DE202011103117U1

DE202011103117U1 - Foliensensor

Info

Publication number: DE202011103117U1
Application number: DE201120103117
Authority: DE
Original assignee: Hoffmann and Krippner GmbH
Current assignee: Hoffmann and Krippner GmbH
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2011-11-07
Anticipated expiration: 2021-07-14

Abstract

Foliensensor mit einem ersten Substrat, das eine elektrische Kontaktbahn trägt, mit einem zweiten Substrat, das eine elektrische Gegenkontaktbahn trägt, die der Kontaktbahn in elektrischem Isolierabstand gegenüberliegt, wobei wenigstens eines der Substrate eine biegeelastische Folie ist, und mit einem Magneten, der dem Bahnverlauf folgend über die Folie führbar und durch die Magnetkraft an wohldefinierter Position eine elektrische Abgriffsverbindung zwischen den Bahnen herzustellen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Magneten (12) und der Folie eine raumfüllende Gleitschicht von wohldefinierter Dicke befindet, und daß der Magnet (12) durch die eigene Magnetkraft in Gleitkontakt mit der Folie daran festhält.

Description

Die Erfindung betrifft einen Foliensensor mit einem ersten Substrat, das eine elektrische Kontaktbahn trägt, mit einem zweiten Substrat, das eine elektrische Gegenkontaktbahn trägt, die der Kontaktbahn in elektrischem Isolierabstand gegenüberliegt, wobei wenigstens eines der Substrate eine biegeelastische Folie ist, und mit einem Magneten, der dem Bahnverlauf folgend über die Folie führbar und durch die Magnetkraft an wohldefinierter Position eine elektrische Abgriffsverbindung zwischen den Bahnen herzustellen geeignet ist.
Magnetbetätigte Foliensensoren haben im allgemeinen einen Luftspalt zwischen dem Magneten, der den Sensorabgriff auslöst, und der Außenseite einer äußeren Folie des Sensors, der der Magnet gegenüberliegt. Der Luftspalt ist von wohldefinierter lichter Weite, die typischerweise einige mm, bisweilen auch nur Bruchteile eines mm beträgt. Es gilt, diese lichte Weite, d. h. den Schaltabstand des Magneten präzise konstant einzuhalten, da davon die Positionsgenauigkeit (Ortsauflösung) und Reproduzierbarkeit des Sensorabgriffs abhängt. Deshalb bedarf es einer präzisen mechanischen Führung des Magneten mit konstantem Schaltabstand in Richtung der elektrischen Kontakt- und Gegenkontaktbahnen (vgl. DE 43 09 442 A1 ). Eine solche Führung bringt einen hohen baulichen Aufwand mit sich.
Aus der DE 10 2009 027 461 A1 ist ein magnetbetätigter Foliensensor bekannt, bei dem ein den Sensorabgriff auslösender Magnet unmittelbar auf einer elastischen Folie abrollt, die eine Kontaktelektrodenbahn des Foliensensors trägt. Der Magnet soll zylinder-, konus- oder kugelförmig sein. Daraus ergibt sich eine Polung des Magneten, die für die Schaltbetätigung des Sensors nicht günstig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen magnetbetätigten Foliensensor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit geringem baulichen Aufwand ein präzise konstanter Schaltabstand des den Sensorabgriff auslösenden Magneten gewährleistet ist, der eine dafür bestens geeignete Geometrie und Polung haben soll.
Diese Aufgabe wird mit einem derartigen Foliensensor dadurch gelöst, daß sich zwischen dem Magneten und der Folie eine raumfüllende Gleitschicht von wohldefinierter Dicke befindet, und daß der Magnet durch die eigene Magnetkraft in Gleitkontakt mit der Folie daran festhält.
Die Gleitschicht ermöglicht es, eine ideale Reibpaarung zwischen der Folie und dem Magneten herzustellen, ohne daß auf die Materialeigenschaften von Folie und Magnet besondere Rücksicht genommen werden müßte. Dank der Gleitschicht besteht kein Spiel zwischen der Folie und dem Magneten. Die Gleitschicht gleicht alle mechanischen Toleranzen aus.
Die raumfüllende Gleitschicht von wohldefinierter Dicke gewährleistet einen präzisen Schaltabstand des Magneten. Daraus resultiert eine hohe Positionsgenauigkeit (Ortsauflösung) des Foliensensors. Dadurch, daß der Magnet mit eigener Magnetkraft in Reibkontakt an der Folie festhält, wird die Bahnführung des Magneten wesentlich vereinfacht.
Die gleitende Reibung des Magneten gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwar von Haus aus größer als die rollende Reibung des Magneten nach der DE 10 2009 027 461 A1 . Das wird aber dadurch mehr als wettgemacht, daß ein Magnet verwendet werden kann, dessen Geometrie und Polung für das Auslösen des Foliensensorabgriffs optimal ist, beispielsweise ein Stabmagnet in Form eines Permanent- oder Elektromagneten.
