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Drucksensor
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Die Erfindung hetrifft einen Drucksensor zur Erzeugung eines elektrischen
Signals bei Druckbelastung, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
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Bei einem bekannten Drucksensor dieser Art (DE-PS 11 62 913) in Form
eines Kontaktteppichs sind zwischen einer flexiblen Oberschicht und einer flexiblen
Unterschicht parallel und im Abstand nebeneinander streifenförmige Kontaktelementpaare
angeordnet, die längs ihres Randes durch Isolierstreifen distanziert sind. Zumindest
das eine der beiden streifenförmigen Kontaktelemente jedes Paares ist durch eine
druckbelastung elastisch
bis zur Kontaktierung des anderen Kontaktelements
verformbar und kehrt nach der Druckentlastung wieder in seine Ausgangslage und Ausgangsform
zurück. Zumindest über längere Zeiträume hinweg ist bei diesem Kontaktteppich jedoch
eine einwandfreie Funktion, insbesondere ein zuverlässiger Kontakt bei Druckbelastung,
nicht gewährleistet. Auch der Aufwand für die streifenförmigen Kontaktelemente ist
relativ groß, wenn keine zusätzlichen Betätigungselemente vorgesehen werden und
deshalb die Streifen eine Querwölbung in der Art von Lamellen aufweisen müssen.
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Bei einer anderen bekannten, auf Druck ansprechenden Kontakteinrichtung
(DE-OS 31 14 034) sind in die Nuten eines Tragkörpers, der vorzugsweise zylindrisch
ausgebildet ist, blanke elektrische Leiter gelegt. Die Nuten und die darin liegenden
Leiter, die je ein Kontaktelement bilden, sind von einer elastisch verformbaren
Abdecklage überdeckt, bei der es sich im Falle eines zylindrischen Tragkörpers um
einen Schlauch handelt. Diese Abdecklage ist elektrisch leitend und unter Druckbelastung
so weit verformbar, bis sie an wenigstens einem der Leiter kontaktbildend anliegt.
Da die Funktionsfähigkeit dieser Kontakteinrichtung sowohl durch eine Verschlechterung
der Kontaktqualität als auch durch eine Verschlechterung der Elastizität und insbesondere
Rückstellfähigkeit der Abdecklage beeinträchtigt wird, ist auch hier eine störungsfreie
Funktion über lange Zeiträume hinwg nicht gewährleistet. Letzteres gilt auch für
diejenigen bekannten Kontaktsysteme der in Rede stehenden Art, bei denen die elastischen
Eigenschaften von Trägermaterialien für die Kontaktelemente die Schaltwege, Kontaktkräfte
und Rückstellkräfte bestimmen. Da diese Materialien zum Fließen unter Belastung,
zu plastischer Verformung und zum Verspröden neigen, sind hier Alterungsprobleme
besonders stark ausgeprägt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucksensor zur Erzeugung
eines elektrischen Signals bei Druckbelastung zu schaffen, der auch über lange Zeiträume
hinweg und ohne Wartung zuverlässig arbeitet und damit vielseitig einsetzbar ist.
Diese Aufgabe löst ein Drucksensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Eine Schraubenfeder als langgestrecktes Kontaktelement gewährleistet
eine sichere Kontaktgabe bei Druckbelastung, weil wegen ihrer sehr kleinen, punktartigen
Kontaktfläche ein hoher Kontaktdruck zur Verfügung steht und insbesondere die bei
der Kontaktgabe auftretende elastische Deformation der Schraubenfeder zu einer Relativbewegung
gegenüber dem Gegenkontaktelement führt, die eine Selbstreinigung der Kontaktflächen
bewirkt. Zu der zuverlässigen Funktion des erfindungsgemäßen Drucksensors trägt
auch bei, daß die Rückstellkraft, welche nach der Druckentlastung die Kontakttrennung
herbeiführt, ausschließlich von der Schraubenfeder aufgebracht werden kann, welche
ihre Rückstellfähigkeit über einen praktisch unbegrenzten Zeitraum beibehält. Es
sind daher auch über lange Zeiträume hinweg gleichbleibende Federkräfte und Federwege
vorhanden, so daß auch die Eigenschaften des Drucksensors sich nicht verändern.
