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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Streifen- oder Bandschalter,
und insbesondere auf solche Schalter, die dazu ausgelegt sind, an
Toren, Türen
etc. als Teil eines Sicherheitssystem angebracht zu werden, nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich ferner
auf ein Herstellungsverfahren für
solche Schalter und auf ein in-situ-Verfahren
zum Herrichten, das eingesetzt wird, um den Schalter an eine bestimmte
Anwendung anzupassen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Verschiedene
Arten von Streifen- oder Bandschaltern sind seit vielen Jahren im
Stand der Technik bekannt. So offenbart
US 2,770,796 einen Streifenschalter
mit einem einstückigen äußeren Mantel, der
bevorzugt aus einem Gummi- oder Kunststoffmaterial hergestellt ist,
welcher Streifenschalter auch im Freien verwendet werden kann. Innerhalb
des äußeren Mantels
sind zwei gegenüberliegende,
im Wesentlichen ebene Kontaktstreifen enthalten, die voneinander
mittels Streifen aus isolierendem Material getrennt sind, das zwischen
den Kontaktstreifen entlang deren äußeren Rändern platziert ist.
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US 4,293,752 offenbart einen
selbsthaftenden Streifenschalter, wobei die äußere Gestalt der Abdeckung
etwa derjenigen der vorliegenden Erfindung ähnelt, jedoch ist dieser in
dem oben genannten Fall auch mit Streifen aus isolierendem Material
versehen, die zwischen den Kontaktstreifen entlang der äußeren Ränder derselben
zur Trennung der Kontaktstreifen platziert sind.
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In
US 4,551,595 ist die äußere Abdeckung nicht
als einstückige
Einheit ausgeformt, sondern stattdessen versteift, wobei sie getrennte,
obere und untere Abschnitte aufweist. Auch in diesem Falle sind Streifen
aus isolierendem Material zwischen den Kontaktstreifen entlang der äußeren Ränder derselben
zur Trennung der Kontaktstreifen platziert.
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Keine
der obigen Druckschriften offenbart spezifische Verfahren, die zum
in-situ-Herrichten der Schalter für bestimmte Anwendungen empfohlen sind.
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Streifen-
oder Bandschalter des Standes der Technik litten typischerweise
an einer Anzahl von Problemen. Eines dieser Probleme war das Eindringen
von Feuchtigkeit durch die äußere, isolierende Abdeckung
des Schalters, beispielsweise aufgrund der Aufbringung eines hygroskopischen
(wasserabsorbierenden) Materials für die Abdeckung oder einem
ungeeigneten oder unzuverlässigen
Herrichten des Schalters während
der bestimmten Anwendung desselben. Das Eindringen des Wassers durch
die äußere Abdeckung
und in die Kontaktregion des Schalters hat oftmals zu Korrosion
der elektrischen Kontaktflächen
in solchen Fällen
geführt,
in denen die Kontakte beispielsweise aus Kupfer hergestellt waren,
was zu einem unzuverlässigen
Kontakt und somit möglicherweise
zu gefährlichen
Situationen führt,
falls der Schalter einen Teil eines Sicherheitssystems gebildet
hat, beispielsweise in Verbindung mit einem schweren Tor.
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Die
Druckschrift
US 3,812,313 offenbart
einen Bandschalter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Darstellung
der Erfindung
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Gemäß der vorhergehenden
Beschreibung einiger Probleme des Standes der Technik ist es somit
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Bandschalterbauteil
bereitzustellen, das nicht unter den oben genannten Problemen der Feuchtigkeitseindringung
durch die äußere Abdeckung
des Schalters und in die Kontaktregion des Schalters leidet.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bandschalterbauteil
bereitzustellen, das auf einfache Weise hergestellt werden kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bandschalter
bereitzustellen, der das Bandschalterbauteil und geeignete Abschlussmittel
aufweist, sodass der Bandschalter nicht unter den oben genannten
Problemen der Feuchtigkeitseindringung durch die Abschlussmittel
(elektrische Leitungen zu den Kontaktstreifen des Bandschalters und
elektrischer Abschlusswiderstand) und in das Innere des Bandschalters
leidet.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Verfahren und System zum in-situ-Herrichten des Schalters für verschiedene
spezifische Anwendungen bereitzustellen.
