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Die Erfindung betrifft ein Profil und eine elektrische Stromkreisanordnung mit wenigstens einem derartigen Profil.
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Während früher Stromkreise mit Schaltern, bei denen Kontakte mechanisch geschlossen wurden, aktiviert wurden, sind heutzutage viele elektrische Geräte mit Touch-Bedienfeldern ausgerüstet. Solche Touch-Bedienfelder sind insbesondere auch an vielen elektronischen Unterhaltungsgeräten und beispielsweise Smartphones integriert. Durch Berühren der entsprechenden Bedienfelder lassen sich dabei elektrische Stromkreise elektronisch gesteuert schließen bzw. aktivieren. Dies alles bedingt aufwendige Konstruktionen, die entsprechend kompliziert sind und einen hohen Herstellungsaufwand erfordern.
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Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, ein Profil zur Verfügung zu stellen, das einfach, kostengünstig und in großen Mengen herstellbar ist, das einen einfachen technischen Aufbau aufweist, das über seine gesamte Länge das Schalten eines elektrischen Stromkreises ermöglicht und das in beliebigen Längen zur Verfügung gestellt werden kann.
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Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine elektrische Stromkreisanordnung mit wenigstens einem derartigen Profil zur Verfügung zu stellen.
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Die Lösung der Aufgabe, ein entsprechendes Profil anzugeben, erfolgt gemäß Anspruch 1.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Fig. und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung.
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Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass ein Profil, das zum Schalten eines elektrischen Stromkreises dient, in einfacher Weise zur Verfügung gestellt werden kann, wenn das Profil ein Trägerelement umfasst, das ein Polymermaterial enthält und eine mit dem Trägerelement verbundene Schicht, die geeignet ist, berührungslos durch Änderung einer elektrischen Größe einen Schaltvorgang in einem elektrischen Stromkreis zu bewirken.
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Ein solches Profil gemäß vorliegender Erfindung ist einfach aufgebaut, kostengünstig und in großen Mengen herzustellen und geeignet, über seine gesamte Länge das Schalten eines elektrischen Stromkreises zu bewirken. Darüber hinaus ist ein solches Profil in beliebigen Längen herstellbar.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn das thermoplastische Polymermaterial des Trägerelements aus einem Polyolefin, oder einem Polyvinylchlorid, oder einem Polyamid, oder einem Polyester, oder einem Polycarbonat, oder einem Acrylnitril-Butadien-Styrol, oder einem Polymethylmethacrylat, oder einem Polyacrylat, oder einem Copolymeren der vorgenannten, oder einer Mischung oder eines Blends der vorgenannten ausgewählt ist.
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Ein solches Trägerelement kann in einfacher Weise aus einem der genannten thermoplastischen Polymermaterialien nach bekannten Verarbeitungstechniken z.B. durch Extrusion, durch ein Pressverfahren oder ein ähnliches Formgebungsverfahren, mit dem sich ein endloses Profil erzeugen lässt, hergestellt werden.
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Es hat sich bei der vorliegenden Erfindung als sehr günstig herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass das Trägerelement eine Haftvermittlerschicht und / oder eine Klebstoffschicht aufweist. Durch das Vorsehen einer Haftvermittlerschicht und / oder einer Klebstoffschicht am Trägerelement ist es in einfacher Weise möglich, eine Schicht mit dem Trägerelement zu verbinden, die geeignet ist, berührungslos durch Änderung einer elektrischen Größe einen Schaltvorgang in einem elektrischen Stromkreis zu bewirken.
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Hierzu kann vorgesehen sein, dass die mit dem Trägerelement verbundene Schicht eine kapazitive Folie ist. Eine solche kapazitive Folie enthält ein Polymermaterial, auf dem wenigstens eine elektrisch leitende Schicht angeordnet ist. Eine solche kapazitive Folie ist dafür vorgesehen, dass ein Signal ausgelöst wird, wenn sich eine Änderung ihrer kapazitiven Eigenschaften dadurch ergibt, dass ein elektrisches Feld in der Nähe der kapazitiven Folie eine Änderung erfährt.
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Dies kann dadurch auftreten, dass man beispielsweise einen Finger in die Nähe der kapazitiven Folie positioniert, wodurch das den Körper umgebende elektrische Feld die kapazitiven Eigenschaften der kapazitiven Folie verändert, was von einem Logikelement, das der kapazitiven Folie zugeordnet ist, erkannt wird und in der Folge ein Signal auslöst, mit dem ein Schaltvorgang in einem elektrischen Stromkreis auslösbar ist.