Von Vorteil ist ferner, daß eine Schraubenfeder sehr kostengünstig gefertigt und
montiert werden kann. Schließlich ist auch bedeutsam, daß der erfindungsgemäße Drucksensor
für eine Ruhestromüberwachung ausgelegt werden kann und hohe Sicherheitsanforderungen
zu erfüllen vermag.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist sowohl für langgestreckte, stabartige
Sensoren als auch für flächenartige Sensoren geeignet, was eine vielseitige Einsatzmöglichkeit
ergibt. Stabartige Sensoren in Form von Kontaktleisten od. dgl. können sowohl zur
richtungsorientierten als auch zur richtungsunabhängigen Betätigung ausgestaltet
werden. Bei den flächenhaften Sensoren ist es nicht nur möglich, ein Signal bei
einer Druckbelastung in
irgend einem Bereich der Gesamtfläche zu
erzeugen. Man kann auch die Fläche in einzelne Bereiche unterteilen und für jeden
dieser Bereiche ein Signal vorsehen, so daß eine Positionsfeststellung möglich ist.
Es hängt dabei von der Ausbildung des Sensors ab, ob eine Positionsfeststellung
nur in einer Koordinate oder in zwei Koordinaten erfolgen kann. Im letztgenannten
Falle ist eine matrixförmige Kontaktanordnung besonders vorteilhaft, Vor allem dann,
wenn die Schraubenfeder oder Schraubenfedern horizontal liegen und eine Länge haben,
die einen merklichen Durchhang zur Folge hätte, sind elektrisch isolierende Distanzmittel
vorteilhaft, welche die Kontaktelemente bereichsweise im Abstand voneinander halten.
Auch bei einer vertikalen Erstrekkung der Schrauben federn können solche Distanzmitteel
vorteilhaft sein, um Störeinflüsse auszuschalten.
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Für flächenhafte Ausführungsformen sind plattenförmige Elemente gemäß
Anspruch 3 besonders vorteilhaft, da die Nuten die Schraubenfedern in ihrer Position
halten. Bei diesen plattenförmigen Elementen kann es sich sowohl um Platten als
auch um Bahnen handeln, die wegen der großen Flexibilität der Schraubenfedern selbst
so flexibel sein können, daß sie auch, beispielsweise für den Transport, aufrollbar
sind.
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Sofern nur eines der beiden plattenförmigen Elemente, vorzugsweise
das die Unterplatte bildende Element, Nuten aufweist, in denen sowohl die Schraubenfedern
als auch das zugeordnete Kontaktelement oder die zugeordneten Kontaktelemente liegen,
kann das andere plattenförmige Element frei von Nuten, also beidseitig eben sein.
Es braucht nur bei einer über dem Grenzwert liegenden Druckbelastung soweit elastisch
deformierbar zu sein, daß es in dem belasteten Bereich die hier liegende Schraubenfeder
gegen das zugeordnete Gegenkontaktelement drückt. Es können aber auch beide plattenförmige
Elemente auf
der einander zugekehrten Seite mit Nuten versehen
sein, wobei die Nuten des einen Elements diejenigen des anderen kreuzen.
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Kontakte können dann nur an den Kreuzungsstellen dieser Nuten hergestellt
werden.
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Als Gegenkontaktelement oder Gegenkontaktelemente sind eine leitende
Schicht der Unterplatte oder Kontaktstreifen besonders vorteilhaft, welche den Grund
der Nuten im einen plattenförmigen Element bedecken. Streifenförmige Gegenkontaktelemente
haben dabei den Vorteil, daß sie auch eine Feststellung ermöglichen, in welchem
Bereich die Druckbelastung erfolgt. Für eine derartige, matrixförmige Kontaktanordnung
kommen als Gegenkontaktelemente aber auch Schraubenfedern in Frage. Sich kreuzend
angeordnete Schrauben federn sind sogar im Hinblick auf eine über lange Zeiträume
hinweg gleichbleibende Kontaktqualität denjenigen Ausführungsformen überlegen, bei
denen die Kontaktfeder oder Kontaktfedern mit einem flächigen Gegenkontaktelement
zusammenarbeitet. Um die Fertigung derartiger Ausführungsformen zu vereinfachen
und zu verbilligen, können die die Nuten seitlich begrenzenden Streifen beider plattenförmiger
Elemente mit einer zwischen ihnen liegenden Distanzierungsfolie zu einer Einheit
vereinigt sein, die auch einstückig ausgebildet sein kann. Mit dieser Einheit können
sogar die Schraubenfedern verbunden sein, so daß die gesamte Einheit nur zwischen
die beiden plattenförmigen Elemente gelegt zu werden braucht.
