WO2004036608A1 - Flachkabel schalter - Google Patents

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WO2004036608A1
WO2004036608A1 PCT/DE2003/003315 DE0303315W WO2004036608A1 WO 2004036608 A1 WO2004036608 A1 WO 2004036608A1 DE 0303315 W DE0303315 W DE 0303315W WO 2004036608 A1 WO2004036608 A1 WO 2004036608A1
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flat cable
cable according
measuring
conductor
conductors
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PCT/DE2003/003315
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Hugenschmidt
Original Assignee
W.E.T. Automotive Systems Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/14—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for operation by a part of the human body other than the hand, e.g. by foot
    • H01H3/141—Cushion or mat switches
    • H01H3/142—Cushion or mat switches of the elongated strip type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/26—Details
    • H01H35/2657—Details with different switches operated at substantially different pressures

Definitions

  • the present invention relates to a flat cable according to the preamble of claim 1.
  • PRIOR ART DE 197 02 536 discloses a flat cable on which electronic chips are arranged at regular intervals. This structure serves to form electronic networks.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the invention in cross section
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the invention in cross section
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the invention in cross section
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of the invention in cross section
  • Fig. 5 shows a fifth embodiment of the invention in cross section.
  • Fig. 6 shows a sixth embodiment of the invention in cross section Description of the invention
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the invention with three electrical conductors 2. These are arranged side by side in one plane. They are covered by an insulation jacket 3.
  • the insulation jacket 3 has a first insulation layer 30 and a second upper insulation layer 31 arranged to cover it. These two insulation layers 30, 31 form a laminate with the electrical conductors 2 arranged between them.
  • a pressure sensor 4 is arranged inside the insulation jacket 3.
  • This pressure sensor 4 has a dome-shaped or arched leaf spring 40.
  • This has a contact zone 7 at the highest point of its curvature 44.
  • the contact zone 7 is designed in the form of a bulge directed into the curvature.
  • a first edge region 41 of the leaf spring 40 lies on one of the outer electrical conductors 2. This forms a first connecting conductor 22.
  • a second edge region 42 of the leaf spring 40 lies on the other outer electrical conductor 2 arranged on the opposite longitudinal edge of the flat cable 1. This forms a second connecting conductor 22 '.
  • the curvature 44 is arranged so that it spans the middle electrical conductor 2. This forms a measuring conductor 24.
  • the space between the leaf spring 40 and the measuring conductor 24 is at least partially empty or at least partially filled with a fluid. In the rest position of the pressure sensor 4, the leaf spring 40 is spaced from the measuring conductor 24 in order to avoid an electrical connection between the leaf spring 40 and the measuring conductor 24.
  • the leaf spring 40 moves from its rest position into a switching position in which the Leaf spring 40, in particular with its contact zone 7, contacts the measuring conductor 24.
  • This state can be detected in various ways by an evaluation device, not shown.
  • the changes in the potential differences between the connecting conductors 22, 22 'and the measuring conductor 24 can be used for evaluation.
  • a change in the electrical resistance in at least one of the electrical conductors 2, preferably the measuring conductor 24, can also be detected.
  • FIG. 2 shows a second embodiment which corresponds essentially to that of FIG. 1. To increase the clarity, the upper insulation layer 30 is not shown.
  • the measuring conductor 24 has an electrical (in particular specific) conductivity which differs from that of the connecting conductor 22 and is preferably lower. If further pressure sensors are connected to this cable in the same way, this enables the sensors to be differentiated by measuring the resistance. Between each pressure sensor and the evaluation device there is a clearly determinable section length of the measuring conductor 24 which is different for each pressure sensor. As a result, the pressure sensor and thus the position of the pressure action on the cable can be clearly determined at the resistance measured on the measuring line 24.
  • FIG. 3 shows a second embodiment which corresponds essentially to that of FIG. 1. To increase clarity, the upper insulation layer 30 is not shown.
  • the edge areas 41, 42 of the leaf spring 40 lie on the connection conductors 22 over a large area.
  • the contact surface in the exemplary embodiment is at least half the width of the connecting conductor 22. This enables low contact resistances between the components.
  • the measuring conductor 24 projects into the curvature 44 of the leaf spring 40.
  • the volume enclosed by the curvature 44 is increased by a neck 48.
  • the goal is to form an alternative space 6. This escape space 6 is intended to give the fluid in the pressure sensor space in the switching state to escape. This prevents the leaf spring 40 from being impeded by increasing counteracting fluid pressure.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment which corresponds essentially to that of FIG. 1. To increase clarity, the upper insulation layer 30 is not shown.
