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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes, insbesondere
eines Sensorbandes für
eine Aufprallsensorvorrichtung eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs.
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Untersuchungen
haben gezeigt, dass ein hoher Anteil an Todesfällen im Straßenverkehr
Fußgänger betrifft.
Aus diesem Grund sind Gesetzgebungsinitiativen im Gange, die zum
Ziel haben, dass Vorrichtungen zum Schutz von Fußgängern im Falle einer Kollision
mit einem Fahrzeug in modernen Kraftfahrzeugen verpflichtend vorgesehen
sind.
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Ein
besonders hohes Verletzungsrisiko für einen Fußgänger stellt im Falle einer
Kollision mit einem Fahrzeug ein sehr geringer Abstand zwischen einer
typischerweise leicht verformbaren Motorhaube und einem starren
Motorblock dar. Die Anordnung von immer mehr elektronischen Komponenten
im Bereich des Motorraums und sehr kompakt ausgebildete Fahrzeuge
haben zur Folge, dass der Motorraum dicht bepackt ist mit sehr starren
Körpern.
Im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger besteht somit die hohe
Gefahr von starken Kopfverletzungen, falls dieser mit seinem Kopf
auf die Motorhaube aufprallt und somit auch in Kontakt kommt mit
den unter der Motorhaube befindlichen Komponenten.
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Ein
ausreichend großer
Abstand zwischen der Motorhaube und den darunter angeordneten Motorkomponenten
von beispielsweise über
10 cm kann hingegen das Verletzungsrisiko stark verringern, da die
Motorhaube durch die Verformung ausreichend viel Energie aufnehmen
kann und den Fußgänger so vergleichsweise
sanft abbremsen kann.
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Um
die Sicherheit für
Fußgänger im
Straßenverkehr
zu erhöhen,
hat sich beispielsweise die Vereinigung der Europäischen Automobilhersteller (ACEA)
gegenüber
den Behörden
der Europäischen Union
verpflichtet, durch Maßnahmen
im Fahrzeugbereich die Anzahl der Verkehrstoten im Bereich der Fußgänger bis
zum Jahr 2010 zu halbieren. Eine Maßnahme hierfür ist die
Konstruktion von Fahrzeugen mit entsprechend beabstandeten Motorhauben. Aufgrund
der geforderten Kompaktheit von Fahrzeugen ist dies jedoch häufig nicht
möglich.
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Zum
Sicherstellen einer ausreichenden Dämpfung im Falle einer Kollision
mit einem Fußgänger ist
vorgeschlagen worden, im Falle eines erkannten Anpralls einer Person
an das Fahrzeug die Motorhaube um mehr als 10 cm von ihrer Schließposition anzuheben,
um so einen ausreichenden Verformungsbereich zu schaffen. Eine große Herausforderung
für derartige
Sicherheitssysteme ist die Notwendigkeit, dass sie einerseits zuverlässig sind,
aber auch sehr kostengünstig
sind.
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Als
Aktuator zum Anheben der Motorhaube ist beispielsweise aus einem
Artikel der Fachzeitschrift "Automotive
Engineer", April
2004, Seite 48 ff., bekannt, einen federbasierten Aktuator vorzusehen, dessen
Feder vorgespannt ist und im Falle einer erkannten Kollision freigegeben
wird, mit der Folge, dass die Motorhaube entsprechend angehoben
wird. Darüber
hinaus sind jedoch auch aus dem oben genannten Artikel auch pyrotechnische
Aktuatoren bekannt.
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In
der
CA 2 424 708 A1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Zusammenstoßes zwischen
einem Fahrzeug und einem Objekt offenbart. Lichtleitfasern sind
entlang eines vorderen Stoßfängers des
Fahrzeugs angeordnet. Die Lichtleitfasern umfassen in ihrem Fasermantel
Lichtaustrittsbereiche, die entlang der Lichtleitfasern angeordnet
sind. Ein Zusammenstoß führt zu einem
Verbiegen der Lichtleitfasern. Die Dämpfung des Lichts, das in den
Lichtleitfasern übertragen
wird, verändert sich
durch das Verbiegen der Lichtleitfaser, wenn die Lichtleitfaser
in dem Lichtaustrittsbereich verbogen wird. Aus dem so modulierten
Licht wird ein Signal gewonnen, das in einem Signalprozessor verarbeitet wird.
Eine Sicherheitsvorrichtung, z.B. zum Anheben einer Motorhaube,
kann so aktiviert werden.
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In
der WO 00/68645 A1 ist ein faseroptischer Krümmungssensor mit zwei optischen
Fasern offenbart. Der Sensor weist einen Sensierungs- oder Kopplungsbereich
auf, in dem beide Fasern nahe beieinander angeordnet sind. Der Kopplungsbereich ist
mit einer linsenartigen Schicht aus einem durchsichtigen Material
umhüllt.