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Sofern mit so hohen Belastungen gerechnet werden muß, die zu einer
plastischen Verformung der Schrauben feder oder Schraubenfedern führen könnten,
werden zweckmäßigerweise Distanzierungsmittel vorgesehen, welche die Deformation
jeder Schraubenfeder auf den Hooke'schen Bereich begrenzen. Es kann sich hierbei
um einfache, als Anschläge dienende Elemente handeln.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung ergeben
sich aus den Unteransprüchen und den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen,
anhand deren die Erfindung weiter erläutert wird. Es zeigen: Figur 1 ein perspektivisch
und unvollständig dargestelltes, flächenhaftes Ausführungsbeispiel, Figur 2 eine
perspektivisch dargestellte Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 ohne die
Oberplatte und eine der Schraubenfeldern, Figur 3 eine perspektivisch dargestellte
Ansicht der Unterplatte des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 mit ihrer elektrisch
leitenden Deckschicht und einer diese deckenden Lochfolie, Figur 4 ein perspektivisch
und unvollständig dargestelltes, flächenhaftes Ausführungsbeispiel bei von der Unterplatte
abgehobener Oberplatte, Figur 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 4 eines anderen,
flächenhaften Ausführungsbeispiels, Figur 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 4
eines weiteren, flächenhaften Ausführungsbeispiels mit matrixartiger Anordnung der
Schraubenfedern, Figur 7 einen unvollständig dargestellten Schnitt durch das Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 6,
Figur 8 eine perspektivisch und abgebrochen dargestellte
Ansicht eines fünften flächenhaften Ausführungsbeispiels, Figur 9 eine schematisch
und perspektivisch dargestellte Ansicht einer Schrauben feder des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 8 mit der ihr zugeordneten Distanzierungsfolie, Figur 10 eine perspektivisch
dargestellte Ansicht der Distanzierungsfolie Figur 11 einen Längsschnitt eines stabförmigen
Ausführungsbeispiels.
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Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte, flächenhafte Drucksensor ist
für den Einbau in einen Fußboden bestimmt, bei dem es sich vorzugsweise um einen
Industrieboden handelt. Er soll ein elektrisches Signal erzeugen, wenn auf ihn ein
Druck ausgeübt wird, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn sich eine Person
oder ein Gegenstand im Bereich des Drucksensors befinden. Der Drucksensor ist daher
beispielsweise für den Arbeitsbereich von Automaten, im Bereich von Hochregallagern
u. dgl. geeignet, weil er es ermöglicht, die Anwesenheit von Personen, Maschinen
oder Gegenständen zu erkennen. Aufgrund des Signals des Sensors können dann die
erforderlichen Maßnahmen ausgelöst werden, beispielsweise eine Maschine abgeschaltet
werden.
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Der Drucksensor weist eine aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff
bestehende Unterplatte 1 auf, bei der es sich auch um einen Abschnitt einer Bahn
handeln kann. Die Unterplatte 1 ist auf ihrer Oberseite mit einer elektrisch leitenden
Deckschicht 2 versehen. Auf der Oberseite dieser Deckschicht 2 sind
Distanzierungstreifen
3 konstanter Breite parallel im Abstand nebeneinander festgelegt, wie dies insbesondere
Fig. 2 erkennen läßt. Diese Distanzierungsstreifen 3 bestehen aus einer elektrisch
isolierenden Kunststoffolie mit einer Dicke von etwa 0,2 mm. Die Distanzierungsstreifen
3 werden rechtwinklig gekreuzt von Abstandsstreifen 4, welche normalerweise im Abstand
über den Distanzierungsstreifen 3 liegen und wie diese eine konstante Breite haben.