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Die kapazitive Folie ist dabei so gestaltet, dass diese wenigstens ein Logikelement aufweist. Das Logikelement kann ein Mikrocontroller sein oder eine Steuerungseinheit, die mit der kapazitiven Folie derartig in Wechselwirkung tritt, dass entsprechende Signale generiert werden, wenn sich die kapazitiven Eigenschaften der Folie ändern.
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Das erfindungsgemäße Profil kann, sollte es zu lang sein, gekürzt werden, indem der nicht benötigte Überstand durch z. B. Sägen abgetrennt wird. Bei diesem Ablängen des Profils muss lediglich verhindert werden, dass der Säge- bzw. Trennschnitt genau das Logikelement trifft. Hierzu kann beispielsweise am Profil eine Markierung aufgebracht sein, die den genauen Ort des Logikelements angibt. Dadurch kann verhindert werden, dass das Logikelement beschädigt wird und nicht mehr wirkt.
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Das Logikelement ist so mit der kapazitiven Folie verschaltet, dass die Folie in ihrer ganzen Länge sensitiv auf die Änderung eines elektrischen Feldes in ihrer unmittelbaren Umgebung reagiert. Dadurch steht die gesamte Oberfläche des Profils, soweit diese mit der kapazitiven Folie versehen ist, für Schaltzwecke zur Verfügung.
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Es kann anstelle der kapazitiven Folie auch eine andersartige Folie im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein. So ist es beispielsweise möglich, eine Folie vorzusehen, die bei Änderung eines Magnetfeldes ein entsprechendes Signal generiert und dieses an ein Logikelement abgibt. Ebenso ist es möglich, dass eine Folie herangezogen wird, die eine elektromagnetische Sensitivität aufweist und bei Änderung eines elektromagnetischen Feldes dann Signale an ein Logikelement leitet.
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Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als sehr vorteilhaft herausgestellt, wenn die kapazitive Folie mit dem Trägerelement durch einen Schweißvorgang und / oder einen Klebevorgang und / oder einen Kaschiervorgang und / oder einen Coextrusionsvorgang verbunden ist.
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Durch die vorgenannten Techniken ist es in einfacher Weise möglich, die kapazitive Folie mit dem Trägerelement fest zu verbinden. Hierzu können sowohl an der kapazitiven Folie wie auch an dem Trägerelement entsprechende Maßnahmen vorgesehen sein, die Verbindung zu erleichtern. Dies kann sowohl das Vorsehen entsprechender Schichten bedeuten, die eine einfache Verbindung zwischen kapazitiver Folie und Trägerelement ermöglichen, wie auch das Vorsehen bestimmter Vorbehandlungsmethoden, um eine feste Haftung zwischen kapazitiver Folie und Trägerelement zu erreichen.
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Als Vorbehandlungsmethoden würden sich beispielsweise Beflammen, eine Corona-Behandlung, ein Plasmaätzen oder der Auftrag entsprechender haftvermittelnder Substanzen eignen.
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Insbesondere können die kapazitive Folie und das Trägerelement nach folgenden Verfahren miteinander verbunden werden:
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- 1. Aufkaschieren der kapazitiven Folie auf einem Profil einer bestimmten Länge (Batch-Prozess).
- Bei dieser Technik kann die kapazitive Folie in einem Nasskaschierverfahren auf das Trägerelement aufgebracht werden. Die Verbindung zwischen kapazitiver Folie und Trägerelement erfolgt durch einen Klebstoff, der flüssig oder pastös ist.
- In einem alternativen Verfahren kann ein Trockenkaschieren erfolgen, bei dem die kapazitive Folie auf das Trägerelemente mithilfe von einem trockenen Klebstoff aufgebracht wird.
- Eine weitere Alternative stellt das Thermokaschieren dar. Hierbei werden kapazitive Folie und Trägerelement unter Anwendung von Temperatur und / oder Druck ohne Klebstoff miteinander verbunden. In einer weiteren alternativen Technik ist es möglich, das Trägerelement mit einer aktivierbaren Haftvermittlerschicht zu versehen, die z.B. durch Aktivierung mit heißer Luft oder Laserlicht oder durch andere Techniken anschmilzt und damit bereit ist, die kapazitive Folie anhaften zu lassen. Die kapazitive Folie ist dann stoffschlüssig mit dem Trägerelement verbunden.
- 2. In einem anderen Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, direkt nach dem Extrudieren des Trägerelements die kapazitive Folie in einem „In-Line“-Prozess am Trägerelement anzubringen. Hierbei können die bereits oben unter 1. genannten Techniken des Kaschierens und die Verbindungstechnik mit der aktivierbaren Haftvermittlerschicht angewandt werden.
- 3. In einer dritten Herstellungstechnik kann vorgesehen sein, dass die kapazitive Folie in das Extrusionswerkzeug einläuft und sich bei der Formung des Trägerprofils mit diesem direkt verbindet.