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Diese
und weitere Aufgaben werden mit einem Bandschalterbauteil nach Anspruch
1, einem Bandschalter nach Anspruch 5 und einem Verfahren zum in-situ-Herrichten
nach Anspruch 10 gelöst.
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Gemäß einer
ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird somit ein Bandschalterbauteil bereitgestellt,
umfassend ein Paar sich parallel erstreckender Kontaktstreifen,
von denen einer mit einer sich quer erstreckenden Wellung ausgestattet
ist, um die mechanische Stabilität
zu verbessern, wobei die Kontaktstreifen vollständig durch eine äußere Abdeckung
umgeben sind, um die Kontaktstreifen von der Umgebung elektrisch
zu isolieren und ferner zu verhindern, dass Feuchtigkeit die Kontaktstreifen
erreicht. Die Kontaktstreifen sind durch geeignete Abstandsmittel
beabstandet gehalten, die sich längs über einen
Abschnitt der Oberflächen
der Kontaktstreifen erstrecken, die einander zugewandt sind, welche
Abstandsmittel gemäß der Erfindung
als integraler Teil der äußeren Abdeckung
gebildet sind, um einen zuverlässigen
Abstand der Kontaktstreifen vorzusehen und ferner ein einfaches
und effektives Herstellungsverfahren des Bandschalters bereitzustellen.
Um zu verhindern, dass Feuchtigkeit in die äußere Abdeckung eindringt und
die Kontaktstreifen erreicht, was zu einer Korrosion derselben führen könnte, ist
die äußere Abdeckung
aus einem wasserundurchlässigen
(hygroskopischen) Material mit geeigneter mechanischer Flexibilität hergestellt.
Um eine zuverlässige
Kontaktfunktion über
die Lebensdauer des Bandschalters sicherzustellen, sind die Kontaktstreifen
aus einem Material hergestellt, das gegenüber Korrosion widerstandsfähig ist
und das durch Reinigungsmittel, Öle
etc., die in der Industrie verwendet werden, nicht angegriffen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Kontaktstreifen aus rostfreiem Stahl hergestellt.
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Ein
Herstellungsverfahren für
den Bandschalter, welcher das Bauteil aufweist, umfasst die Schritte
des Bereitstellens zweier Bänder
aus Metallblech und Passieren eines der Bänder durch eine Wellungsmaschine,
um das Band mit einem Wellenmuster im Wesentlichen quer zu der Längserstreckung
des Bandes zu versehen, und Fördern
der zwei Bänder
in einen Torpedo, der in einem Transversalextruderkopf vorgesehen
ist, der mit einem Einlass für
geschmolzenes Kunststoffmaterial versehen ist, das durch einen Extruder
zugeführt
wird. An dem Auslass des Torpedo wird das geschmolzene Kunststoffmaterial
mit den Metallbändern
verbunden und durch einen Düsenabschnitt
geführt,
um den gewünschten
Querschnitt des Bandschalters einschließlich der Abstandsmittel vorzusehen,
die zwischen den zwei Metallbändern
vorgesehen sind, wie im vorhergehenden Absatz erläutert. Beim
Verlassen des Transversalextruderkopfes verläuft der Bandschalter schließlich durch
ein Wasserbad, wodurch die Temperatur des Schalters von seiner Herstellungstemperatur
(beispielsweise etwa 160°C)
auf Raumtemperatur vermindert wird. Die Tatsache, dass die Abstandsmittel
als integrale Teile der äußeren Abdeckung
gebildet sind, stellt ein sehr einfaches und direktes Herstellungsverfahren
sicher.
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Gemäß einer
zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird daher ein Bandschalter
bereitgestellt, der eine geeignete Länge des Bandschalterbauteils
aufweist und ferner mit geeigneten Abschlussmitteln versehen ist.