Der Abstand zwischen zwei benachbarten Abstandsstreifen 4 ist etwas größer als der
Außendurchmesser von zylindrischen Schraubenfedern 5, von denen je eine in jeder
der seitlich von den Abstandsstreifen 4 begrenzten Nuten 6 liegt und sich über die
gesamte Nutenlänge erstreckt. Die Höhe der Abstandsstreifen 4 ist geringfügig kleiner
als der Außendurchmesser der Schraubenfedern 5, nämlich im Ausführungsbeispiel etwa
0,2 mm. Auf den Schraubenfedern 5, die bei unbelastetem Drucksensor nur auf den
Distanzierungsstreifen 3 aufliegen, liegt eine Oberplatte 7 aus einem elektrisch
nicht-leitenden Kunststoff auf, an deren Unterseite die Abstandsstreifen 4 festgelegt
sind. Da der Aussendurchmesser der Schraubenfedern 5 geringfügig größer als die
Dicke der Abstandsstreifen 4 ist, ist zwischen deren Unterseite und den Distanzierungstreifen
3 bei unbelastetem Drucksensor ein geringer Zwischenraum vorhanden. Die Elastizität
der Oberplatte 7 ist so gewählt, daß ihre Durchbiegung bei einer Druckbelastung,
die über einem Mindestwert liegt, ausreicht, um im Belastungsbereich die hier liegende
Schrauben feder 5 oder auch mehrere der Schrauben federn 5 entgegen der Rückstellkraft
in Kontakt mit der elektrisch leitenden Deckschicht 2 im Bereich wenigstens einer
der zwischen zwei benachbarten Distanzierungsstreifen 3 liegenden Zonen zu bringen.
Die Schrauben feder 5 erfährt bei dieser Kontaktierung eine mehr oder weniger starke
elastische Deformation, die sowohl zu einem hohen Kontaktdruck in dem sehr kleinflächigen
Kontaktbereich führt, als auch zu einer Selbstreinigungsbewegung zwischen Schraubenfeder
und Deckschicht. Der Kontakt bleibt so lange bestehen, als die Druckbelastung vorhanden
ist.
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Nach Beendigung der Druckbelastung kehren die Oberplatte 7 und die
Schraubenfedern 5 wieder in ihre Ausgangslage zurück, in der kein Kontakt mit der
Deckschicht 2 vorhanden ist.
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Ob die Deckschicht 2 mit jeder Schraubenfeder 5 je einen separaten
Stromkreis bildet oder ob alle Schraubenfedern 5 miteinander verbunden, also beispielsweise
elektrisch in Reihe oder elektrisch parallel geschaltet sind, hängt von der Aufgabe
ab, die der Drucksensor zu erfüllen hat. Sind alle Schrauben federn 5 elektrisch
miteinander verbunden, kann die Stelle, an welcher die Druckbeaufschlagung erfolgt,
lokalisiert werden, wenn der Gesamtwiderstand jeder Schraubenfeder so groß ist,
beispielsweise 1 kOhm, daß der bei einer Druckbeaufschlagung wirksame Teilwiderstand
noch meßbar ist. Liegen hingegen die Schraubenfedern 5 in einzelnen Stromkreisen,
dann kann diejenige streifenförmige Zone festgestellt werden, in welcher die Druckbeaufschlagung
erfolgt.
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Wie Fig. 3 zeigt, kann man statt der Distanzierungsstreifen 3 auch
eine Distanzierungsfolie 3' vorsehen, welche in denjenigen streifenförmigen Zonen,
welche den Grund einer der Nuten für die Schraubenfedern bilden, in bestimmten Abständen
mit Durchbrüchen 3'' versehen ist. Im Bereich dieser Durchbrüche 3'' können die
Schrauben federn bei einer Druckbelastung des Sensors die Deckschicht 2 kontaktieren.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten, flächenhaften Ausführungsform, welche
für die gleichen Anwendungsgebiete wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis
3 einsetzbar ist, enthält die aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff bestehende
Unterplatte 11 parallel und im Abstand voneinander angeordnete Nuten 11', welche
sich über die gesamte Länge der Unterplatte 11 in dieser Richtung erstrecken. Der
Grund der Nuten 11s' ist von einer elektrisch leitenden Schicht 12 oder Folie bedeckt.