- Hierbei ist darauf zu achten, dass die kapazitive Folie und das Polymermaterial des Trägerprofils derart zueinander kompatibel sind, dass sich diese haftend verbinden.
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Das Profil gemäß vorliegender Erfindung kann als Hohlprofil und / oder als Nutprofil ausgebildet sein.
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Durch die Ausbildung des Profils als Hohlprofil lässt sich ein besonders leichtes und insbesondere verwindungssteifes Profil herstellen. Weiterhin kann der im Hohlprofil angeordnete Hohlraum genutzt werden, um darin beispielsweise elektrische Leitungen zu verlegen.
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Wird das Profil als Nutprofil ausgebildet, so kann in sehr einfacher Weise in der Nut eine Stromversorgungseinrichtung angeordnet werden, die dazu dient, elektrische Verbraucher mit Strom zu versorgen. Die Versorgung der elektrischen Verbraucher durch die in der Nut angeordnete Stromversorgungsvorrichtung kann durch ein Signal, das die kapazitive Folie generiert, ausgelöst werden.
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Weiterhin kann die Nut so gestaltet werden, dass elektrische Verbraucher mechanisch in der Nut festlegbar sind. Elektrische Verbraucher können beispielsweise Lampen, Steckdosen, Informationsdarstellungselemente, Vorrichtungen der Unterhaltungselektronik und anderes mehr sein.
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In einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann das Profil eine Hohlkammer und eine Nut aufweisen, so dass elektrische Verbraucher an der Nut mechanisch festlegbar sind, diese ggf. auch entlang des Profils in der Nut beweglich angeordnet sind, so dass sie je nach Bedarf hin- und herschiebbar sind, und durch eine Stromversorgungseinrichtung, die in der Nut und der Hohlkammer angeordnet ist, mit elektrischer Energie versorgt werden, welche durch die kapazitive Folie ein- und ausschaltbar bzw. in ihrer Größe bestimmbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe, eine elektrische Stromkreisanordnung mit wenigstens einem Profil anzugeben, erfolgt nach Anspruch 10. Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung als sehr vorteilhaft erkannt, wenn die elektrische Stromkreisanordnung mit wenigstens einem Profil – wie vorstehend beschrieben – ausgebildet ist.
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Anwendungen für die Erfindung ergeben sich im Wohnbereich, insbesondere im Küchenbereich, aber auch in der Industrie, in Werkstätten, in Krankenhäusern, in der Forschung und im Freizeit- und Sportbereich, sowie bei Kraftfahrzeugen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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Ein Trägerelement aus Polypropylen mit einer Hohlkammer wird extrudiert und auf die benötigte Länge geschnitten.
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Die der Sichtseite gegenüberliegende Seite des Trägerelements wird mit einer Haftvermittlerschicht versehen, die 50 µm dick ist. Auf die Haftvermittlerschicht wird eine kapazitive Folie gleicher Länge und Breite wie das Trägerelement aufkaschiert. Die kapazitive Folie ist derartig gestaltet, dass diese beispielsweise in Abständen von 50 cm jeweils einen Mikrocontroller aufweist, der Signale von der kapazitiven Folie aufnimmt, verarbeitet und weiterleitet.
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Die kapazitive Folie und die Mikrocontroller können mittels elektrischer Leitungen, die in der Hohlkammer verlegbar sind, mit elektrischer Energie versorgt werden bzw. über diese Leitungen Signale abgeben. Die kapazitive Folie ist derartig aufgebaut, dass sie über ihre gesamte Länge Signal aufnehmend und verarbeitend wirkt.
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Die beiden offenen Enden des Profils können mit entsprechenden Endkappen verschlossen werden.
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Falls das derart hergestellte Profil zu lang sein sollte, kann es gekürzt werden, indem der nicht zu verwendende Überstand durch Sägen abgetrennt wird. Bei diesem Ablängen muss lediglich verhindert werden, dass der Sägeschnitt genau das Logikelement trifft. Hierzu kann beispielsweise am Profil eine Markierung aufgebracht sein, die den genauen Ort des Logikelements angibt, so dass vermieden wird, das Logikelement zu beschädigen.
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Das Logikelement kann nach verschiedenen Notwendigkeiten programmiert werden. Beispielsweise kann das einfache Annähern eines Fingers zu einem Einschaltvorgang eines Verbrauchers führen, zum anderen kann ein Hin- und Herbewegen des Fingers am Profil zu einem anschwellenden oder abschwellenden Signal führen, um damit beispielsweise eine Leuchte zu dimmen, zum anderen kann beispielsweise aus der Zeit, in der ein Finger im Bereich des Profils positioniert wird, eine dynamische Steuerung ebenfalls in Form eines An- oder Abschwellens einer Steuergröße erfolgen. Natürlich sind noch weitere Möglichkeiten gegeben, das Logikelement je nach den Bedürfnissen zu programmieren und einzusetzen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Profils.
