DE102019106971A1

DE102019106971A1 - Operating unit for a measuring device of process or automation technology and measuring device with such a control unit

Info

Publication number: DE102019106971A1
Application number: DE102019106971.8A
Authority: DE
Inventors: Fabian Schorrer; Jürgen Schmollinger
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2019-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät der Prozess- oder Automatisierungstechnik sowie eine Bedieneinheit für ein solches Messgerät. Um das Messgerät durch die geschlossene Gehäusewand hindurch bedienen zu können, erfolgt die Bedienung durch Drücken auf einen formveränderlichen oder elastischen Gehäuse-Bereich (2a) mit einem darunter angeordneten kapazitiven Sensorelement (11), wobei das Sensorelement (11) eine erste Elektrode (11a) als eine untere Kondensatorplatte und eine parallel darüber angeordnete Gegenelektrode (11b) als obere Kondensatorplatte aufweist und durch Drücken auf den Gehäuse-Bereich (2a) eine Annäherung der oberen Kondensatorplatte (11b) an die untere Kondensatorplatte (11a) und damit eine Kapazitätsänderung erfolgt, wobei die erste Elektrode (11a) auf einem ersten Trägermaterial (12) und die Gegenelektrode (11b) auf einem zweiten Trägermaterial (13) aufgebracht ist, wobei die Gegenelektrode (11b) vom Gehäuse-Bereich (2a) über das zweite Trägermaterial (13) elektrisch isoliert ist, und wobei der Gehäuse-Bereich (2a) eine partielle Schwächung (2b) im Bereich der oberen Kondensatorplatte (11b) aufweist und zwischen dem nicht-geschwächten Gehäuse-Bereich (2c) und dem ersten Trägermaterial (12) eine mechanisch feste Verbindung besteht und wobei das erste Trägermaterial (12) im Bereich des elastischen Gehäuse-Bereichs (2a) eine partielle Erhöhung aufweist und die erste Elektrode (11a) auf dieser partiellen Erhöhung aufgebracht ist.The invention relates to a measuring device of the process or automation technology as well as an operating unit for such a measuring device. In order to be able to operate the measuring device through the closed housing wall, the operation takes place by pressing on a dimensionally variable or elastic housing region (2a) with a capacitive sensor element (11) arranged underneath, the sensor element (11) having a first electrode (11a). as a lower capacitor plate and a counter electrode arranged parallel thereto (11b) as upper capacitor plate and by pressing on the housing portion (2a), an approach of the upper capacitor plate (11b) to the lower capacitor plate (11a) and thus a capacitance change takes place the first electrode (11a) is applied to a first carrier material (12) and the counterelectrode (11b) is applied to a second carrier material (13), the counterelectrode (11b) being electrically conductive from the housing region (2a) via the second carrier material (13) is isolated, and wherein the housing portion (2a) has a partial weakening (2b) in the region of the upper Kondensato rplatte (11b) and between the non-weakened housing portion (2c) and the first support material (12) has a mechanically strong connection and wherein the first support material (12) in the region of the elastic housing portion (2a) a partial increase and the first electrode (11a) is applied to this partial elevation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein Messgerät der Prozess- oder Automatisierungstechnik sowie ein Messgerät mit einer derartigen Bedieneinheit.The invention relates to an operating unit for a measuring device of process or automation technology and a measuring device with such a control unit.

In der Automatisierungs- und Prozesstechnik kommen häufig Sensoren bzw. Messgeräte zum Einsatz, die den erfassten Messwert - z.B. Druck, Temperatur, Durchfluss, aber auch Abstand oder Vibration - in ein diesen Messwert repräsentierendes Ausgangssignal in Form eines analogen oder digitalen Strom- oder Spannungssignals umwandeln und dieses Signal an ihrem Kabel- oder Steckeranschluss, aber teilweise auch drahtlos zur weiteren Verarbeitung einer übergeordneten Steuereinheit anbieten, bspw. einer SPS.In automation and process technology, sensors or measuring devices are often used, which measure the measured value - e.g. Pressure, temperature, flow, but also distance or vibration - convert into an output signal representing this measured value in the form of an analog or digital current or voltage signal and offer this signal at its cable or plug connection, but also partly wirelessly for further processing of a higher-level control unit , eg a PLC.