  • an insulation layer 70 is provided on the inside of the curvature 44. It preferably covers at least all areas of the leaf spring 40 that directly span the measuring conductor 24. Contact zone 7 is excluded. This arrangement is advantageous for reducing malfunctions. In the case of flat designs, the small distances between leaf spring 40 and measuring conductor 24 could otherwise generate error signals due to random contacting.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment which corresponds essentially to that of FIG. 1.
  • the pressure sensor 4 is fastened to the insulation jacket 30 with an adhesive layer 72, in particular a double-sided adhesive tape. This serves to fasten the pressure sensor 4 to the flat cable and to stiffen the leaf spring 40.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment which corresponds essentially to that of FIG. 1. To increase clarity, the upper insulation layer 30 is not shown. 'Is the first embodiment that a plurality of measuring conductor here 24, 24' differ, 24 "are provided. In addition, a plurality of pressure sensors 4, 4 '. 4" is provided.
  • a first pressure sensor 4 is assigned to a first measuring conductor 24. That is, if pressure sensor 4 is pressurized, it contacts first measuring conductor 24.
  • a second pressure sensor 4 ' is offset from first pressure sensor 4 along the longitudinal axis of the flat cable. At the same time, it is not aligned but laterally offset. The second pressure sensor 4 'is thereby assigned to a second measuring conductor 24'. If the second pressure sensor 4 'is pressurized, it contacts the second measuring conductor 24'.
  • a third pressure sensor 4 is also arranged offset to the other two pressure sensors 4, 4 'along the longitudinal axis of the flat cable and laterally offset. It is assigned to a third measuring conductor 24'.
  • the third pressure sensor 4" If the third pressure sensor 4" is pressurized, it contacts the third measuring conductor 24 ". With this arrangement, the clear assignment between measuring conductors 24, 24 ', 24" and pressure sensors 4, 4'. 4 "on the signaling measuring conductor to recognize which of the pressure sensors 4, 4 '. 4" is engaged.
  • the escape space could be arranged outside the pressure sensor. However, it is preferably arranged inside the casing in order to avoid the penetration of moisture through holes in the casing, and this option can also be provided.
  • nitrogen or oil can also be provided as the fluid.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flachkabel (1) mit mindestens zwei elektrischen Leitern (2) und mindestens einem am Flachkabel (1) angeordneten Funktionselement (5). Es ist vorgesehen, dass mindestens ein Funktionselement (5), ein Drucksensor (4) ist.

Description

FLACHKABEL SCHALTER
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flachkabel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik Aus DE 197 02 536 ist eine Flachleitung bekannt, an der in regelmäßigen Abständen elektronische Chips angeordnet sind. Dieser Aufbau dient der Bildung elektronischer Netzwerke.
Aus DE 19958363 ist ein Flachkabel bekannt, an dem in regelmäßigen Abständen elektrische Heizleiter abzweigen.
Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung erweitert die Funktionalität bestehender Flachkabel- Anwendungen mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Figuren
Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt
Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt Fig. 6 eine sechste Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt Beschreibung der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit drei elektrischen Leitern 2. Diese sind nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Sie sind von einem Isolationsmantel 3 umhüllt. Der Isolationsmantel 3 weist eine erste Isolationsschicht 30 und eine diese überdeckend angeordnete zweite obere Isolationsschicht 31 auf. Diese beiden Isolationsschichten 30, 31 bilden mit den dazwischen angeordneten elektrischen Leitern 2 ein Laminat.
Innerhalb des Isolationsmantels 3 ist ein Drucksensor 4 angeordnet Dieser Drucksensor 4 weist eine kuppel- oder bogenartig gewölbte Blattfeder 40 auf. Diese weist am höchsten Punkt ihrer Wölbung 44 eine Kontaktzone 7 auf. Die Kontaktzone 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer in die Wölbung gerichteten Ausbeulung gestaltet.
Ein erster Randbereich 41 der Blattfeder 40 liegt auf einem der äußeren elektrischen Leiter 2 auf. Dieser bildet einen ersten Anschlußleiter 22. Ein zweiter Randbereich 42 der Blattfeder 40 liegt auf dem an der gegenüberliegenden Längskante des Flachkabels 1 angeordneten anderen äußeren elektrischen Leiter 2 auf. Dieser bildet einen zweiten Anschlußleiter 22'.