Ein Ende des abgeschnittenen Bandschalterbauteils wird somit mit
elektrischen Kontaktleitungen versehen, um einen elektrischen Kontakt
der zwei Kontaktstreifen des Bandschalters herbeizuführen, und
die elektrischen Leitungen und eine geeignete Länge des Bandschalterbauteils
werden durch einen Körper
aus Wärmeschrumpffolie
umgeben, dessen innere Oberfläche mit
einem Haftmittel versehen ist, das bei anfänglicher Erwärmung und
anschließender
Abkühlung
auf Umgebungstemperatur fest an der äußeren Oberfläche der äußeren Abdeckung
des Bandschalters und an der äußeren Oberfläche der
Abschlussleitung, die elektrisch mit den Kontaktstreifen des Schalters
verbunden ist, anhaftet. Das andere Ende des abgeschnittenen Bandschalterbauteils
wird auf ähnliche Weise
abgedichtet und kann anstelle der elektrischen Leitungen mit einem
elektrischen Abschlussimpedanzbauteil versehen sein, wie einem Widerstand
mit geeignetem elektrischen Widerstand. Das Ende könnte ebenso
elektrisch offengelassen werden, falls für bestimmte Anwendungen erwünscht.
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Gemäß einer
dritten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum in-situ-Herrichten des Bandschalters bereitgestellt, wobei das Herrichtverfahren
die folgenden Hauptschritte aufweist:
Bereitstellen einer geeigneten
Länge des
Bandschalters entsprechend der spezifischen Anwendung;
Bereitstellen
einer ersten Kontaktplatte, die mit elektrischen Kontaktleitungen
versehen ist, um einen elektrischen Kontakt der zwei Kontaktstreifen
des Bandschalters herbeizuführen;
Einfügen der
mit elektrischen Kontaktleitungen versehenen Kontaktplatte in ein
erstes Ende des Schalters in die Region zwischen den zwei Kontaktstreifen;
Bereitstellen
eines röhrenförmigen Körpers aus Schrumpffolie,
wobei die innere Oberfläche
des Körpers
mit einem Haftmittel versehen ist, der bei anfänglicher Erwärmung und
anschließender
Abkühlung
auf Umgebungstemperatur fest an der äußeren Oberfläche der äußeren Abdeckung
des Bandschalters und an der äußeren Oberfläche der
Abschlussleitungen etc., die elektrisch mit den Kontaktstreifen des
Schalters verbunden sind, anhaftet;
Schieben des Körpers aus
Wärmeschrumpffolie über das
erste Ende derart, dass der Körper
sowohl eine geeignete Länge
des Bandschalters als auch eine geeignete Länge der elektrischen Kontaktleitungen bedeckt;
Vorsehen
von Wärme,
beispielsweise mittels eines geeigneten Schrumpfwerkzeugs, auf den
röhrenförmigen Körper, wodurch
der an der Innenseite der Röhre
vorgesehene Klebstoff schmilzt, und Schrumpfen der Röhre, bis
eine enge Abdichtung zwischen dem Bandschalter und dem röhrenförmigen Körper bzw.
zwischen dem röhrenförmigen Körper und
den Kontaktleitungen herbeigeführt
ist;
Bereitstellen einer mit einem elektrischen Bauteil versehenen,
zweiten Kontaktplatte zum Vorsehen einer geeigneten, elektrischen
Abschlussimpedanz zwischen den zwei Kontaktstreifen des Bandschalters;
Einfügen der
zweiten Kontaktplatte in ein zweites Ende des Schalters in die Region
zwischen den zwei Kontaktstreifen;
Bereitstellen eines röhrenförmigen Körpers aus
Wärmeschrumpffolie,
wobei die innere Oberfläche
des Körpers
mit einem Haftmittel versehen ist, das bei anfänglicher Erwärmung und
anschließender
Abkühlung
auf Umgebungstemperatur fest an der äußeren Oberfläche der äußeren Abdeckung
des Bandschalters anhaftet und ebenso eine enge Abdichtung um die
zweite Kontaktplatte und das Abschlussimpedanzbauteil bereitstellt;
Bereitstellen
von Wärme,
beispielsweise mittels eines geeigneten Schrumpfwerkzeugs, auf den
röhrenförmigen Körper, bis
eine enge Abdichtung zwischen dem Bandschalter und dem röhrenförmigen Körper und
um die zweite Kontaktplatte mit dem Abschlussimpedanzbauteil herbeigeführt ist.