In dem Kopplungsbereich sind die optischen Fasern bearbeitet, um
einen Lichtaustritt oder Lichteintritt aus der bzw. in die jeweilige
optische Faser zu erhöhen.
Ferner ist auf der durchsichtigen Umhüllung eine reflektierende Schicht
vorgesehen.
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In
der
US 5,723,857 A ist
ein Kabelband offenbart, in dem optische Fasern parallel zueinander angeordnet
und verklebt sind. Die optischen Fasern sind in einer Matrix gehalten,
die aus einer polymeren oder elastomeren Zusammensetzung besteht.
Ferner weist das Kabelband eine klebende Oberfläche auf zum Aufkleben des Kabelbands
auf eine metallische Oberfläche.
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In
der
DE 25 38 599 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung optischer Fiberübertragungsmedien offenbart.
Ein Band wird aus vier parallel zueinander angeordneten Fiberwellenleitern
hergestellt, die durch an die Fiberwellenleiter angeschmolzene Abstandshalterfibern
miteinander verbunden werden. Das Band wird mit einem äußeren Schutzmantel
beschichtet. Zum Verspleißen
eines Bandendes wird der äußere Schutzmantel
auf eine kurze Distanz von dem Band entfernt. Das Entfernen des äußeren Schutzmantels
er folgt beispielsweise durch Auflösen in einem geeigneten Lösungsmittel.
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In
der
DE 39 13 674 A1 sind
ein optisches Flachbandkabel und ein Verfahren zu seiner Herstellung
offenbart. Das optische Flachbandkabel weist optische Adern auf,
die zwischen zwei Kunststoffbändern
angeordnet und durch eine Kleberschicht untereinander und mit den
beiden Kunststoffbändern
verbunden sind. Auf den optischen Adern ist eine Trennschicht aufgebracht,
um bei einer Montage die optischen Adern leicht voneinander und
von den Kunststoffbändern
trennen zu können.
Alternativ ist die Kleberschicht als eine wachsartige Substanz ausgebildet.
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In
der
DE 44 16 545 A1 ist
ein Kabel mit elektrischen und optischen Leitern offenbart. In einer zweischichtigen
Schutzhülle
sind die elektrischen und optischen Leiter so angeordnet, dass die
elektrischen Leiter durch die optischen Leiter elektrisch voneinander
isoliert sind. Zwickelräume
zwischen den elektrischen und den optischen Leitern können mit öligen oder
fetthaltigen Füllmassen
oder durch PUR-Schaum oder ähnlichem
verschlossen sein.
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In
der JP 2005 003765 A ist ein optisches Faserband und ein Vereinzelungsverfahren
für das
optische Faserband offenbart. Das Vereinzeln erfolgt durch Entfernen
eines Teils einer Umhüllung
der optischen Fasern durch Ausüben
von Reibkräften
auf die Umhüllung
und durch Festhalten und Abziehen der Umhüllung.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, das ein präzises Bearbeiten
von Lichtleitfasern ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des unabhängigen
Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Herstel len
eines Bandes nach dem Anspruch 1.
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Dies
hat den Vorteil, dass die Lichtleitfasern so sehr einfach bearbeitet
werden können,
ohne zuvor einen Teil des Trägermantels
entfernen zu müssen.
Ferner kann die jeweilige Lichtleitfaser sehr präzise bearbeitet werden, da
sie gut zugänglich
ist und beispielsweise Dickentoleranzen des Trägermantels nicht berücksichtigt
werden brauchen. Ein bandförmiges
Ausbilden hat den Vorteil, dass das Band eine bevorzugte Biegeebene
aufweist und dass die Lichtleitfasern Bezug auf diese Biegeebene
zuverlässig bearbeitbar
sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft für das Herstellen eines Sensorbandes,
das als ein Biegesensor genutzt werden soll.
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Durch
das Fixieren der Lichtleitfasern in dem Trägermantel ist sichergestellt,
dass die Lichtleitfasern nicht verrutschen und sich nicht verdrehen
oder verschieben können.
