16. 根据权利要求15所述的操作设备，其中带有所述的前部面的 所述的传感器元件在所述的支承件和所述的覆盖件之间以压缩力被一 起压缩大约2%至40%。
17. 根据权利要求15所述的操作设备，其中带有所述的前部面的 所述的传感器元件在所述的支承件和所述的覆盖件之间以压缩力被一 起压缩大约20%。
全文摘要
一种用于电容性触摸开关的传感器元件具有传感器元件主体，传感器元件主体在其第一端处具有第一前部面，且在另一个第二端处具有第二前部面，且传感器元件主体由均匀的弹性材料制成。传感器元件主体的形状与纯粹的圆柱形形状的差异在于在其外轮廓上的凹陷和凸起，凹陷和凸起延伸过传感器元件主体的长度从第一前部面到第二前部面。凹陷和凸起的延伸方向相对于传感器元件主体的中央纵向轴线以外轮廓旋转的方式倾斜。
文档编号H03K17/96GK101227186SQ20081000401
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者R·多沃思 申请人:E.G.O.电气设备制造股份有限公司