阅读说明：本技术 电子多路力传感器 (Electronic multi-path force sensor ) 是由 安德烈·费林 米歇尔·布莱克曼 马蒂亚斯·塞费尔特 凯·布伦塞尔 亚历山大·考尔 圭多·胡 于 2020-03-11 设计创作，主要内容包括：本发明描述了一种具有感应栓杆和感应板的电子多路力传感器,所述感应栓杆可以从其中立位置在至少两个操作方向上进行调节,当取消操作力时,所述感应栓杆再次回到其中立位置,感应板连接到感应栓杆,并且感应板通过感应栓杆的调节相对于印刷电路板是可偏转的,感应板具有电测量系统,电测量系统的输出信号取决于感应板的位置,其中感应板一体地连接到多个条形支撑元件,支撑元件各有一个构成为圆孔的末端部,并且其中感应板和支撑元件一体地从金属板自由切割。(The invention relates to an electronic multi-channel force sensor having a sensor pin which can be adjusted from its neutral position in at least two operating directions and which returns to its neutral position again when an operating force is removed, and having a sensor plate which is connected to the sensor pin and which is deflectable relative to a printed circuit board by adjustment of the sensor pin, wherein the sensor plate has an electrical measuring system whose output signal is dependent on the position of the sensor plate, wherein the sensor plate is connected in one piece to a plurality of strip-shaped support elements which each have a distal end in the form of a circular hole, and wherein the sensor plate and the support elements are cut in one piece freely from the metal plate.)

电子多路力传感器

技术领域

本发明涉及一种具有感应栓杆和感应板的电子多路力传感器，所述感应栓杆可从其中立位置在至少两个操作方向上进行调节，当取消操作力时，所述感应栓杆移回其中立位置，具有感应板，所述感应板连接到感应栓杆，并且所述感应板通过感应栓杆的调节相对于印刷电路板是可偏转的，其具有电测量系统，测量系统的输出信号取决于感应板的位置。

不直接属于印刷电路板的电子多路力传感器的组件在下文中称为传感器元件。

背景技术

这种类型的多路力传感器尤其作为输入元件应用，例如在机动车辆中的座椅调节开关中。从德国专利申请DE 10 2014 014 021 A1已知了一种电容式多路力传感器形式的检测装置，该申请的全部内容在此通过引用结合到本文件中。DE 10 2014 014 021 A1中描述的多路力传感器具有感应栓杆，感应栓杆刚性地连接到壳体的上部。在壳体的内部感应栓杆与金属或金属化板连接。当感应栓杆偏转时，所述金属或金属化板同时相对于在印刷电路板上的金属化表面偏转，从而使由所述金属或金属化板和表面的排列形成的电容器的电容值随着感应栓杆的偏转而变化。由于壳体的上部必须同时发生弹性变形才能使感应栓杆偏转，因此多路力传感器是非常坚硬的，这对于诸如座椅调节开关的一些应用是非常理想的。

根据文献DE 10 2014 014 021 A1设计的多路力传感器的传感器元件可以有利地完全或大部分地作为注塑件制造，在其中至少壳体和感应栓杆一体地由塑料组成。传感器元件的设计也可以完全地由金属制成，但由于壳体脱模的困难，使制造成本相对较高。对于一些应用，特别是在机动车辆中，对于壳体的相对大的空间需求也是不利的。

