Schaltelemente in Folienbauweise, wie z. B. Membranschalter, Foliendrucksensoren o. ä., umfassen im allgemeinen mindestens zwei im wesentlichen elastische Folienschichten, die in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind. Dies geschieht z. B. mittels eines Abstandhalters, der um den aktiven Bereich des Schaltelementes herum angeordnet ist und auf den die beiden Folienschichten mit ihren jeweiligen Rändern aufgeklebt sind. In dem aktiven Bereich des Schaltelementes sind auf die Folienschichten verschiedene Kontaktanordnungen aufgebracht zwischen denen beim Zusammendrücken der beiden Folienschichten ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, so dass das Schaltelement ausgelöst wird. Beim Nachlassen des Drucks auf die Folienschichten nehmen diese aufgrund ihrer Elastizität wiederum ihre beabstandete Position zueinander ein und der elektrische Kontakt zwischen den verschiedenen Kontaktanordnungen wird unterbrochen.

Derartige Schaltelemente weisen eine sehr gutes Ansprechverhalten auf, das darüber hinaus durch die Ausgestaltung der elastischen Folienschichten an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden kann. Ein solches Schaltelement weist weiterhin eine sehr geringe Einbauhöhe auf und zeichnet sich insbesondere durch die vielfältigen Möglichkeiten der Formgebung der Schaltfläche aus. Hierdurch eigenen sich derartige Schaltelemente besonders gut für den Einsatz in den Bereichen, in denen ein geringes Baumaß und eine flexible Formgestaltung der Schaltflächen erforderlich ist.

Aufgrund dieser Eigenschaften haben solche Schaltelemente mittlerweile eine starke Verbreitung in fast allen Bereichen der Technik gefunden. Ein spezieller Einsatzzweck solcher Schaltelemente betrifft Sitzbelegungssensoren in Fahrzeugen. Derartige Sitzbelegungssensoren umfassen eine Vielzahl von

individuellen Schaltelementen, die über eine Sitzfläche eines Sitzes verteilt in dem Fahrzeugsitz angeordnet sind. Die Schaltelemente sind beispielsweise zwischen dem Sitzschaum und dem Sitzbezug angeordnet.

Speziell dieser Einsatzort der Schaltelemente bereitet jedoch bei einigen Sitzen Probleme. In der Tat ist bei einigen Sitzen, insbesondere bei Lederausstattungen, die Spannung in dem Sitzbezug dermaßen hoch, dass einige der Schaltelemente bereits durch den Sitzbezug betätigt und damit ausgelöst werden, selbst wenn der Sitz nicht belegt ist. Man spricht hierbei von einer sogenannten Vorlast oder"preload". Eine derartige durch die Einbaulage bedingte Auslösung kann im Prinzip durch eine entsprechende Ausgestaltung der Trägerfolien vermieden werde, indem z. B. weniger flexible Trägerfolien mit einem höheren Elastizitätsmodul verwendet werden. Allerdings führt der Einsatz von weniger flexiblen Trägerfolien insbesondere bei Drucksensoren gleichzeitig zu einer Verschlechterung der Dynamik des Schaltelementes.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, ein Schaltelement in Folienbauweise vorzuschlagen, das eine verbesserte Anpassung der Schaltcharakteristik ermöglicht.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltelement nach Anspruch 1. Ein solches Schaltelement in Folienbauweise umfasst mit eine erste Trägerfolie und eine zweite Trägerfolie, die mittels eines Abstandhalters in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind, wobei der Abstandhalter zumindest in einem aktiven Bereich des Schaltelementes eine Aussparung aufweist, und wobei in dem aktiven Bereich des Schaltelementes eine Kontaktanordnung mit mindestens zwei Elektroden derart angeordnet sind, dass beim Zusammendrücken der beiden Folienschichten ein elektrischer Kontakt zwischen den Elektroden hergestellt wird. Erfindungsgemäß ist in dem aktiven Bereich des Schaltelementes eine Struktur aus einem elektrisch nicht

leitenden Material angeordnet, die eine Kontaktierung der Elektroden in dem Bereich der Struktur verhindert.

Beim Zusammendrücken der beiden Trägerfolien wird zunächst an der Stelle der Struktur aus nicht leitendem Material ein mechanische Kontakt zwischen den verschiedenen Schichten hergestellt. Dieser rein mechanische Kontakt tritt auf bei einem Druck, bei dem bei einem konventionellen Schaltelement bereits eine elektrische Kontaktierung der Elektroden erfolgt. Erst bei weiter ansteigendem Druck auf das Schaltelement werden die Elektroden bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement in dem Bereich um die Struktur herum elektrisch kontaktiert und das Schaltelement ausgelöst. Durch die Einbringung der Struktur aus dielektrischem Material in den aktiven Bereich des Schaltelements erhöht man folglich die Einsatzschwelle der Schaltcharakteristik, d. h. die Minimalbelastung ab der das Schaltelement ausgelöst wird. Diese mechanische Beeinflussung der Schaltcharakteristik des Schaltelementes hat dabei keine Auswirkungen auf die Verformbarkeit der Trägerfolien und beeinflusst demnach kaum die weitere Dynamik des Schaltelementes oberhalb der Einsatzschwelle. Dies ist insbesondere bei Foliendrucksensoren von besonderer Bedeutung.