Die Tiefe
der Nuten 11' ist geringfügig größer als die Dicke der
Schicht 12. In dem Ausführungsbeispiel liegt die Oberseite der Schicht 12 etwa 0,2
mm tiefer als die von der Oberseite der Unterplatte 11 definierte Fläche. Die Breite
der Nuten 11' ist so gewählt, daß zylindrische Schraubenfedern 15, die je ein langgestrecktes
Kontaktelement bilden und die Nuten 11' rechtwinklig kreuzend parallel und im Abstand
voneinander auf der Oberseite der Unterplatte 21 au fliegen, die Schicht 12 kontaktieren,
wenn der Sensor mit einem Mindestdruck belastet wird. Die Federn 15 liegen in je
einer Nut 16 einer Oberplatte 17, die aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff
besteht und eine so große Flexibilität hat, daß bei einer Druckbelastung im Bereich
der Einwirkungsstelle die vorstehend erwähnte Durchbiegung der dort liegenden Schraubenfeder
oder Schraubenfedern 15 erreicht wird.
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Die Tiefe der Nuten 16 ist geringfügig, im Ausführungsbeispiel etwa
0,2 mm, kleiner als der Außendurchmesser der Schraubenfedern 15. Hierdurch wird
eine zu starke Biegebeanspruchung der Schraubenfedern 15 vermieden. Die zwischen
je zwei benachbarten Nuten 16 liegenden Materialpartien 17' der Oberplatte 17 bilden
also wie die Abstandsstreifen 4 des ersten Ausführungsbeispiels eine Anschlageinrichtung.
Separate Distanzierstreifen sind bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich.
Diese Aufgabe übernehmen die zwischen den Nuten 11' liegenden Stegteile der Unterplatte
11.
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Werden alle Schrauben federn 15 einerseits und alle Schichten 12 andererseits
elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet, dann bildet der Drucksensor nur einen
einzigen Signalstromkreis, der geschlossen wird, wenn an einer oder mehreren beliebigen
Stellen die Oberplatte 17 eine so starke Druckbelastung erfährt, daß an einer oder
mehreren Kreuzungsstellen ein Kontakt zwischen wenigstens einer der Schraubenfedern
15 und wenigstens einer der die Gegenkontaktelemente bildenden Schicht 12 hergestellt
wird. Wegen der Rückstellkraft der Schraubenfedern 15 wird bei einer Beendigung
der Druckbelastung dieser Kontakt
wieder getrennt. Man kann aber
auch entweder die Schraubenfedern 15 oder die Schichten 12 in je einen Signalstromkreis
legen und alle anderen Kontaktelemente zusammenschalten. In diesem Falle kann festgestellt
werden, in welcher streifenförmigen Zone die Druckbelastung der Oberplatte 17 erfolgt.
Schließlich kann man aber auch die Schraubenfedern und die Schichten 12 in Art einer
Matrix je einen getrennten Stromkreis legen. Die Stelle der Druckbeanspruchung kann
dann aufgrund der Kreuzungsstelle ermittelt werden, an welcher infolge der Druckbeanspruchung
ein Kontakt hervorgerufen worden ist.
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Bei dem in Fig. 5 dargestellten, flächenhaften Ausführungsbeispiel
ist nur die Unterplatte 21 mit parallelen und im Abstand voneinander angeordneten
Nuten 21' versehen. Die Oberplatte 27, welche wie die Unterplatte 21 aus einem elektrisch
isolierenden Kunststoff besteht, ist nutenlos. Wie Fig. 5 zeigt, ist der Grund jeder
der Nuten 21' mit einer elektrisch leitenden Schicht 22 oder Folie bedeckt. Als
Distanzierungsmittel sind in diesem Ausführungsbeispiel in die Nuten 21' Stücke
gleicher.
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Länge eines Distanzierungsstreifens 23 gelegt, und zwar mit Abständen
gleicher Größe voneinander. Die Dicke der Distanzierungsstreifen 23 ist gering.
