DE10237621B4

DE10237621B4 - Kapazitiver Schalter

Info

Publication number: DE10237621B4
Application number: DE10237621A
Authority: DE
Inventors: Gerald Kroening
Original assignee: Mentor GmbH and Co Praezisions Bauteile KG
Current assignee: Mentor GmbH and Co Praezisions Bauteile KG
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2022-08-17
Also published as: DE20113221U1; DE10237621A1

Abstract

Kapazitiver Schalter mit einem Gehäuse (1), einer im Gehäuse (1) angeordneten oder einen Gehäuseabschluß bildenden Sensorfläche (11), die mit einer Elektronikbaugruppe (7) elektrisch verbunden ist, und mit aus dem Gehäuse (1) herausgeführten THT-Anschlüssen (9), wobei das Gehäuse (1) direkt mit einer eine elektrische Schaltung tragenden Leiterkarte (10) verlötbar ist, dadurch gekennzeichnet daß das Gehäuse (1) einen rechteckigen Querschnitt mit einer bodenseitigen Wand (2) aufweist, und die Elektronikbaugruppe (7) mit einer Leiterkarte (8) ausgebildet ist, die benachbart zur bodenseitigen Wand (2) angeordnet ist und elektrische Anschlüsse (9) besitzt, die bodenseitig aus dem Gehäuse (1) herausgeführt und als THT- oder SMT-Anschlüsse ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen kapazitiven Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger kapazitiver Schalter ist bekannt aus DE 33 19 735 C2 . Dieser Schalter umfasst eine scheibenförmige Ermittlungselektrode und eine mit Abstand von dieser angeordnete Schirmelektrode. Die Ermittlungselektrode ist mit einer gedruckten Schaltungsplatte verbindbar, auf der ein Schaltungsteil angeordnet ist. Über ein Verbindungskabel ist die Ermittlungselektrode mit der gedruckten Schaltungsplatte verbunden. Das Schaltungsteil und die gedruckte Schaltungsplatte sind im Wesentlichen mittig in das Gehäuse eingesetzt und von einem Schaumharz umgeben. Mit der Verwendung eines Schaumharzes für die Räume in der Nähe des Ermittlungsteiles werden die Charakteristiken wesentlich verbessert.
Aus DE 76 06 646 U1 ist eine Schaltanordnung mit einem Streufeldkondensator bekannt, der eine Isolierstoffplatte und eine Abdeckkappe umfasst. Die Isolierstoffplatte trägt auf ihrer Oberseite zwei Flächenelektroden, von denen die eine als Sende- und die andere als Empfangselektrode dient. Die Abdeckkappe ist auf der die Flächenelektrode tragenden Oberseite der Isolierstoffplatte angeordnet und nach dem Zusammendrücken beider Teile durch Schnappzungen mit ihr verbunden.
Aus JP 04082416 A ist die Verwendung von LEDs in Näherungsschaltern bekannt.
Kapazitive Schalter werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, wobei sie an unterschiedlichen Teilen an- bzw. eingebaut werden, um mittels einer Verkabelung angeschlossen zu werden. Die kapazitiven Schalter können als Näherungs- oder Handbetätigungsschalter ausgelegt sein, letzteres etwa an entsprechenden Frontbereichen wie Fußgängerampeln.
Ferner ist es bekannt, Gehäuse mit mechanischen Tastern bzw. Schaltern zu bestücken, wobei dann, wenn ein Spritzwasserschutz od. dgl. notwendig ist, Folientastaturen oder ähnliches zur Anwendung gelangen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kapazitiven Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der geeignet ist, innerhalb von elektronischen Schaltungen verwendet zu werden und einen hohen Designanspruch zuläßt.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt schematisch im Schnitt eine Ausführungsform eines kapazitiven Schalters.
2 zeigt schematisch im Schnitt eine weitere Ausführungsform eines kapazitiven Schalters.
3 zeigt schematisch einen in eine elektrische Schaltung integrierten kapazitiven Schalter.
Der in 1 dargestellte kapazitive Schalter umfaßt ein im Schnitt rechteckiges und damit quaderförmiges Gehäuse 1 mit einer bodenseitigen Wand 2, einer deckseitigen Wand 3, einer frontseitigen Wand 4, einer rückseitigen Wand 5 und zwei seitlichen Wänden 6. Innerhalb des Gehäuses 1 ist eine Elektronikbaugruppe 7 mit Leiterkarte 8 und darauf angeordneten elektronischen Bauteilen vorgesehen, wobei die Leiterkarte 8 benachbart zur bodenseitigen Wand 2 angeordnet ist. Die Leiterkarte 8 besitzt eine Reihe von elektrischen Anschlüssen 9, die bodenseitig aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und als THT- oder SMT-Anschlüsse ausgebildet sind (in 1 als THT-Anschlüsse dargestellt), so daß der kapazitive Schalter mit seinem Gehäuse 1 auf eine Leiterkarte 10 einer elektrischen Schaltung (vgl. 3) aufsetzbar und mit entsprechenden Leiterbahnen der Leiterkarte 10 verlötbar ist.
Je nachdem, ob es sich um THT- oder SMT-Anschlüsse 9 handelt, ist das Material für das Gehäuse 1 zu wählen.
Die im Gehäuse 1 angeordnete Leiterkarte 8 ist mit einer Sensorfläche 11 elektrisch verbunden, die gemäß 1 benachbart zur frontseitigen Wand 4 des Gehäuses 1 angeordnet und am frontseitigen Ende der Leiterkarte 8 sich senkrecht hierzu erstreckend befestigt ist. Durch Annäherung bzw. Berührung im Bereich der Sensorfläche 11 ergibt sich infolge Feldänderung eine Signaländerung an den Anschlüssen 9 des kapazitiven Schalters, die der elektrischen Schaltung der Leiterkarte 10 zugeführt wird.
Die Anschlüsse 9 können neben dem Zuführen der Versorgungsspannung für den kapazitiven Schalter und dem Abführen von Schaltersignalen auch dazu dienen, durch Eingabesignale bei entsprechender Anschlußbelegung die Elektronikbaugruppe 7 auf einen gewünschten Schaltabstand und/oder eine bestimmte Funktion einzustellen, d.h. beispielsweise einzustellen, ob der kapazitive Schalter eine Schließer-, Öffner-, Umschalt-, Timerfunktion erfüllt oder Frequenzsignale an den Anschlüssen zur Verfügung stellt, falls dies gewünscht wird.
Die Ausgangssignale des kapazitiven Schalters sind beliebig konfigurierbar und insofern lediglich von der Ausgestaltung der Elektronikbaugruppe 7 abhängig.
Auf oder im Bereich der Sensorfläche 11 können eine oder mehrere LED's 12 zur Schaltanzeige und/oder zur Beleuchtung montiert und angeschlossen sein, vgl. 2.
Die Sensorfläche 11 kann auch die frontseitige Wand des Gehäuses 1 selbst bilden.
Der kapazitive Schalter kann selbst- oder nichtkalibrierend sein.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die Anschlüsse 9 als SMT-Anschlüsse ausgebildet.
Die Leiterkarte 8 kann auch eine flexible Leiterkarte sein, die gegebenenfalls kunststoffumspritzt ist. Das Gehäuse 1 kann auch insgesamt aus Vergußmaterial bestehen.
Um auf eine Leiterkarte 10 auflötbar zu sein, ist die Größe des Gehäuses 1 und damit des kapazitiven Schalters relativ klein, dieses hat beispielsweise eine Frontfläche von etwa 1 cm² und eine Länge in der Größenordnung von etwa 2,5 cm.
Die plane deckseitige Wandung 3 des Gehäuses 1 dient beim automatischen Bestücken der Leiterplatte 10 als Ansaugfläche in einem Pick- and Place-System, wobei die kapazitiven Schalter von einem Blistergurt aufgenommen sein können, aus dem sie zur Bestückung entnommen werden.

