DE2549588A1

DE2549588A1 - Schaltanordnung mit einem streufeldkondensator

Info

Publication number: DE2549588A1
Application number: DE19752549588
Authority: DE
Inventors: Rolf Braeutigam; Lothar Haas; Albert Dr Ing Weckenmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1975-11-05
Publication date: 1977-05-12
Also published as: FR2331211B2; FR2331211A2; SE7612305L

Description

R. 29 57 -ι.

2.10.1975 Ws/Hm

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 STUTTGART 1

Schaltanordnung mit einem Streufeldkonder.sa.tor

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung mit einem Streufeldkondensator, der mindestens zwei in einer Ebene mit Abstand nebeneinander angeordnete Flächenelektroden aufweist, von denen die eine als Sendeelektrode mit einem Signalgeber elektrisch leitend verbunden ist und die andere als Empfangselektrode an ein Schaltglied angeschlossen ist, durch welches das aufgrund einer Änderung des Feldlinienverlaufs an dieser Empfangselektrode abgreifbare Meßsignal auswertbar ist₃ wobei die Elektroden von einer gegen Masse und gegen diese Elektroden galvanisch isolierten, metalli-

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sehen Abschirmung umgeben sind, über die im berührungslosen Zustand zumindest ein Teil der von der Sendeelektrode ausgehenden Feldlinien des elektrischen Feldes auf die Empfangselektrode v/eitergeleitet werden und die bei Annäherung oder Berührung der Abschirmung durch ein elektrisch leitendes Organ teilweise über dieses Organ ableitbar sind.

Bei einem solchen, sogenannten kapazitiven Näherungssensor bewirkt die metallische Abschirmung im berührungslosen Zustand ein definiertes Empfangssignal an der Empfangselektrode, welches durch Feuchtigkeit und Verschmutzung an der Außenseite der Abschirmung unbeeinflußt bleibt. Die Abschirmung wirkt folglich als Faradayscher Käfig, wodurch sich der- Näherungssensox' bevorzugt als Schalte!' in Kraftfahrzeugen oder in Betrieben verwenden läßt. Berührt beispielsweise der Fahrzeuglenker eines Kraftfahrzeuges die Abschirmung mit dem Finger, so wird dadurch der hochfrequente Signalstrom teilweise über den Finger und den Körper der betreffenden Person kapazitiv gegen Masse abgeleitet und so der Meßstrom an der Empfangselektrode herabgesetzt.

Da die Schaltanordnungen im Kraftfahrzeug an verschiedenen. Stellen des Armaturenbrettes oder an einem Lenkstockschalter angebracht werden müssen, dort aber nicht genügend Platz zur Unterbringung des Signalgenerators, des Signalempfängers sowie daran angeschlossene Verstärker und Schaltstufen vorhanden ist, werden oftmals für jede Schaltanordnung mehrere längere Verbindungsleitungen benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltanordnung so zu gestalten, daß sie unabhängig von der Anbringung des Streufeldkondensators an beliebiger Stelle betätigbar ist.

Dies wird erfindugnsgemäß dadurch erreicht, daß die metallische Abschirmung der Elektroden über einen elektrischen Leiter mit einer elektrisch leitenden Tastfläche verbunden

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ist, an der die zur Ableitung der Feldlinien erforderliche Berührung durch das Organ (z.B. der Zeigefinger des Fahrzeuglenkers) erfolgt.

Die Tastfläche kann bei dieser Lösung an die gewünschte Position im Kraftfahrzeug und der Streufeldkondensator mit seiner Abschirmung kann zusammen mit dem Signalgenerator, seinem Empfänger sowie mit Verstärker und Schaltstufen und mit weiteren entsprechenden Schaltbausteinen an einer geeigneten Stelle des Kraftfahrzeuges angebracht werden. Die metallische Abschirmung des Streufeldkondensators ist dabei lediglich durch einen elektrischen Leiter mit der ihr zugeordneten Tastfläche verbunden.

Um eine möglichst störungssichere Betätigung derartiger Näherungssensoren zu gewährleisten, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Abstand der Abschirmung, des elektrischen Leiters und der Tastfläche vom Massepotential der Schaltanordnung mindestens 2 mm beträgt.