Sie beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 0,2 mm. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Stücken der Distanzierungsstreifen ist so groß gewählt, daß die in den Nuten 21'
auf den Distanzierungsstreifen 23 aufliegenden Schraubenfedern 25 bei einer Druckbelastung
im Bereich einer solchen Abstandsstelle bis zur Anlage an der Schicht 22 durchgebogen
werden. Die Schraubenfedern 25, welche wie die Schraubenfedern 5 ausgebildet sind,
stehen geringfügig, beispielsweise etwa 0,2 mm, über die Oberseite der Unterplatte
21 über. Bei einer Druckbeanspruchung der Oberplatte 27 kann diese sich deshalb
nur bis zur Anlage an der Oberseite der Unterplatte 21 durchbiegen, wodurch eine
mechanische Oberbeanspruchung der Schraubenfedern 25 ausgeschlossen ist. Je nachdem,
ob die Schichten 22 und die Schrauben federn 25 in einem oder mehreren
Signalstromkreisen
liegen, ist keine Lokalisierung oder nur eine Lokalisierung der Kontaktstelle oder
Kontaktstellen innerhalb eines Streifens möglich.
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Eine matrixförmige Kontaktanordnung erlaubt das Ausführungsbeispiel
gemäß den Fig. 6 und 7, da hier, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, die
Kontaktelemente sich rechtwinklig kreuzen und dadurch ein Netz in einem Zwei-Koordinatensystem
bilden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 sind jedoch alle Kontaktelemente
durch Schraubenfedern gebildet, wobei die der Oberplatte 37 zugeordneten Schraubenfedern
mit 35 und die der Unterplatte 31 zugeordneten Schraubenfedern mit 32 bezeichnet
sind. Zusammen mit der Oberseite der Unterplatte 31 bilden erste Abstandsstreifen
24 parallel und im Abstand nebeneinander angeordnete Nuten 31', in denen je eine
der Schraubenfedern 32 liegt. Die Tiefe der Nuten 31 ist gleich dem Außendurchmesser
der Schraubenfedern 32. Zweite Abstandsstreifen 34', welche die ersten Abstandsstreifen
34 rechtwinklig kreuzen, bilden zusammen mit der Oberplatte 37 parallel und im Abstand
nebeneinander angeordnete Nuten 36 zur Aufnahme je einer der Schraubenfedern 35.
An den Kreuzungsstellen der ersten Abstandsstreifen 34 mit den zweiten Abstandsstreifen
34' liegt zwischen beiden eine Distanzfolie 33, deren Dicke so gewählt ist, daß
die Schraubenfedern 35 normalerweise im Abstand über den Schraubenfedern 32 liegen.
Im Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der Distanzfolie etwa 0,2 mm. Die Distanzfolie
hat in jedem Kreuzungsbereich der Schraubenfedern einen Durchbruch.
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Die Dicke der zweiten Abstandsstreifen 34' ist etwas geringer als
der Außendurchmesser der Schraubenfedern 35, so daß ohne Belastung die Oberplatte
37 im Abstand über dem zweiten Abstandsstreifen 34' liegt. Im Ausführungsbeispiel
beträgt dieser Abstand etwa 0,2 mm. Ferner sind die ersten und zweiten Abstandsstreifen
sowie die Distanzfolie 33 zu einer Einheit vereinigt. Bei der Montage müssen deshalb
nur die Schraubenfedern in die zugeordneten Nuten eingelegt und dann nur noch die
Unterplatte
31 und Oberplatte 37 angelegt werden.
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Bei einer Druckbeanspruchung der Oberplatte 37 biegt sich diese im
Bereich der Druckbeanspruchung elastisch nach unten durch und drückt dabei eine
oder mehrere der Schrauben federn 35 nach unten bis zur Anlage an einer oder mehreren
der sie kreuzenden Schraubenfedern 32. Eine unzulässige Deformation der Schraubenfedern
ist auch hier dadurch vermieden, daß die Oberplatte 37 nur bis zur Anlage an den
zweiten Abstandsstreifen 34' nach unten gedrückt werden kann. Jede der Schraubenfedern
32 und 35 liegt in einem Stromkreis, so daß die Kreuzungsstelle lokalisiert werden
kann, an welcher durch eine Druckbelastung ein Kontakt entstanden ist. Die Kontaktunterbrechung
erfolgt auch hier nach einer Druckentlastung dadurch, daß die Schraubenfedern wieder
in ihre in Fig. 7 dargestellte Ausgangslage zurückkehren.