Die Wölbung 44 ist so angeordnet, daß sie den mittleren elektrischen Leiter 2 überspannt. Dieser bildet einen Meßleiter 24. Der Raum zwischen der Blattfeder 40 und dem Meßleiter 24 ist zumindest teilweise leer bzw. zumindest teilweise mit einem Fluid gefüllt. In der Ruheposition des Drucksensors 4 ist die Blattfeder 40 von dem Meßleiter 24 beabstandet, um eine elektrische Verbindung zwischen der Blattfeder 40 und dem Meßleiter 24 zu vermeiden.
Wird nun der Drucksensor 4 mit Druck beaufschlagt, so bewegt sich die Blattfeder 40 aus ihrer Ruheposition in eine Schaltstellung, bei der die Blattfeder 40, insbesondere mit ihrer Kontaktzone 7, den Meßleiter 24 kontaktiert. Dieser Zustand kann auf verschiedene Arten von einer nicht dargestellten Auswerte-Einrichtung erfaßt werden. Zur Auswertung können die Änderungen der Potentional-Differenzen zwischen dem Anschlußleiter 22, 22' und dem Meßleiter 24 dienen. Es kann auch eine Veränderung des elektrischen Widerstands in mindestens einem der elektrischen Leiter 2, vorzugsweise dem Meßleiter 24, erfaßt werden.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, die der von Fig. 1 im wesentlichen entspricht. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit ist die obere isolationsschicht 30 nicht dargestellt.
Unterschiedlich zur ersten Ausführungsform ist, daß der Meßleiter 24 eine elektrische (insbesondere spezifische) Leitfähigkeit hat, die von der der Anschlußleiter 22 abweicht und vorzugsweise geringer ist. Sollten an diesem Kabel weitere Drucksensoren in gleicher Weise angeschlossen werden, ermöglicht dies eine Unterscheidung der Sensoren durch eine Widerstandsmessung. Zwischen jedem Drucksensor und der Auswerteeinrichtung befindet sich eine eindeutig bestimmbare, für jeden Drucksensor verschiedene Abschnittslänge des Meßleiters 24. Dadurch ist der Drucksensor und somit die Position der Druckeinwirkung auf das Kabel eindeutig am an der Meßleitung 24 gemessenen Widerstand bestimmbar.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, die der von Fig. 1 im wesentlichen entspricht. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit ist die obere Isolationsschicht 30 nicht dargestellt.
Unterschiedlich zur ersten Ausführungsform ist, daß an den Randbereiche 41 , 42 der Blattfeder 40 diese großflächig auf den Anschlußleitern 22 aufliegt. Die Auflagefläche beträgt im Ausführungsbeispiel mindestens die halbe Breite der Anschlußleiter 22. Dies ermöglicht geringe Übergangswiderstände zwischen den Bauteilen. Außerdem ragt der Meßleiter 24 in die Wölbung 44 der Blattfeder 40 hinein. Zusätzlich ist das von der Wölbung 44 umschlossene Volumen durch einen Hals 48 vergrößert. Ziel ist, einen Ausweichraum 6 zu bilden. Dieser Ausweichraum 6 soll dem im Drucksensor vorhandenen Fluid im Schaltzustand Raum zum Ausweichen geben. Dadurch wird eine Behinderung der Blattfeder 40 durch ansteigenden entgegenwirkenden Fluid-Druck vermieden.
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform, die der von Fig. 1 im wesentlichen entspricht. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit ist die obere Isolationsschicht 30 nicht dargestellt.
Unterschiedlich zur ersten Ausführungsform ist, daß an der Innenseite der Wölbung 44 eine Isolationsschicht 70 vorgesehen ist. Sie überzieht vorzugsweise zumindest alle Bereiche der Blattfeder 40, die den Meßleiter 24 unmittelbar überspannen. Die Kontaktzone 7 ist davon ausgenommen. Diese Anordnung ist vorteilhaft zur Verringerung von Fehlfunktionen. Bei flachen Bauformen könnten nämlich die geringen Abstände zwischen Blattfeder 40 und Meßleiter 24 sonst Fehlersignale durch zufallsbedingte Kontaktierung erzeugen.
Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform, die der von Fig. 1 im wesentlichen entspricht.
Unterschiedlich zur ersten Ausführungsform ist, daß der Drucksensor 4 mit einer Klebeschicht 72, insbesondere einem doppelseitigen Klebeband, an der Isolationsummantelung 30 befestigt ist. Dies dient der Befestigung des Drucksensors 4 am Flachkabel und der Versteifung der Blattfeder 40.