Ein typisches Messgerät besteht zunächst aus einem Sensorelement, auch als Messwertaufnehmer bezeichnet, das der Erfassung und Umwandlung einer physikalischen Messgröße eines Prozesswerts in ein Messsignal dient. Des Weiteren ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die häufig als Mikrocontroller ausgeführt ist und in der die vom Sensorelement generierten Messsignale aufbereitet, d.h. verstärkt, und zumeist auch schon verarbeitet werden. Die Auswerteinheit ist ausgangsseitig sowohl mit einer Anzeigeeinheit als auch mit einer Kommunikationsschnittstelle verbunden, über die die aufbereiteten Messsignale an die bereits erwähnte Steuereinheit übertragen werden können. Auf der Anzeigeeinheit werden die aktuellen Messwerte angezeigt. Des Weiteren dient die Anzeigeeinheit häufig auch zum Einrichten und Parametrieren des Messgeräts. Hierzu verfügt das Messgerät zusätzlich noch über entsprechende Eingabemöglichkeiten. Bei typischen Messgeräten der in Rede stehenden Art sind diese Eingabemöglichkeiten als Bedientasten ausgeführt, durch deren Betätigen ein Mikrotaster beeinflusst wird. Beispielhaft wird hierzu auf die DE102014206486A1 verwiesen.A typical measuring device initially consists of a sensor element, also referred to as a measuring transducer, which serves to detect and convert a physical measured quantity of a process value into a measuring signal. Furthermore, an evaluation unit is provided, which is frequently designed as a microcontroller and in which the measurement signals generated by the sensor element are processed, ie amplified, and mostly already processed. On the output side, the evaluation unit is connected both to a display unit and to a communication interface via which the conditioned measurement signals can be transmitted to the control unit already mentioned. The display shows the current measured values. Furthermore, the display unit often also serves to set up and parameterize the measuring device. For this purpose, the meter also has corresponding input options. In typical measuring devices of the type in question, these input options are designed as operating buttons, by the actuation of which a micro-probe is influenced. This is exemplified on the DE102014206486A1 directed.

Abgesehen von mechanischen Schaltern und Tastern sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, Geräte allein durch eine Berührung durch die geschlossene Gehäusewand hindurch zu bedienen. So ist z.B. eine magnetische Betätigung bekannt, bei der ein Reedkontakt im Geräteinneren durch einen außen am Gehäuse beweglich angebrachten Magneten betätigt wird. Ferner sind eine optisch reflektierende Auslösung durch eine transparente Gehäusewand, beispielsweise eine Glasscheibe eines Anzeigeinstruments, bekannt. Die optisch reflektierende Auslösung wird regelmäßig im Bereich von Anzeigern eingesetzt. Bspw. ist aus der DE102005048021 B3 ein Automatisierungsgerät bekannt, das mittels eines passiven Infrarotsensors lokal bedienbar ist.Apart from mechanical switches and buttons various ways are known to operate devices only by a touch through the closed housing wall therethrough. For example, a magnetic actuation is known in which a reed contact inside the unit is actuated by a magnet externally mounted on the housing. Furthermore, an optically reflective triggering through a transparent housing wall, for example a glass pane of a display instrument, are known. The optically reflective triggering is used regularly in the range of indicators. For example. is from the DE102005048021 B3 an automation device known, which is locally operable by means of a passive infrared sensor.

Alle diese Schalter und Taster benötigen jedoch eine Unterbrechung des Gehäuses, in der z.B. eine Glasscheibe oder dergleichen eingesetzt ist, wodurch sich Dichtigkeitsprobleme ergeben, oder einen an der Gehäuseaußenseite angebrachten, und damit aufwendigen Aufbau, bspw. in Form von Magneten.However, all of these switches and buttons require a break in the housing in which e.g. a glass sheet or the like is used, resulting in leakage problems, or mounted on the outside of the housing, and thus consuming structure, eg. In the form of magnets.