本发明的目的是创建一种通用的、特别是简单、廉价并且紧凑的电子多路力传感器，其具有完全由金属制成的简单、廉价并且紧凑的传感器元件。

发明内容

根据本发明，该目的通过以下方式实现：感应板一体地与多个条状支撑元件连接，条状支撑元件各具有构造为孔眼的末端部，并且感应板和支撑元件一体地从金属板自由切割。

感应板和条形支撑板元件可以优选地通过冲压工艺从单块、优选为矩形或特别是正方形的金属板中自由切割。

在条形支撑元件之间保留有一个近似四叶草形的感应板，所述感应板带有四个成对彼此相对的感应叶片。

与感应板一体地连接的条形支撑元件可以使感应板特别简单的布置，或者在与印刷电路板相对的安装位置处或者优选地直接在印刷电路板上。

支撑元件用作用于紧固感应板的固定元件并且用于精确定位感应板的定心元件。因此，支撑元件的末端部形成旋紧孔眼或定心孔眼，其中插入有螺栓或定心销。

当至少两个支撑元件被设计为具有旋紧孔眼的固定元件时，是有利的。当作为定心元件提供的支撑元件时定心孔眼被设计为长孔，则也是有利的。

通过将感应板与垂直突出的感应栓杆中心的连接创建一个完整的传感器元件。由于其没有任何诸如壳体的难以脱模的部件，传感器元件可以以简单且廉价的方式完全地由金属制成。金属的制成有利于多路力传感器的特别刚性的制成，同时具有简单的结构。传感器元件可以通过其支撑元件直接与印刷电路板连接。用于检测感应板偏转的电子元件设置在印刷电路板上。以这种方式形成的测量系统可以优选地由布置在印刷电路板上的多个导体表面组成，所述导体表面与感应板的感应叶片形成电容器，可以检测其电容和电容变化以确定感应板的调节。除了获取电容值之外，距离的变化也可以通过其他测量原理(例如通过光学方法)来确定。

感应栓杆的偏转导致感应板的感应叶片相对于支撑元件倾斜并且因此导致感应叶片与布置在电路板上的导体表面之间的距离的增大或减小。距离变化的大小是对所施加力的度量，力可以通过此处未详细描述的电子设备来确定。

四个感应叶片的布置确保仅用一个传感器元件就可以检测至少四个操作方向。

附图说明

下面将参考附图示出和解释本发明的示例性实施例。唯一的附图显示了根据本发明设计的电子多路力传感器的分解图。

具体实施方式

所示的多路力传感器根据电容测量原理起作用并且由金属传感器元件10和印刷电路板20组成，特别是在印刷电路板20上施加了多个导体表面21。

传感器元件10具有基本上为圆筒形的感应栓杆11。金属感应板12与感应栓杆11的下端部分连接，当感应栓杆11的纵向轴偏转时，感应板12偏转。

这改变了感应板12相对于布置在印刷电路板20上的导体表面21的位置。感应板12的部分与这些导体表面21组成电容器，其电容值随着感应板12的偏转变化。电容的变化可以通过在此未示出的电子设备评测，以检测感应板12的位置变化，并且从而检测作用在感应栓杆11上的操作力。感应栓杆11的偏转例如可以通过在此未示出的附加的按钮罩手动实现。

传感器元件10的下部由原本为正方形或矩形的金属板制成，从该金属板在其对角线方向自由切割出条形的支撑元件13、14、15、16。支撑元件13、14、15、16的末端部形成旋紧孔眼17和定心孔眼18、19。用于定传感器元件10中心的定心孔眼18、19设计为孔18和长孔19。

与条形支撑元件13、14、15、16一体地连接的金属板的部分形成为近似四叶草形状的感应板12，具有四个彼此成对且面对的感应叶片12a，其中心与垂直突出的圆筒形感应栓杆11牢固地连接。

组装后，传感器元件10设置在印刷电路板20的上侧，旋紧孔眼17通过螺栓连接到旋紧孔23。为了传感器元件10的精确定位，布置在印刷电路板20的上侧的定心销22也被插入到传感器元件10的定心孔眼18、19中。

与由支撑元件13、14、15、16张开的平面相比，感应叶片12a处于传感器元件10的中立位置感应叶片略微向上倾斜地对准,以便能够在所有可能的倾斜方向上进行相对运动。

10 传感器元件

11 感应栓杆

12 感应板

12a 感应叶片

13、14、15、16 支撑元件

17 旋紧孔眼

18、19 定心孔眼

18 孔

19 长孔

20 印刷电路板

21 导体表面

22 定位销

23 旋紧孔