Dies ermöglicht
ein weiteres Verarbeiten des Bandes mit hoher Präzision und mit hoher Reproduzierbarkeit.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass das Anordnen der Lichtleitfasern in dem
Trägermantel
in einem Verfahrensschritt mit dem Erzeugen des Trägermantels durchgeführt werden
kann. Ferner können
die Lichtleitfasern so besonders zuverlässig in dem Trä- germantel
fixiert werden. Ferner ist von Vorteil, dass das vollständige Umschließen der
Lichtleitfasern mit dem Trägermantel
und das anschließende
Auftrennen und Freilegen des mindestens einen ersten Teilbereichs
des Fasermantels verfahrenstechnisch einfacher sein kann. Durch
das Vorsehen des Trennmittels ist das Auftrennen des Trägermantels
oder das Ablösen
des Trägermantels
von dem Lichtleitfasern einfach und die Lichtleitfasern werden durch
das Auftrennen des Trägermantels
nicht beschädigt
und die Fixierung der Lichtleitfasern dem Trägermantel wird nicht beeinträchtigt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens bestehen die Lichtleitfasern
aus einem Kunststoff. Eine Lichtleitfaser aus Kunststoff hat gegenüber einer
Lichtleitfaser aus Glas den Vorteil, dass die Lichtleitfaser aus
Kunststoff weniger empfindlich gegenüber einem Verbiegen der Lichtleitfaser ist.
Dadurch ist die Lichtleitfaser aus Kunststoff besonders geeignet
für Biegesensoren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist das
Trennmittel eine Füllmasse. Alternativ
kann das Trennmittel auch eine Trennfolie sein. Der Vorteil ist,
dass eine geeignete Füllmasse oder
eine geeignete Trennfolie ein Verkleben der Lichtleitfasern mit
dem Trägermantel
zuverlässig
verhindern kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der
mindestens eine erste Teilbereich des Fasermantels in mindestens
einem zweiten Teilbereich entlang der jeweilige Lichtleitfaser aufgeraut.
Dies hat den Vorteil, dass durch Aufrauen des Fasermantels der Lichtleitfaser
jeweilige ein Lichtaustrittsbereich geschaffen wird, der als ein Sensierungsbereich
für einen
Biegesensor geeignet ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Fasermantel mittels
eines Laserstrahls aufgeraut wird. Der Vorteil ist, dass das Aufrauen
des Fasermantels mittels des Laserstrahls besonders präzise möglich ist
und eine hohe Reproduzierbarkeit von Eigenschaften des Biegesensors
ermöglicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein
Deckmantel an oder um den Trägermantel
erzeugt, der den Fasermantel in dem mindestens einen ersten Teilbereich
abdeckt. Dies hat den Vorteil, dass so die Lichtleitfasern einfach
vor äußeren Einflüssen geschützt werden
können.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird in
dem Trägermantel
und/oder in dem Deckmantel mindestens ein mechanisches Verstärkungselement
angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass durch das mindestens eine
mechanische Verstärkungselement
mechanische Eigenschaften des Bandes entsprechend den jeweiligen
Anforderungen vorgegeben werden können. Ferner können die Lichtleitfasern
vor Beschädigung
geschützt
werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine
mechanische Verstärkungselement
als eine mechanische Verstärkungsfaser
ausgebildet ist, die parallel zu den Lichtleitfasern angeordnet
wird. Der Vorteil ist, dass die Lichtleitfasern so einfach vor Zugkräften längs der
Lichtleitfasern geschützt
werden können.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn das mindestens
eine mechanische Verstärkungselement
einen größeren Durchmesser
aufweist als die Lichtleitfasern. Der Vorteil ist, dass mechanische
Druckkräfte
quer zu den Lichtleitfasern von diesen ferngehalten werden können. Dadurch werden
die Lichtleitfasern dem Band unempfindlich gegenüber Druckkräften.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden
alle Lichtleitfasern und mechanische Verstärkungsfasern flächig nebeneinander
angeordnet. Dadurch kann das Band besonders flach ausgebildet werden
und das Band weist eine bevorzugte Biegeebene auf.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens besteht
das mindestens eine mechanische Verstärkungselement aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff.
Der Vorteil ist, dass ein solches mechanisches Verstärkungselement
besonders robust ist und so besonders hohe Zugkräfte oder Druckkräfte aufnehmen
kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der
Trägermantel
und/oder der Deckmantel durch Extrusion aus einem Kunststoff erzeugt.
Dies hat den Vorteil, dass das Band so besonders einfach und preisgünstig herstellbar
ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Fahrzeug und ein Aufprallobjekt,
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2 eine
Aufprallsensorvorrichtung,
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3a ein
Querschnitt einer ersten Ausführungsform
eines Bandes,
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3b ein
Querschnitt der ersten Ausführungsform
des Bandes mit einem Deckmantel,
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4a ein
Querschnitt einer zweiten Ausführungsform
des Bandes mit einer Füllmasse,
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4b ein
Querschnitt der zweiten Ausführungsform
des Bandes mit einer Trennfolie,
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4c ein
Querschnitt der zweiten Ausführungsform
des Bandes mit aufgetrenntem Trägermantel,
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4d ein
Querschnitt der zweiten Ausführungsform
des Bandes mit einer ersten Form des Deckmantels,
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4e ein
Querschnitt der zweiten Ausführungsform
des Bandes mit einer zweiten Form des Deckmantels,
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5a ein
Querschnitt einer dritten Ausführungsform
des Bandes ohne Lichtleitfasern,
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5b ein
Querschnitt der dritten Ausführungsform
des Bandes,
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5c ein
Querschnitt der dritten Ausführungsform
des Bandes mit dem Deckmantel,
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6 ein
Verfahren zum Herstellen des Bandes,
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7 ein
Verfahren zum Bearbeiten des Bandes und zum Erzeugen des Deckmantels,
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8 ein
weiteres Verfahren zum Erzeugen des Deckmantels und
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9 ein
bearbeitetes Band.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Ein
Fahrzeug 1 hat eine Aufprallsensorvorrichtung 2 (1).