Aus der deutschen Patentschrift DE102013225076B4 ist bekannt, durch die geschlossene Gehäusewand hindurch die Erkennung eines Tastendrucks zu erfassen, und zwar nach dem kalorimetrischen Prinzip durch Berührung einer auf der Gehäusewand vorgesehenen sensitiven Fläche. Dabei wird die durch die Berührung der sensitiven Fläche hervorgerufene Temperaturänderung infolge des auftretenden Wärmetransports bestimmt.From the German patent DE102013225076B4 It is known to detect the detection of a keystroke through the closed housing wall, according to the calorimetric principle by touching a provided on the housing wall sensitive surface. In this case, the temperature change caused by the contact of the sensitive surface is determined as a result of the heat transfer occurring.

Die US 2013/0126325 A1 beschreibt die Bedienung eines Geräts mittels eines kapazitiven Berührungssensors. Durch das Niederdrücken eines verformbaren Bereichs aus Metall ändert sich der Kapazitätswert des kapazitiven Sensors, so dass sich dadurch ein Tastendruck erkennen lässt. Allerdings lässt sich die dort gezeigte Lösung nur auf Bedienfelder mit sehr dünnen Gehäusedicken anwenden. Bei den in Rede stehenden Messgeräten, die für den Einsatz in der Automatisierungs- und Prozesstechnik vorgesehen sind, müssen deren Gehäuse, um den häufig sehr rauen Industriebedingungen standzuhalten, entsprechend dicker und damit stabiler ausgeführt werden.The US 2013/0126325 A1 describes the operation of a device by means of a capacitive touch sensor. By depressing a deformable region of metal, the capacitance value of the capacitive sensor changes, so that a keypress can be detected thereby. However, the solution shown there can only be applied to control panels with very thin housing thicknesses. In the case of the measuring devices in question, which are intended for use in automation and process technology, their housing, in order to withstand the often very harsh industrial conditions, must be made correspondingly thicker and thus more stable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Möglichkeit zu schaffen, um ein Messgerät der eingangs genannten Art durch eine robuste geschlossene Gehäusewand hindurch bedienen zu können.The object of the invention is to provide an alternative possibility to operate a measuring device of the type mentioned by a robust closed housing wall through.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Bedieneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Messgerät der Prozess- oder Automatisierungstechnik mit den Merkmalen des Anspruchs 6, welches eine derartige Bedieneinheit umfasst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with an operating unit with the features of claim 1 and by a measuring device of the process or automation technology with the features of claim 6, which comprises such a control unit. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Bedienung des Messgeräts erfolgt durch Drücken auf einen formveränderlichen oder elastischen Gehäuse-Bereich mit einem darunter angeordneten kapazitiven Sensorelement. Das Sensorelement weist dabei eine erste Elektrode als eine untere Kondensatorplatte und eine parallel darüber angeordnete Gegenelektrode als obere Kondensatorplatte auf. Durch Drücken auf den Gehäuse-Bereich erfolgt eine Annäherung der oberen Kondensatorplatte an die untere Kondensatorplatte, wodurch eine Kapazitätsänderung ausgelöst wird.The operation of the meter is done by pressing on a form variable or elastic housing area with a capacitive sensor element arranged underneath. In this case, the sensor element has a first electrode as a lower capacitor plate and a counterelectrode arranged in parallel above it as the upper capacitor plate. By pressing on the housing area, the upper capacitor plate approaches the lower capacitor plate, causing a capacitance change.

Die erste Elektrode und die Gegenelektrode sind jeweils auf einem Trägermaterial aufgebracht und die Gegenelektrode ist vom Gehäuse über das Trägermaterial elektrisch isoliert. D.h. das Gehäuse selbst stellt keine Elektrode dar, so dass es aus einem beliebigen Material bestehen kann, sofern eine Elastizität von wenigen Mikrometern gewährleistet ist.The first electrode and the counter electrode are each applied to a carrier material and the counter electrode is from the housing via the Support material electrically isolated. That is, the housing itself is not an electrode, so that it can be made of any material, provided an elasticity of a few micrometers is ensured.