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Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch möglich, die Schraitbenfedern
32 und 35 mit der aus den Abstandsstreifen und der Distanzfolie gebildeten Baueinheit
zu verbinden.
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Bei dem in den Fig. 8 bis 10 dargestellten, flächenhaften Ausführungsbeispiel
ist nur die Unterplatte 41 mit parallel im Abstand voneinander angeordneten Nuten
41' versehen, deren Grund je eine elektrisch leitende Schicht 42 bedeckt. Die Nuten
41' dienen der Aufnahme je einer als Kontaktelement dienenden Schraubenfeder 45.
Um einerseits im druckfreien Zustand die Schraubenfedern 45 im Abstand von der das
Gegenkontakt bildenden Leitschicht 42 zu halten und andererseits bei einer Druckbeanspruchung
der nuten losen Oberplatte 47 die Schraubenfedern 45 durchzubiegen, ist für jede
Schraubenfeder ein kammartiges Distanzierungselement 43 vorgesehen, das aus einer
etwa 0,2 min dicken, elektrisch i;o1 ierenden folie besteht. Die 7ungern 45' des
Distanzierungsejements 43 stehen im Wechsel von einem gegradlinigen Mittelstück
zur einen und zur anderen Seite hin ab, wie Fig. 1 0 zeigt, , ut umfassen im Wechsel
die Schrauben feder 45 von unten und von ohren. Da die liefe der Nuten 41 so gewählt
ist,
daß die die Schraubenfedern 45 oben übergreifenden Zungen 43' über die Oberseite
der Unterplatte 41 überstehen, drückt die Oberplatte 47 bei einer Druckbeanspruchung
auf eine oder mehrere dieser Zungen, was eine Durchbiegung der Schraubenfeder 45
bis zur Anlage an der leitenden Schicht 42 zur Folge hat. Eine zu starke Deformation
der Schraubenfedern 45 wird auch hier dadurch verhindert, daß die Oberplatte 47
in Anlage an die Oberseite der Unterplatte 41 kommt.
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Anstelle des kammartigen Distanzierungselements 43 wäre auch eine
spiralartige Umwicklung jeder Schraubenfeder 45 mit einem als Distanzierungselement
dienenden Band möglich, wobei natürlich die Steigung der dabei entstehenden Wendel
ausreichend groß gewählt werden müßte, damit die Schraubenfeder 45 die leitende
Schicht 42 noch kontaktieren kann.
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Fig. 11 zeigt eine stabförmige Ausführungsform, die beispielsweise
als Kontaktleiste für Türen und Tore verwendet werden kann. Wie Fig. 11 zeigt, umgibt
eine ein erstes Kontaktelement bildende, zylindrische Schraubenfeder 55 im Abstand
ein stabförmiges zweites Kontaktelement 52, das als Massivstab oder Rohr ausgebildet
ist, aber auch durch eine Schraubenfeder gebildet sein könnte. Als Abstandshalter
zwischen den beiden Kontaktelementen sind im Längsschnitt tonnenförmige Distanzstücke
53 aus elektrisch isolierendem Material auf das zweite Kontaktelement 52 aufgesteckt
und im Abstand voneinander festgelegt.
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Wenigstens ein auf dem zweiten Kontaktelement 52 ebenfalls festgelegter
Teller 58 sichert die Schraubenfeder 55 gegen eine axiale Verschiebung. Anstatt
der Distanzstücke 53 könnte man beispielsweise auch Distanzleisten oder eine wendelförmige
Umwicklung des zweiten Kontaktelements 52 mit einem isolierenden Band vorsehen.
Weiterhin wäre es möglich, die Schraubenfeder 55 mit einer elastischen Schutzumhüllung
zu versehen, beispielsweise einem elastischen Kunststoffschlauch. Bei einer Druckbeanspruchung
der Schraubenfeder 55 in radialer Richtung verformt
sich diese
elastisch bis zur Anlage am Kontaktelement 52. Hierdurch wird ein Signalstromkreis
geschlossen, wobei sowohl die Schraubenfeder 55 als auch das zweite Kontaktelement
52 mit einem Stromanschluß versehen sind.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur
allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen
Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere
nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.