Die Erfindung kann unabhängig von der Technik verwirklicht werden, mit der die Magnetbetätigung des Foliensensors im einzelnen realisiert ist, sei es unter Einsatz einer ferromagnetischen flexiblen Matte, eines ferromagnetischen flexiblen Bands, einer flexiblen Matte aus magnetischem Material, eines flexiblen Bands aus magnetischem Material u. a. m.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitschicht dauerhaft fest auf die Folie des Foliensensors aufgebracht.
Bei einer alternativ bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitschicht der Boden einer Halterung und Bahnführung für den Magneten.
Bei einer weiter alternativ bevorzugten Ausführungsform besteht die Gleitschicht aus einem Gleitschuh oder einer Gleitsohle, der/die dauerhaft fest an dem Magneten angebracht ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitschicht elastisch. Dank der Elastizität der Gleitschicht hebt der Magnet von der Folie ab, wenn er den Schaltbereich der elektrischen Kontakt- und Gegenkontaktbahnen verläßt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Gleitschicht aus Folienmaterial.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die beiden Abbildungen 1 und 2 zeigen in schematischer Seitenansicht je einen magnetbetätigten Foliensensor 10.
Die Foliensensoren 10 erstrecken sich in der Horizontalen. Ein zur Betätigung des jeweiligen Foliensensors 10 dienender Magnet 12 ist über die Oberseite 14 des Sensors 10 geführt.
Die Foliensensoren 10 haben ein erstes Substrat, das eine elektrische Kontaktbahn trägt, und ein zweites Substrat, das eine elektrische Gegenkontaktbahn trägt, die der Kontaktbahn in elektrischem Isolierabstand gegenüberliegt.
Bei dem ersten Substrat kann es sich um eine Leiterplatte, und bei der Kontaktbahn um eine elektrische Widerstandsbahn auf dieser Leiterplatte handeln. Die Widerstandsbahn kann gerade oder gekrümmt, beidends offen oder in sich geschlossen, im wesentlichen unidirektional, aber auch hin- und hergehend, insbesondere mäanderförmig, sinusförmig oder zick-zack-förmig sein. Die Widerstandsbahn hat einen hohen elektrischen Widerstand pro Längeneinheit.
Bei dem zweiten Substrat kann es sich um eine Folie, und bei der Gegenkontaktbahn um eine elektrische Leiterbahn an dieser Folie handeln. Vorzugsweise folgt die Leiterbahn im wesentlichen unidirektional dem geraden oder gekrümmten, beidends offenen oder in sich geschlossenen Bahnverlauf der Widerstandsbahn an dem ersten Substrat. Die Leiterbahn hat einen niedrigen elektrischen Widerstand pro Längeneinheit.
Wohlgemerkt kann es sich bei dem ersten Substrat, das die elektrische Kontaktbahn z. B. in Form einer Widerstandsbahn trägt, auch um eine Folie, und bei dem zweiten Substrat, das die elektrische Gegenkontaktbahn z. B. in Form einer Leiterbahn trägt, auch um eine Leiterplatte handeln. Auch kann es sich bei beiden Substraten um eine Folie handeln. Jedenfalls eines der Substrate ist eine biegeelastische Folie.
Der Magnet 12 ist dem Bahnverlauf der elektrischen Kontaktbahn und Gegenkontaktbahn folgend über die Folie(n) des Foliensensors 10 geführt. Er stellt durch seine Magnetkraft an wohldefinierter Position eine elektrische Abgriffsverbindung zwischen den Bahnen her.
In der Variante gemäß 1 ist der Magnet 12 vertikal stellbeweglich in einer Linearführung 16 aufgenommen. Der dem Foliensensor 10 abgewandte Rücken 18 des Magneten 12 ist mit einer Schraubendruckfeder 20 beaufschlagt, die sich andernends an dem Boden 22 einer Führungsöffnung 24 für den Magneten 12 abstützt.
Der Magnet 12 überstreicht die Oberseite 14 des Foliensensors 10 mit einer Gleitsohle 26, die den Magneten 12 unten vollflächig bedeckt und dauerhaft fest daran angebracht ist.
In der Variante gemäß 2 ist der Magnet 12 an einem Tragbügel aus federelastischem Flachmaterial angebracht. Der Bügel ist Z-förmig abgekröpft. Er hat einen langen ebenen Rücken 28, der schräg nach oben geneigt ist, und beidseits davon abgekantete, kurze ebene Enden 30, 32, die mit dem Rücken 28 den gleichen stumpfen Winkel einschließen und sich von dem Rücken 28 weg parallel in der Horizontalen erstrecken.
Das untere Tragbügelende 30 überstreicht eine raumfüllende Gleitschicht von wohldefinierter Dicke an der Oberseite 14 des Foliensensors 10. An der dem Foliensensor 10 abgewandten Seite des unteren Tragbügelendes 30 sitzt der Magnet 12.
Das obere Tragbügelende 32 dient zu Montagezwecken. Es ist in 2 exemplarisch mit einer eingelassenen Niete 34 gezeigt.
Bezugszeichenliste