Dem Fachmann wird klar sein, dass die lateralen Ausdehnungen der Struktur wesentlich kleiner sein soll als die jeweils entsprechenden Ausdehnungen des aktiven Bereichs des Schaltelements damit eine Auslösung des Schaltelements erfolgen kann. Weiterhin wird klar sein, dass durch eine geeignete Ausgestaltung der Form und Ausdehnung der Struktur die Einsatzschwelle des Schaltelements über einen weiten Bereich einstellbar ist. Es ist demnach möglich, die Schaltcharakteristik eines solchen Schaltelements über einen weiten Bereich an den jeweils gewünschten Einsatzzweck optimal anzupassen.

Die Struktur aus elektrisch nicht leitendem Material, d. h. aus dielektrischem Material, kann beispielsweise mindestens eine punktförmige Erhebung aufweisen. Dies punktförmige Erhebung kann beispielsweise zentral in dem aktiven Bereich des Schaltelementes auf eine der Trägerfolien oder auf die Kontaktanordnung aufgebracht werden. Besteht die Struktur aus mehreren

punktförmigen Erhebungen werden dies beispielsweise in einer symmetrischen Anordnung über die Fläche des aktiven Bereichs des Schaltelements verteilt angeordnet.

In einer alternativen Ausgestaltung weist die Struktur mindestens eine ringförmige Erhebung auf, die vorzugsweise konzentrisch zu dem aktiven Bereich des Schaltelementes angeordnet ist bzw. sind. Eine weitere Variante betrifft beispielsweise eine oder mehrere linienförmige Erhebungen, die vorzugsweise in radialer Ausrichtung beispielsweise an dem Rand des aktiven Bereichs angeordnet sind. Auch hier wird im Sinne einer optimierten Schaltcharakteristik eine symmetrische Anordnung bevorzugt.

Selbstverständlich kann die Struktur aus dielektrischem Material auch jede Kombination der oben genannten Formen aufweisen.

Um ein ausreichendes Ansprechverhalten des Schaltelements zu gewähren, ist die Höhe der Struktur im allgemeinen wesentlich kleiner zu wählen als die Höhe des Abstandhalters, d. h. als die Distanz zwischen den beiden Trägerfolien. Nur so kann erreicht werden, dass mindestens eine der Trägerfolien beim Einsetzen der mechanischen Kontaktierung bereits eine genügend große Durchbiegung erfahren hat, um bei weiter ansteigenden Druck auf das Schaltelement einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden zu verursachen. Nur so ist oberhalb der Einsatzschwelle des Schaltelements eine gute Dynamik des Schaltelements gewährleistet. Im allgemeinen sollte deshalb die Höhe der Struktur kleiner sein als ein Drittel der Höhe des Abstandhalters, vorzugsweise sogar kleiner als ein Sechstel der Höhe des Abstandhalters.

Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung auf alle gängigen Typen von . Schaltelementen in Folienbauweise anzuwenden ist. Das Schaltelement kann beispielsweise in dem sogenannten"through mode"funktionieren. Bei einem solchen Schaltelement umfasst die Kontaktanordnung zwei Elektroden, wobei eine erste Elektrode auf der ersten Trägerfolie aufgebracht ist und eine zweite Elektrode der ersten Elektrode gegenüberliegend auf der zweiten Trägerfolie aufgebracht ist. Soll das Schaltelement überdies als Foliendrucksensor eingesetzt werden, weist mindestens eine der beiden Elektroden eine Schicht

aus einem druckempfindlichen Material auf, derart dass der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden beim Zusammendrücken der beiden Folienschichten von dem auf das Schaltelement ausgeübten Druck abhängt.

Es ist anzumerken, dass als druckempfindliches Material häufig Halbleiterverbindungen eingesetzt werden, die entweder einen druckveränderlichen spezifischen Widerstand aufweisen, oder deren Oberflächenwiderstand gegenüber einer Elektrode mit dem auftretenden Druck ändert.

In einer alternativen Ausgestaltung funktioniert das Schaltelement in dem sogenannten"shunt mode". In einer solchen Ausgestaltung umfasst die Kontaktanordnung zwei Elektroden und ein Kontaktelement, wobei die beiden Elektroden beabstandet auf einer der beiden Trägerfolien aufgebracht sind und wobei das Kontaktelement der ersten und der zweiten Elektrode gegenüberliegend auf der anderen der beiden Trägerfolien aufgebracht ist.