Konstruktiv wichtig ist, dass zumeist wenigstens zwei, typischerweise sogar drei Bedientasten bzw. Bedienfelder vorhanden sein müssen, um eine komfortable Eingabemöglichkeit zu gewährleisten, und andererseits die Bedienfelder aufgrund einer vergleichsweise kompakten Bauform sehr nah beieinander angeordnet werden müssen. Um zu verhindern, dass beim Betätigen eines Bedienfelds ungewollt auch das benachbarte Bedienfeld mit ausgelöst wird, also das Drücken auf ein Bedienfeld trotz des geringen Abstands auch nur immer einem Bedienfeld zugeordnet wird, weist der Gehäuse-Bereich jedes Bedienfeldes eine partielle Schwächung im Bereich der oberen Kondensatorplatte auf. Zusätzlich besteht zwischen dem nicht-geschwächten Gehäuse-Bereich jedes Bedienfeldes und dem Trägermaterial der Elektrode für die untere Kondensatorplatte eine mechanisch feste Verbindung, so dass damit eine Art Sollknickstelle erreicht wird.It is structurally important that in most cases at least two, typically even three control buttons or control panels must be present in order to ensure a comfortable input possibility, and on the other hand, the control panels must be arranged very close to each other due to a comparatively compact design. In order to prevent the adjacent control panel from being unintentionally triggered when a control panel is actuated, ie pressing on a control panel is always assigned to a control panel despite the short distance, the housing area of each control panel has a partial weakening in the area of the upper panel Capacitor plate on. In addition, between the non-weakened housing portion of each control panel and the substrate of the electrode for the lower capacitor plate a mechanically fixed connection, so that thus a kind of predetermined bending point is achieved.

Um eine derartige Bedieneinheit auch in einer vergleichsweise dicken und robusten Gehäusewandung integrieren zu können, weist das Trägermaterial für die untere Kondensatorplatte im Bereich des elastischen Gehäuse-Bereichs eine partielle Erhöhung auf, auf der die untere Kondensatorplatte bildende erste Elektrode aufgebracht ist. Die Erhöhung fungiert dabei als Sockel, der bewirkt, dass die beiden Kondensatorplatten zum einen mit einem definierten Abstand zueinander angeordnet werden können und zum anderen dieser definierte Abstand auch unabhängig von der Dimension der durch die partielle Schwächung erzeugte Ausnehmung in der Gehäusewandung ist. Dadurch ist es möglich, auch bei einer dicken und robusten Gehäusewand deren partielle Schwächung im elastischen Gehäuse-Bereich derart dünn ausfallen zu lassen, dass die erforderliche Empfindlichkeit beim Betätigen eines Bedienfelds erreicht wird.In order to be able to integrate such a control unit in a comparatively thick and robust housing wall, the support material for the lower capacitor plate in the region of the elastic housing portion has a partial increase, on which the lower capacitor plate forming the first electrode is applied. The increase acts as a base, which causes the two capacitor plates can be arranged on the one hand with a defined distance from each other and on the other hand this defined distance is independent of the dimension of the recess produced by the partial weakening in the housing. This makes it possible to make so thin even in a thick and robust housing wall whose partial weakening in the elastic housing area that the required sensitivity is achieved when operating a control panel.

Bevorzugt ist dieses Trägermaterial für die untere Kondensatorplatte als Platine ausgeführt und die partielle Erhöhung ist einstückig mit der Platine ausgebildet. Die einstückige Ausbildung kann dabei bspw. durch eine Fräsbehandlung des außerhalb der Erhöhung liegenden Teils der Platine entstehen. Durch die Einstückigkeit vereinfacht sich der Montagevorgang beim Zusammenbau nicht nur dahingehend, dass kein weiteres verlierbares Teil vorhanden ist, sondern auch, dass der Vorgang des Zusammenfügens entfällt, was darüber hinaus wieder mit einer weiteren Toleranz behaftet wäre.Preferably, this support material for the lower capacitor plate is designed as a circuit board and the partial increase is formed integrally with the circuit board. The one-piece design can be formed, for example, by a milling treatment of the part of the board that is outside the elevation. Due to the integral nature of the assembly process during assembly is simplified not only to the effect that no further loseable part is present, but also that the process of joining is eliminated, which would also be associated with a further tolerance.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.