Fig. 6 zeigt eine sechste Ausführungsform, die der von Fig. 1 im wesentlichen entspricht. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit ist die obere Isolationsschicht 30 nicht dargestellt. Unterschiedlich' zur ersten Ausführungsform ist, daß hier mehrere Meßleiter 24, 24', 24" vorgesehen sind. Außerdem sind mehrere Drucksensoren 4, 4'. 4" vorgesehen.
Dabei ist ein erster Drucksensor 4 einem ersten Meßleiter 24 zugeordnet. Daß heißt, wird der Drucksensor 4 mit Druck beaufschlagt, kontaktiert er den ersten Meßleiter 24. Ein zweiter Drucksensor 4' ist zum ersten Drucksensors 4 entlang der Längsachse des Flachkabels versetzt angeordnet. Gleichzeitig ist er nicht fluchtend sondern seitlich versetzt angeordnet. Der zweiter Drucksensor 4' ist dadurch einem zweiten Meßleiter 24' zugeordnet. Wird der zweite Drucksensor 4' mit Druck beaufschlagt, kontaktiert er den zweiten Meßleiter 24'. Ein dritter Drucksensor 4" ist ebenfalls zu den beiden anderen Drucksensoren 4, 4' entlang der Längsachse des Flachkabels und seitlich versetzt angeordnet. Er ist einem dritten Meßleiter 24' zugeordnet. Wird der dritte Drucksensor 4" mit Druck beaufschlagt, kontaktiert er den dritten Meßleiter 24". Bei dieser Anordnung läßt sich anhand der eindeutigen Zuordnung zwischen Meßleitern 24, 24', 24" und Drucksensoren 4, 4'. 4" am signalgebenden Meßleiter erkennen, welcher der Drucksensoren 4, 4'. 4" beiastet ist.
Weitere beispielsweise denkbare Varianten des Dargestellten wären:
Alternativ zu einer Anordnung mehrerer Meßleiter könnte eine Anordnung mehrerer Anschlußleiter vorgesehen sein.
Der Ausweichraum könnte außerhalb des Drucksensors angeordnet sein. Er ist jedoch vorzugsweise innerhalb der Ummantelung angeordnet, um das Eindringen von Feuchte durch Löcher in der Ummantelung zu vermeiden, wobei auch diese Option vorgesehen werden kann.
Als Fluid kann anstelle von Luft auch beispielsweise Stickstoff oder Öl vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Flachkabel (1 ) mit mindestens zwei elektrischen Leitern (2) und mindestens einem am Flachkabel (1 ) angeordneten Funktionselement (5), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Funktionselement (5), ein Drucksensor (4) ist.
2. Kabel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (4) eine Blattfeder (40) aufweist, die mit mindestens einem Anschlußleiter (22, 22') dauerhaft in elektrischem Kontakt steht und die bei Krafteinwirkung mindestens einen Meßleiter (24, 24', 24") kontaktiert.
3. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Meßleiter (24, 24', 24") vorgesehen sind.
4. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (40) eine kuppeiförmige oder bogenartige Wölbung (44) aufweist, und daß diese Wölbung zumindest einen der Meßleiter (24, 24', 24") überspannt.
5. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (40) an mindestens zwei Punkten (41 , 42) mit mindestens zwei verschiedenen Anschlußleitern (22, 22') in Verbindung steht.
6. Kabel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drucksensoren (4) vorgesehen sind, insbesondere an verschiedenen Positionen längs des Flachkabels (1).
7. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Drucksensoren (4, 4', 4") voneinander verschiedenen Meßleiter (24, 24', 24") zugeordnet sind.
8. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Drucksensoren (4) voneinander verschiedenen Anschlußleitern zugeordnet sind.
9. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachkabel (1 ) mindestens einen Faltungsbereich aufweist, bei dem die Längsachse des Flachkabels (1) vorzugsweise ihre Verlaufsrichtung ändert.
10. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Teilzone des Flachkabels (1) mehrere Drucksensoren (4) mindestens einem gemeinsamen Meßleiter (24) und/oder einem gemeinsamen Anschlußleiter (22) zugeordnet sind, und/oder daß mindestens ein Drucksensor (4) außerhalb dieser Teilzone, insbesondere innerhalb einer zweiten Teilzone, einem davon verschiedenen Meßleiter (24', 24") und/oder Anschlußleiter zugeordnet ist.
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