Beim Auslösen des Schaltelements wird das Kontaktelement auf die beiden Elektroden gepresst, so dass eine elektrische Kontaktierung der beiden Elektroden über das Kontaktelement hinweg erfolgt.

Auch ein solche Schaltelement kann als Foliendrucksensor ausgebildet sein, wobei mindestens eine der beiden Elektroden oder das Kontaktelement eine Schicht aus einem druckempfindlichen Material aufweist, derart dass der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden beim Zusammendrücken der beiden Folienschichten von dem auf das Schaltelement ausgeübten Druck abhängt.

Es ist anzumerken, dass die beiden Drucksensortypen unter dem Namen "Force Sensing Resistoren"bzw. FSRO bekannt sind.

Die Struktur aus dielektrischem Material kann entweder direkt auf eine der beiden Trägerfolien oder aber auf eine der Elektroden oder das Kontaktelement aufgebracht sein. Hierbei ist zu bemerken, dass bei einer Struktur mit mehreren Elementen, diese Elemente über verschiedene der genannten Elemente verteilt sein. So kann beispielsweise eine Hälfte der Elemente der Struktur auf jeder der beiden Trägerfolien aufgebracht werden.

Es ist anzumerken, dass. die Aufbringung der Struktur aus nicht leitenden Material auf die Trägerfolien oder die Elektroden oder das Kontaktelement vorzugsweise durch Drucken, beispielsweise in einem Siebdruckverfahren, erfolgt.

Beschreibung anhand der Figuren Im folgenden wird eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 : einen Schnitt durch eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schaltelementes (a) sowie eine Draufsicht auf den aktiven Bereich des Schaltelementes (b) ; Fig. 2 : verschiedene Ausgestaltungen der Struktur aus nicht leitendem Material.

Fig. 1 zeigt unter a) einen Schnitt durch ein Schaltelement in Folienbauweise.

Das Schaltelement 10 umfasst eine erste und eine zweite Trägerfolie 12 und 14, die mittels eines Abstandhalters 16, zum Beispiel einer doppelseitigen Klebefolie, zusammen laminiert sind. In dem aktiven Bereich 18 des Sensors 10 weist der Abstandhalter 16 eine Ausnehmung 20 auf, so dass sich in diesem Bereich die beiden Trägerfolien 12 und 14 beabstandet gegenüberstehen.

In dem aktiven Bereich 18 des Sensors sind auf der Innenseite der Trägerfolien 12 und 14 Kontaktanordnungen 22 und 24 angeordnet, zwischen denen beim Zusammendrücken der beiden Trägerfolien ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Die Kontaktanordnungen 22 bzw. 24 können beispielsweise Elektrodenstrukturen umfassen, wobei zumindest eine der Kontaktanordnungen zusätzlich eine Schicht aus einem druckempfindlichen Material aufweist. Die Kontaktanordnungen werden beispielsweise vor dem Zusammenlaminieren der Trägerfolien in einem Siebdruckverfahren auf die entsprechenden Flächen der Trägerfolien aufgebracht.

In dem zentralen bereich des aktiven bereich ist bei dem dargestellten Schaltelement 10 eine Struktur 26 aus einem dielektrischen, d. h. elektrisch nicht leitfähigem Material aufgebracht. In der dargestellten Ausgestaltung weist die Struktur 26 eine punktförmige Erhebung auf, die beim Zusammenpressen

der beiden Trägerfolien zunächst einen mechanischen Kontakt zwischen den beiden Folien herstellt bevor eine elektrische Kontaktierung der Elektroden erfolgt.

Fig. 2 zeigt jeweils in einer Draufsicht auf einen aktiven Bereich eines Schaltelements verschiedene mögliche Ausgestaltungen einer solchen Struktur aus dielektrischem Material. Unter a) ist eine punktförmige Erhebung wir in Fig.

1 a) und b) dargestellt. Fig. 2 b) zeigt eine Ausgestaltung mit mehreren punktförmigen Erhebungen. Unter c) ist eine Ausgestaltung mit zweiringförmigen Strukturen dargestellt. Die Teilbilder d) und e) zeigen verschiedene mögliche Ausgestaltungen der Struktur mit linienförmigen Erhebungen, die sich von dem Rand des aktiven Bereichs radial in die Mitte hin erstrecken. Unter f) ist eine Kombination aus ringförmigen und linienförmigen Elementen gezeigt.

Es ist anzumerken, dass neben den gezeigten symmetrischen Anordnungen in bestimmten Fällen auch eine unsymmetrische Anordnung von verschiedenen Elementen des Struktur denkbar sind.

Referenzzeichenliste 10 Schaltelement 12,14 Trägerfolien 16 Abstandhalter 18 aktiver Bereich des Schaltelements 20 Ausnehmung 22,24 Kontaktanordnungen 26 Struktur aus einem dielektrischen Material