Es zeigen schematisch:

1 ein Messgerät für die Prozessmesstechnik gemäß dem Stand der Technik,
2 den Gehäusekopf des Messgeräts aus 1 nach dem Stand der Technik,
3 eine Seitenansicht eines Gehäusekopfs mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit,
4 eine Draufsicht auf den Gehäusekopf aus 3 und
5 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit.

They show schematically:

1 a measuring instrument for process measuring technology according to the prior art,
2 the housing head of the meter 1 According to the state of the art,
3 a side view of a housing head with a control unit according to the invention,
4 a plan view of the housing head 3 and
5 the basic structure of a control unit according to the invention.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of the preferred embodiments, like reference characters designate like or similar components.

In den 1 und 2 ist ein Messgerät 1 für die Prozessmesstechnik gemäß dem Stand der Technik abgebildet, vorliegend ein Druckmessgerät, das von der Anmelderin unter der Bezeichnung PNxxxx vertrieben wird. Das Messgerät 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2, das sich unterteilt in ein Oberteil 3 und ein Unterteil 4. Das Unterteil, auch als Prozessanschluss bezeichnet, umfasst zum einen die Sensoreinheit, bspw. eine Druckmesszelle bei einem Druckmessgerät, und ermöglicht zum anderen die mechanische Verbindung des Messgeräts 1 mit dem das Medium enthaltenen Behälter oder Rohr. Alternativ kann im Unterteil 4 auch eine Schnittstelle zum Anschluss einer entfernt angeordneten Sensoreinheit vorgesehen sein. Im Oberteil 3 befindet sich die Elektronikeinheit, die zur Auswertung und Aufbereitung der von der Sensoreinheit gelieferten Messsignale vorgesehen ist, welche dann über den dargestellten Steckeranschluss abgegriffen und bspw. an eine SPS weitergeleitet werden kann.In the 1 and 2 is a measuring device 1 for the process measuring technique according to the prior art, in the present case a pressure gauge, which is sold by the applicant under the name PNxxxx. The measuring device 1 consists essentially of a housing 2 , which is divided into a shell 3 and a lower part 4 , The lower part, also referred to as a process connection, on the one hand comprises the sensor unit, for example a pressure measuring cell in a pressure measuring device, and on the other hand enables the mechanical connection of the measuring device 1 with the container or tube containing the medium. Alternatively, in the lower part 4 also be provided an interface for connecting a remote sensor unit. In the shell 3 there is the electronic unit, which is provided for the evaluation and preparation of the measurement signals supplied by the sensor unit, which can then be tapped via the connector connection shown and, for example, forwarded to a PLC.

Auf dem Oberteil 3 aufgesetzt ist ein Gehäusekopf 5, der u.a. eine Anzeigevorrichtung 6 und drei erfindungsgemäße Bedienelemente 10 aufweist. Aus der 2, die den separierten Gehäusekopf 5 zeigt, wird die Anordnung der Anzeige 6 und der drei Bedienelemente 10 nochmals deutlich. Über die Bedienelemente 10 wird das Messgerät 1 bedient, d.h. eine Parametrierung oder eine Einstellung von wesentlichen Eckdaten, wie bspw. den Schaltpunkten vorgenommen. Die jeweiligen Aktionen werden dem Benutzer über die Anzeige 6 angezeigt.On the shell 3 attached is a housing head 5 , including a display device 6 and three controls according to the invention 10 having. From the 2 that the separated housing head 5 shows, the arrangement of the display 6 and the three controls 10 again clearly. About the controls 10 becomes the meter 1 operated, ie a parameterization or a setting of essential key data, such as made the switching points. The respective actions are presented to the user via the display 6 displayed.