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Das
beanspruchte Bandschalterbauteil und der entsprechende Bandschalter,
die auf spezifische Anwendungen unter Einsatz des Herrichtverfahrens angepasst
werden, bieten die vorteilhaften Wirkungen eines stark verminderten
Feuchtigkeitseintritts durch die äußere Abdeckung und die Endabschnitte des
Schalters. Ein fehlerfreier Betrieb wird ferner durch die Auswahl
eines Kontaktmaterials aus rostfreiem Stahl erzielt. Das beschriebene
Verfahren zum in-situ-Herrichten
und ein entsprechendes System mit den erforderlichen Bauteilen und
Werkzeugen ermöglichen
ein leichtes und zuverlässiges
Anpassen des Schalters an die spezifische Anwendung. Ferner ist
der Schalter durch eine Freiheit von Verformung durch Hochbiegen
um 90° und
eine geringe Aktivierungskraft von näherungsweise 3 N gekennzeichnet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun ausführlicher
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in
denen
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1a ist
eine Perspektivansicht des Bandschalterbauteils gemäß der Erfindung;
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1b ist
eine Querschnittsansicht des in 1a gezeigten
Bandschalterbauteils;
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Bandschalters, der auf dem in 1a und 1b gezeigten
Bandschalterbauteil basiert, und
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3a und 3b ist
eine schematisch Darstellung eines in-situ-Herrichtens eines Bandschalters
gemäß der Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Nachfolgend
wird eine ausführliche
Beschreibung der Erfindung gegeben.
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Unter
Bezugnahme auf 1a und 1b ist
ein Bandschalterbauteil gemäß der Erfindung
gezeigt, das allgemein mit Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.
Das Bandschalterbauteil umfasst zwei gegenüberliegende, elektrische Kontaktstreifen 5, 6,
von denen in der vorliegende Ausführungsform der Erfindung einer
mit einer quer gerichteten Wellung ausgestattet ist, die vorgesehen
ist, um die mechanische Stabilität
des Schalters zu erhöhen.
Gemäß dieser spezifischen
Ausführungsform
der Erfindung sind die Kontaktstreifen 5, 6 aus
dünnen
Blechen aus rostfreiem Stahl hergestellt, was beträchtlich
widerstandsfähiger
gegenüber
Oxidation ist als andere Materialien, die normalerweise in solchen
Schaltern verwendet werden, wie Kupfer. Gemäß dieser spezifischen Ausführungsform
der Erfindung besitzt der obere Kontaktstreifen eine Dicke von 0,05
mm, und der untere Kontaktstreifen von 0,1 mm, obgleich zu beachten
ist, dass andere Dickenauswahlen der Kontaktstreifen ebenso vorgenommen
werden könnten.
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Die
Kontaktstreifen umgebend und eng einkapselnd ist eine äußere Abdeckung 2 vorgesehen, die
als ein sich in Längsrichtung
erstreckendes Stück mittels
eines geeigneten Extrusionsverfahrens ausgeformt ist. Die Abdeckung 2 ist
mit einem sich nach außen
erstreckenden Längsvorsprung 3 versehen, der
vorgesehen ist, um eine zuverlässige
Kontaktwirkung des Schalters sicherzustellen, wenn dieser einem äußeren Druck
ausgesetzt ist, und mit zwei inneren, sich längs erstreckenden, dünnen Vorsprüngen 4 versehen,
die als Abstandsmittel zwischen den zwei Kontaktstreifen 5, 6 dienen.
Die Ausbildung dieser Abstandsmittel 4 als integraler Teil
der äußeren Abdeckung 2 ist
sowohl im Hinblick auf die Herstellung als auch im Hinblick auf
die Zuverlässigkeit
vorteilhaft.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist ein Bandschalter gezeigt,
umfassend eine geeignete Länge des
oben beschriebenen Bandschalterbauteils 1 und ferner umfassend
Abschlussmittel 8, 9 an jedem Ende des Bandschalterbauteils.
Wie in der Darstellung der Erfindung – und ausführlich im nachfolgenden Abschnitt über das
in-situ-Herrichten des Schalters – beschrieben, sind diese Abschlussmittel 8, 9 durch
Stücke
aus Wärmeschrumpffolie
gebildet, deren innere Oberflächen
mit einem Haftmittel versehen ist, wobei die Wärmeschrumpffolie und das Haftmittel
bei einem Erwärmen
und anschließenden
Abkühlen
auf Umgebungstemperatur eine enge Abdichtung um die Enden des Bandschalterbauteils 1 bilden.