10: Foliensensor
12: Magnet
14: Oberseite
16: Linearführung
18: Rücken
20: Schraubendruckfeder
22: Boden
24: Führungsöffnung
26: Gleitsohle
28: Tragbügelrücken
30: unteres Tragbügelende
32: oberes Tragbügelende
34: Niete

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4309442 A1 [0002]
DE 102009027461 A1 [0003, 0008]

Claims

Foliensensor mit einem ersten Substrat, das eine elektrische Kontaktbahn trägt, mit einem zweiten Substrat, das eine elektrische Gegenkontaktbahn trägt, die der Kontaktbahn in elektrischem Isolierabstand gegenüberliegt, wobei wenigstens eines der Substrate eine biegeelastische Folie ist, und mit einem Magneten, der dem Bahnverlauf folgend über die Folie führbar und durch die Magnetkraft an wohldefinierter Position eine elektrische Abgriffsverbindung zwischen den Bahnen herzustellen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Magneten (12) und der Folie eine raumfüllende Gleitschicht von wohldefinierter Dicke befindet, und daß der Magnet (12) durch die eigene Magnetkraft in Gleitkontakt mit der Folie daran festhält.
Foliensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht dauerhaft fest auf die Folie aufgebracht ist.
Foliensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht der Boden einer Halterung und Bahnführung für den Magneten (12) ist.
Foliensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht aus einem Gleitschuh oder einer Gleitsohle (26) besteht, der/die dauerhaft fest an dem Magneten (12) angebracht ist.
Foliensensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht elastisch ist.
Foliensensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht aus Folienmaterial besteht.