In den 3 und 4 ist jeweils ein Gehäusekopf 5 mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit 10 abgebildet, wobei das bekannte Bedienkonzept mit drei tastenartigen Eingabemöglichkeiten 10a übernommen wurde. Im Unterschied zu dem bekannten Messgerät aus den 1 und 2 sind hier jedoch keine separaten Tasten vorhanden, sondern der Gehäuse-Bereich 2a ist um die Bedieneinheit 10 herum unterbrechungsfrei und ohne zusätzliche, insbesondere in den Gehäuse-Bereich 2a eingelassene Tasten oder dergleichen ausgeführt. Selbstverständlich weist die Oberfläche des Gehäuse-Bereichs 2a eine entsprechende Markierung auf, die es dem Anwender ermöglicht, den zu betätigenden Bereich 10a visuell zu erkennen. Durch die gestrichelten Kreise sollen diese Bedienfelder 10a angedeutet werden. Im Ergebnis ist damit eine Bedienung des Messgeräts 1 durch die geschlossene Gehäusewand hindurch möglich.In the 3 and 4 each is a housing head 5 with an operating unit according to the invention 10 mapped, with the familiar operating concept with three key-like input options 10a was acquired. In contrast to the known measuring device from the 1 and 2 However, here are no separate buttons available, but the housing area 2a is about the control unit 10 around without interruption and without additional, especially in the housing area 2a recessed keys or the like executed. Of course, the surface faces the housing area 2a a corresponding mark, which allows the user to the area to be operated 10a to recognize visually. Through the dashed circles these panels 10a be indicated. The result is an operation of the meter 1 through the closed housing wall through possible.

5 zeigt sehr schematisch dargestellt den grundsätzlichen Aufbau eines Bedienfeldes 10a. Für eine Bedieneinheit 10 mit drei Bedienfeldern 10a ist dieser Aufbau entsprechend dreimal nebeneinander anzuordnen. 5 shows very schematically illustrated the basic structure of a control panel 10a , For a control unit 10 with three control panels 10a this structure is to be arranged three times next to each other.

Kernelement des Bedienfeldes 10a ist ein kapazitives Sensorelement 11, bestehend aus einer ersten Elektrode 11a und einer Gegenelektrode 11 b. Beide Elektroden 11a, 11b bilden zusammen einen Kondensator. Dieses Sensorelement 11 ist unterhalb eines formveränderlichen oder elastischen Gehäuse-Bereichs 2a angeordnet, welches sich durch den Druck eines aufgelegten Fingers verformt bzw. durchbiegt. Die Gegenelektrode 11b ist mit dem Gehäuse-Bereich 2a verbunden, so dass sie sich bei einer Verformung des Gehäuse-Bereichs 2a parallel mit verformt. Die Verformung der Gegenelektrode 11b führt zu einer Annäherung an die parallel zu ihr angeordneten ersten Elektrode 11a, was zu einer Kapazitätsänderung des gebildeten Kondensators führt. Für die elektrische Kontaktierung der Gegenelektrode 11b ist diese vorzugsweise auf einem flexiblen Leiterfilm 13 aufgebracht, während die erste Elektrode 11a bevorzugt Teil einer starren Platine 12 und auf einer partiellen Erhöhung 12a angeordnet ist.Core element of the control panel 10a is a capacitive sensor element 11 consisting of a first electrode 11a and a counter electrode 11 b. Both electrodes 11a . 11b together form a capacitor. This sensor element 11 is below a deformable or elastic housing area 2a arranged, which deforms or bends due to the pressure of an applied finger. The counter electrode 11b is with the housing area 2a connected, so that they are at a deformation of the housing area 2a parallel with deformed. The deformation of the counter electrode 11b leads to an approach to the parallel to her arranged first electrode 11a , resulting in a capacitance change of the formed capacitor. For the electrical contacting of the counter electrode 11b this is preferably on a flexible conductor film 13 applied while the first electrode 11a preferably part of a rigid board 12 and on a partial increase 12a is arranged.