Die Abschlussmittel 8 umfassen eine elektrische Leitung 10,
die in Kontakt mit den Kontaktstreifen 5, 6 in
dem Bandschalterbauteil, beispielsweise durch das nachfolgend beschriebene
Verfahren gebracht sind. In ähnlicher
Weise können
die anderen Abschlussmittel 9 ein elektrisches Abschlussimpedanzelement,
wie einen Widerstand, aufweisen, obgleich ein offenendiger, elektrischer
Abschluss ebenso vorstellbar ist (d.h. ein unendlicher Widerstand).
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Unter
Bezugnahme auf 3a und 3b sind
sehr schematisch die Hauptschritte gezeigt, die während des
Herrichtens des Bandschalters gemäß der Erfindung für eine spezifische
Anwendung durchgeführt
werden. Diese Schritte umfassen:
- (a) Bereitstellen
einer geeigneten Länge
des Bandschalterbauteils 1;
- (b) Beseitigen einer geeigneten Länge (beispielsweise 10 mm)
des Vorsprungs von einem ersten Ende des Bandschalterbauteils 1;
- (c) Schieben einer zungenförmigen
Kontaktplatte 11, die aus einem dielektrischen Material
hergestellt ist und mit einer oberen und einer unteren Schicht 12, 13 aus
einem elektrisch leitfähigen Material
ausgestaltet ist, wobei die zwei elektrischen Leiter 10' und 10'' einer elektrischen Leitung 10 leitend
(beispielsweise durch Löten)
mit jeder der Schichten 12, 13 verbunden sind,
in den Schalter in der Region 7 zwischen den zwei Kontaktstreifen 5, 6 des
Schalters;
- (d) Schieben eines Wärmeschrumpffolienschlauchs 8' über das
Ende des Schalterbauteils (1), bis zu einem Kontakt mit
dem Vorsprung (3);
- (e) Bereitstellen von Wärme
mittels geeigneten Schrumpfwerkzeugs auf den Schlauch 8' (dieser Vorgang
ist in der Fig. nicht gezeigt), wodurch der innerhalb des Schlauchs 8' vorgesehene
Klebstoff geschmolzen und der Schlauch 8' geschrumpft wird, bis eine enge
Abdichtung der Schalter 1/der Leitung 10 und dem
Schlauch 8' herbeigeführt ist;
- (f) Beseitigen einer geeigneten Länge (beispielsweise 10 mm)
von dem zweiten – nicht
hergerichteten – des
Bandschalterbauteils 1;
- (g) Schieben einer zungenförmigen
Kontaktplatte 14, die aus einem dielektrischen Material
hergestellt ist und mit einer oberen und einer unteren Schicht 15, 16 aus
einem elektrisch leitfähigen Material
versehen ist, zwischen welchen Lagen ein geeignetes elektrisches
Impedanzelement wie ein Widerstand elektrisch verbunden ist, in
das Schalterbauteil 1 in die Region 7 zwischen
und um die zwei Kontaktstreifen 5, 6 des Schalters;
- (h) Zusammenquetschen des Endes des Wärmeschrumpffolienschlauchs 9' (beispielsweise
mittels einer Metallklammer oder eines ähnlichen Werkzeugs, das in
der Figur nicht gezeigt ist) und Schieben des Wärmeschrumpffolienschlauchs 9' über das
zweite Ende des Bandschalterbauteils 1 bis zu einem Kontakt
mit dem Vorsprung 3 an dem Bandschalterbauteil 1;
- (i) Bereitstellen von Wärme
mittels eines geeigneten Schrumpfwerkzeugs auf den Schlauch 9' (dieser Vorgang
ist in der Figur nicht gezeigt) wodurch der innerhalb des Schlauchs 9' vorgesehene Klebstoff
geschmolzen und der Schlauch 9' geschrumpft wird, bis eine enge
Abdichtung zwischen und um den Schalter 1/das Impedanzelement 17 und
dem Schlauch 9' beigeführt ist;
- (j) Nach geeignetem Abkühlen
des Wärmeschrumpffolienschlauchs 9', Beiseitigen
der Klammer hiervon.
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Obgleich
verschiedene Ausführungsformen der
vorliegende Erfindung in den vorhergehenden Teilen der ausführlichen
Beschreibung gezeigt und beschrieben worden sind, ist zu beachten,
dass für den
Fachmann andere Ausführungsformen
der Erfindung vorstellbar sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung
abzuweichen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert sind.