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In 1 ist in einer schematischen Querschnittsansicht das erfindungsgemäße Profil 1 gezeigt. Das Profil 1 umfasst ein Trägerelement 1.1, das ein Polymermaterial enthält oder aus einem Polymermaterial besteht. Das Trägerelement 1.1 ist in der Darstellung gemäß 1 mit einem etwa rechteckigen Querschnitt ausgebildet. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung kann das Trägerelement 1.1 auch als Hohlprofil ausgebildet sein. In diesem Fall hätte das Trägerelement 1.1 einen Hohlraum, der genutzt werden kann, um darin beispielsweise elektrische Leitungen unterzubringen. Ein Trägerelement 1.1 mit einem Hohlraum ist besonders leicht und verwindungssteif.
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Am Trägerelement 1.1 ist eine Sichtseite 1.1.1 ausgebildet. Die Sichtseite 1.1.1 des Trägerelements 1.1 kann in beliebiger Weise dekoriert oder anderweitig optisch aufgewertet werden. Dazu kann die Sichtseite 1.1.1 des Trägerelements 1.1 mit einem Lackmaterial beschichtet sein, mit einer Folie beklebt sein, bedruckt sein oder anderweitig je nach den Anforderungen dekoriert sein.
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Auf der der Sichtseite 1.1.1 des Trägerelements 1.1 gegenüberliegenden Seite des Trägerelements 1.1 ist eine Haftvermittlerschicht 1.3 vorgesehen. Die Haftvermittlerschicht 1.3 ist auf dem Trägerelement 1.1 aufgetragen. Die Haftvermittlerschicht 1.3 weist eine sehr geringe Dicke auf und ist mit der Oberfläche des Trägerelements 1.1 haftend verbunden.
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Die Haftvermittlerschicht 1.3 stellt dabei die Haftung zur Schicht 1.2 her, welche auf der der Sichtseite 1.1.1 des Trägerelements 1.1 abgewandten Seite angeordnet ist. Die Schicht 1.2 ist dabei als kapazitive Folie 1.4 ausgebildet.
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Ohne das in der 1 dazu Details gezeigt sind, weist die kapazitive Folie 1.4 ein Polymermaterial auf, auf dem wenigstens eine elektrisch leitende Schicht angeordnet ist. Weiterhin weist die kapazitive Folie wenigstens ein Logikelement auf, das als Steuerungseinheit bzw. Mikrocontroller ausgebildet ist.
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Die Schicht 1.2 und das Trägerelement 1.1 sind mithilfe der Haftvermittlerschicht 1.3 fest miteinander verbunden und bilden einstückig das Profil 1 aus.
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Gemäß 1 ist bevorzugt, wenn die Schicht 1.2 und das Trägerelement 1.1 etwa gleiche Abmessungen aufweisen, da damit ein Profil 1 herstellbar ist, welches an allen umlaufenden Kanten gleiche Abmessungen aufweist, ohne dass es an einer Kante zu einem Sprung in der Oberfläche kommt.
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In einer anderen hier nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Trägerelement 1.1 als Nutprofil ausgebildet ist. Ein solches Nutprofil kann beispielsweise in Form eines liegenden U ausgebildet sein. In diesem Fall ist es in einfacher Weise möglich, eine Stromversorgungsvorrichtung in diesem Nutprofil anzubringen und ggf. auch eine Vorrichtung, dort mechanisch Bauteile festzulegen.
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Es ist ebenso möglich, das Trägerelement 1.1 mit einer Hohlkammer zu versehen und als Nutprofil auszubilden.
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An der der Sichtseite 1.1.1 abgewandten Seite des Trägerelements 1.1 können Vorrichtungen vorgesehen sein, das Profil 1 an einer Wand oder an einem Möbelstück oder an einer sonstigen Oberfläche zu befestigen. Bei den Befestigungsvorrichtungen kann es sich beispielsweise um Löcher handeln, um das Profil 1 an einer Oberfläche anzuschrauben oder um Klebeabschnitte, um das Profil 1 an einer Oberfläche anzukleben oder um Rastelemente, um das Profil 1 an Oberflächen mit entsprechenden komplementären Rastvorrichtungen einzurasten.
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Selbstverständlich sind auch andere Techniken zur Befestigung des Profils 1 an einer Oberfläche möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Profil
- 1.1
- Trägerelement
- 1.1.1
- Sichtseite
- 1.2
- Schicht
- 1.3
- Haftvermittlerschicht
- 1.4
- kapazitive Folie