Insbesondere der flexible Leiterfilm 13 fungiert zusätzlich noch als elektrischer Isolator, denn der Gehäuse-Bereich 2a selbst bzw. dessen Material hat keinerlei Einfluss auf das Sensorelement 11. Vor allem stellt der Gehäuse-Bereich 2a selbst keine Elektrode dar, so dass das Gehäuse aus einem beliebigen Material bestehen kann.In particular, the flexible conductor film 13 additionally acts as an electrical insulator, because the housing area 2a itself or its material has no influence on the sensor element 11 , Above all, the housing area presents 2a itself no electrode, so that the housing can be made of any material.

Das Besondere an der erfindungsgemäßen Ausführung ist noch, dass der Gehäuse-Bereich 2a eine partielle Schwächung 2b aufweist, bspw. eine Ausfräsung, und damit eine Kavität zur Aufnahme des Sensorelements 11 bildet. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandstärke des Gehäuse-Bereichs, d.h. die des nicht-geschwächten Bereichs 2c, ca. 0,8 mm und der geschwächte Bereich 2b ca. 0,4 mm. Der Bereich der Ausfräsung selbst hat einen Durchmesser von bevorzugt 7-8 mm.The special feature of the embodiment according to the invention is still that of the housing area 2a a partial weakening 2 B has, for example, a cutout, and thus a cavity for receiving the sensor element 11 forms. In a preferred embodiment, the wall thickness of the housing area, ie that of the non-weakened area 2c , about 0.8 mm and the weakened area 2 B about 0.4 mm. The area of the cutout itself has a diameter of preferably 7-8 mm.

Der nicht-geschwächte Bereich 2c des Gehäuse-Bereichs 2a ist bevorzugt über eine Klebung fest mit der Platine 12 verbunden. Durch die partielle Schwächung entsteht so zum einen eine bessere bzw. anpassbare Elastizität, denn die Durchbiegung soll nur wenige Mikrometer betragen, und zum anderen entsteht im Zusammenspiel mit der festen Verbindung des nicht-geschwächte Bereich 2c mit der Platine 12 sowie der Wandstärke von bevorzugt 0,8 mm an dieser Stelle eine Sollknickstelle, wodurch verhindert wird, dass die Durchbiegung ungewollt auch auf die daneben angeordneten Bedienfelder 10a überspricht und dort ebenfalls eine Kapazitätsänderung auslöst.The non-weakened area 2c of the housing area 2a is preferably via a bond firmly with the board 12 connected. Due to the partial weakening on the one hand results in a better or adaptable elasticity, because the deflection should be only a few micrometers, and on the other hand arises in interaction with the fixed connection of the non-weakened area 2c with the board 12 and the wall thickness of preferably 0.8 mm at this point a predetermined kink, which prevents the deflection unintentionally on the adjacently arranged panels 10a overrides and there also triggers a capacity change.

Wie bereits erwähnt, ist die erste Elektrode 11a auf einer partiellen Erhöhung 12a der Platine 12 angeordnet. Diese Erhöhung 12a fungiert dabei als Sockel, der bewirkt, dass die beiden Elektroden 11a, 11b zum einen mit einem definierten Abstand zueinander angeordnet werden können und zum anderen dieser definierte Abstand auch unabhängig von der Dimension der durch die partielle Schwächung erzeugte Ausnehmung in der Gehäusewandung ist. Dadurch ist es möglich, auch bei einer an sich dicken und robusten Gehäusewand 2c deren partielle Schwächung im elastischen Gehäuse-Bereich 2a derart dünn ausfallen zu lassen, dass die erforderliche Empfindlichkeit beim Betätigen eines Bedienfelds erreicht wird.As already mentioned, the first electrode is 11a on a partial increase 12a the board 12 arranged. This increase 12a acts as a pedestal, which causes the two electrodes 11a . 11b on the one hand can be arranged with a defined distance from each other and on the other hand this defined distance is independent of the dimension of the recess produced by the partial weakening in the housing wall. This makes it possible, even with a solid and robust housing wall 2c their partial weakening in the elastic housing area 2a to be so thin that the required sensitivity is achieved when operating a control panel.