Einzelheiten der Erfindung sind an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Pig. zeigt die erfindungsgemäße Schaltanordnung mit einen kapazitiven Sensor 10 in vergrößerter Darstellung und einer davon getrennt angeordneten Tastplatte 11. Der kapazitive Sensor 10 ist als Streufeldkondensator aufgebaut, indem er zwei in einer Ebene mit Abstand nebeneinander angeordnete Plächenelektroden 12 und 13 aufweist, die von einer metallischen Abschirmung 14 umgeben sind. Die Sendeelektrode 12 ist über ihren Anschluß 15 an einem Hochfrequenzgenerator 16 angeschlossen.. Die aus der Sendeleektrode 12 austretenden Feldlinien F werden über die metallische Abschirmung 14 praktisch vollständig auf die Empfangselektrode 13 geleitet, die über ihren Anschluß 17 an einen Signalverstärker 18 angeschlossen ist. Dem Signalverstärker l8 ist eine Schaltstufe 19 nachgeschaltet, die einen

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Antrieb 23 ein- und ausschaltet.

Die metallische Abschirmung Ik ist über einen elektrischen Leiter 20 mit der elektrischen Leitfläche 11 galvanisch verbunden. Der Abstand A der Abschirmung Ik, des elektrischen Leiters 20 und der Tastfläche 11 von einem auf Massepotential der Schaltanordnung liegenden Teil 21 beträgt mindestens 2 mm - im Beispielsfall 5 mm.

Die YJirkungsweise der Schaltanordnung ist derart, daß zunächst der Hochfrequenzgenerator 16 ein sinusförmiges Signal von ca 20 kHz-bei einer Spannung von z.B. u 35 V eingeschaltet wird. Dabei bildet sich im Sensor 10 ein elektrisches Feld, dessen Feldlinien von der Sendeelektrode 12 aus über die Abschirmung Ik zur Empfangselektrode 13 gelangen. Das hierbei an der Empfangselektrode 13 auftretende Empfangssignal wird der Verstärkerstufe 18 und von dort der Schaltstufe 19 zugeführt. Das Empfangssignal wird mit dem Sendesignal des Hochfrequenzgenerators Io in der- Verstärkerstufe l8 verglichen und löst beispielsweise erst dann ein Schaltsignal für die Schaltstufe 19 aus, wenn das Differenzsignal einen fest eingestellten Wert überschreitet.

Dies ist der Fall, wenn z.B. der Lenker eines Fahrzeuges zum Einschalten des Scheibenwischers mit seinem Finger 22 sich der Tastfläche 11 nähert, oder diese berührt. Nunmehr gelangt ein Teil der Feldlinien von der Abschirmung Ik nach außen hin über die Leitung 20 und die Tastfläche 11 zum Finger 22. Die Feldlinien werden von dort über· eine weitere kapazitive Kopplung des gesamten menschlichen Körpers mit ca. 30 pf oder über direkten Kontakt über die Masse des Fahrzeuges weitergeleitet. Diese Ableitung der Feldlinien F^! bewirkt eine Schwächung des Empfangssignals an der Empfangs elektrode 13 auf z.B. "ut 0,3 V. Die Differenz zwischen dem Sende- und Empfangssignal wird dadurch größer und über die

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Verstärkerstufe l8 wird nunmehr die Schaltstufe 19 betätigt und mit ihr der Scheibenwischerantrieb 23 eingeschaltet. Die Schaltstufe 19 ist in diesem Fall mit einer bistabilen Kippstufe versehen, die den Scheibenwischerantrieb 23 durch ein erneutes Antippen der Tastfläche 11 mit dem Finger 22 abschaltet.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

Schaltanordnung mit einem Streufeldkondensator, der mindestens zwei in einer Ebene mit Abstand nebeneinander
angeordnete Plächenelektroden aufweist, von denen die
eine als Sendeleektrode mit einem Signalgeber elektrisch leitend verbunden ist und die andere als Empfangselektrode an ein Schaltglied angeschlossen ist, durch welches das
aufgrund einer Änderung des Feldlinienverlaufs an dieser Empfangseleketrode abgreifbare Signal auswertbar ist, wobei die Elektroden von einer gegen Masse und gegen diese Elektroden galvanisch isolierten, metallischen Abschirmung
umgeben sind, über- die im berührungslosen Zustand zumindest ein Teil der von der Sendeleketrode ausgehenden
Feldlinien des elektrischen Feldes auf die Empfangselektrode weitergeleitet werden und die bei Annäherung oder
Berührung der Abschirmung durch ein elektrisch leitendes Organ teilweise über dieses Organ ableitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Abschirmung (14) der Elektroden (12, 13) über einen elektrischen Leiter (20)
mit einer elektrisch leitenden Tastfläche (11) verbunden ist, an der die zur Ableitung der Feldlinien (F¹) erforderliche Berührung des Organes (22) erfolgt.

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2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) der Abschirmung (14), des elektrischen Leiters (20) und der Tastfläche (11) vom Massepotentxal (21) der Schaltanordnung mindestens 2 mm beträgt.

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