Claims

Kapazitiver Schalter mit einem Gehäuse (1), einer im Gehäuse (1) angeordneten oder einen Gehäuseabschluß bildenden Sensorfläche (11), die mit einer Elektronikbaugruppe (7) elektrisch verbunden ist, und mit aus dem Gehäuse (1) herausgeführten THT-Anschlüssen (9), wobei das Gehäuse (1) direkt mit einer eine elektrische Schaltung tragenden Leiterkarte (10) verlötbar ist, dadurch gekennzeichnet daß das Gehäuse (1) einen rechteckigen Querschnitt mit einer bodenseitigen Wand (2) aufweist, und die Elektronikbaugruppe (7) mit einer Leiterkarte (8) ausgebildet ist, die benachbart zur bodenseitigen Wand (2) angeordnet ist und elektrische Anschlüsse (9) besitzt, die bodenseitig aus dem Gehäuse (1) herausgeführt und als THT- oder SMT-Anschlüsse ausgebildet sind.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einer bodenseitigen und einer deckseitigen Wandung (2, 3), die zueinander parallel sind, versehen ist.
Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikbaugruppe (7) auf einer im Gehäuse (1) befindlichen Leiterkarte (8) angeordnet ist, die die Sensorfläche (11) trägt.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf oder im Bereich der Sensorfläche (11) eine oder mehrere LEDs (12) zur Schaltanzeige und/oder zur Beleuchtung montiert und angeschlossen sind.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikbaugruppe (7) auf einen gewünschten Schaltabstand einstellbar ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikbaugruppe Schließer-, Öffner-, Timer- oder Frequenzsignale an den Anschlüssen zur Verfügung stellt.
Schalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltabstand und/oder die Funktion über Signale einstellbar ist, die über Anschlüsse einspeisbar sind.