Die partielle Erhöhung 12a ist dabei, wie aus 5 ersichtlich, einstückig mit der Platine 12 ausgebildet. Die einstückige Ausbildung kann dabei bspw. durch eine Fräsbehandlung des außerhalb der Erhöhung 12a liegenden Teils der Platine 12 entstehen.The partial increase 12a is there, like out 5 visible, integral with the board 12 educated. The one-piece design can, for example, by a milling treatment of the outside of the increase 12a lying part of the board 12 arise.

Wenn, wie in den 3 und 4 gezeigt, mehrere Bedienfelder 10a nebeneinander angeordnet sind, bietet es sich an, zwischen den einzelnen Ausfräsungen schmale Durchbrüche vorzusehen, über die der flexible Leiterfilm 13 von einer Kavität in die nächste geführt wird und damit die jeweiligen Gegenelektroden elektrisch kontaktiert sind.If, as in the 3 and 4 shown several panels 10a arranged side by side, it is advisable to provide between the individual cutouts narrow openings, over which the flexible conductor film 13 is passed from one cavity to the next and thus the respective counter electrodes are electrically contacted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Messgerätgauge
22: Gehäuse des MessgerätsHousing of the meter
2a2a: Gehäuse-BereichHousing area
2b2 B: partielle Schwächung des Gehäuse-Bereichspartial weakening of the housing area
2c2c: nicht-geschwächter Gehäuse-Bereichnon-weakened housing area
33: Oberteiltop
4 4: Unterteillower part
55: Gehäusekopfhousing head
66: Anzeigedisplay
1010: Bedieneinheitoperating unit
10a10a: Bedientaste / BedienfeldControl button / control panel
1111: kapazitives Sensorelementcapacitive sensor element
11a11a: erste Elektrodefirst electrode
11b11b: Gegenelektrodecounter electrode
1212: erstes Trägermaterial, Platinefirst carrier material, circuit board
12a12a: partielle Erhöhung auf der Platinepartial increase on the board
1313: zweites Trägermaterial, flexibler Leiterfilmsecond carrier material, flexible conductor film

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014206486 A1 [0003]
DE 102005048021 B3 [0004]
DE 102013225076 B4 [0006]
US 2013/0126325 A1 [0007]

Claims

Operating unit for a measuring instrument of process or automation technology, wherein the operation is carried out by pressing on a form variable or elastic housing area (2a) with a capacitive sensor element (11) arranged underneath, wherein the sensor element (11) has a first electrode (11a) as a lower capacitor plate and a counter electrode (11b) arranged in parallel therewith as the upper capacitor plate, and by pressing on the housing region (2a), bringing the upper capacitor plate (11b) closer to lower capacitor plate (11a) and thus a capacity change takes place, wherein the first electrode (11a) is applied to a first carrier material (12) and the counterelectrode (11b) is applied to a second carrier material (13), the counterelectrode (11b) being electrically insulated from the elastic housing region (2a) via the second carrier material (13), wherein the elastic housing region (2a) has a partial weakening (2b) in the region of the upper capacitor plate (11b) and a mechanically strong connection exists between the non-weakened housing region (2c) and the first carrier material (12), and wherein the first carrier material (12) in the region of the elastic housing portion (2a) has a partial increase and the first electrode (11a) is applied to this partial increase.

Control unit after Claim 1 , wherein the first carrier material (12) designed as a board and the partial increase is formed integrally with the board (12).

Control unit after Claim 1 or 2 , wherein the mechanically fixed connection between the non-weakened housing portion (2c) and the first carrier material (12) is made of a material fit.

Operating unit according to one of the preceding claims, wherein a plurality of elastic housing regions (2a) are arranged side by side.

Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the second carrier material (13) is designed as a flexible conductor film.

Measuring device of process or automation technology with a multi-part housing (2), wherein in the housing lower part (4) a sensor unit or an interface for connecting a sensor unit is arranged and the housing upper part (3) for receiving an electronic unit for the evaluation of the measurement signals supplied by the sensor unit is provided, and a on the upper part (3) of the housing (2) mounted housing head (5) having a display device (6) and an operating unit (10) for operating the measuring device (1), wherein the operating unit (10) according to one of the preceding claims.