Die Aufprallsensorvorrichtung 2 hat einen Sensierungsbereich 4.
Mittels des Sensierungsbereichs 4 kann die Aufprallsensorvorrichtung 2 einen
Aufprall eines Aufprallobjekts 5 erkennen. Das Aufprallobjekt 5 kann
beispielsweise ein Fußgänger sein.
Ferner hat das Fahrzeug eine Auswerteeinheit 6, in der
von der Aufprallsensorvorrichtung 2 gelieferte Messsignale
ausgewertet werden und je nach dem Verlauf des jeweiligen Messsignals
auf einen Aufprall des Aufprallobjekts 5 erkannt wird und gegebenenfalls
Maßnahmen
zum Schutz des Aufprallobjekts 5 oder der Fahrzeuginsassen
eingeleitet werden. Diese Maßnahmen
können
beispielsweise ein leichtes Anheben einer Motorhaube des Fahrzeugs
sein oder auch ein Zünden
eines oder mehrerer Airbags.
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Die
Aufprallsensorvorrichtung 2 umfasst die Auswerteeinheit 6 und
ein Sensorband 7 (2). Das
Sensorband 7 weist einen Zuleitungsbereich 8, einen
Umkehrbereich 9 und den Sensierungsbereich 4 auf.
Die Auswerteeinheit 6 umfasst Lichtquellen und Lichtsensoren,
die mit dem Sensorband 7 gekoppelt sind. Durch ein Verbiegen
des Sensorbandes 7 in dem Sensierungsbereich 4 verändert sich
die Dämpfung
des Lichts in dem Sensorband 7. Die Auswerteeinheit 6 ist
ausgebildet, diese Veränderung
der Dämpfung
zu erfassen.
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Das
Sensorband 7 wird aus einem Band hergestellt, das einen
Trägermantel 10 umfasst (3a).
In dem Trägermantel 10 sind
vier Lichtleitfasern 11 parallel zueinander längs des
Bandes angeordnet. Es können
jedoch auch weniger oder mehr als vier Lichtleitfasern 11 in
dem Trägermantel 10 angeordnet
sein. Die Lichtleitfasern 11 sind bevorzugt flächig nebeneinander
angeordnet.
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Ferner
sind in dem Trägermantel 10 zwei mechanische
Verstärkungselemente 12 angeordnet, die
vorzugsweise als mechanische Verstärkungsfasern parallel zu den
Lichtleitfasern 11 angeordnet sind. Es können auch
mehr oder weniger mechanische Verstärkungselemente 12 in
dem Trägermantel 10 angeordnet
sein. Insbesondere kann auch auf mechanische Verstärkungselemente 12 verzichtet
werden. Bevorzugt sind die Verstärkungselemente 12 so angeordnet,
dass die Lichtleitfasern 11 zwischen den mechanischen Verstärkungselementen 12 angeordnet
sind. Bevorzugt ist ein Durchmesser der mechanischen Verstärkungselemente 12 größer als
ein Durchmesser der Lichtleitfasern 11. Dadurch sind die Lichtleitfasern 11 besonders
gut gegen Kräfte
quer zu ihrer Längsrichtung
geschützt.
Insbesondere kann verhindert werden, dass Druckkräfte quer
zu der Längsrichtung
der Lichtleitfasern 11 auf die Lichtleitfasern 11 einwirken.
Dies ist vorteilhaft, da solche Druckkräfte zu einer Veränderung
der Dämpfung
der Lichtleitfasern 11 führen können, die Aufprallsensorvorrichtung 2 jedoch
nur ein Verbiegen des Sensorbandes 7 in dem Sensierungsbereich 4 erfassen
soll.
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Die
Lichtleitfasern 11 sind so in dem Trägermantel 10 angeordnet,
dass mindestens ein erster Teilbereich eines Fasermantels der jeweiligen
Lichtleitfaser 11 bezogen auf einen Umfang der jeweiligen Lichtleitfaser 11 frei
ist von dem Trägermantel 10.
Dadurch liegt der mindestens eine erste Teilbereich des Fasermantels
frei und ist somit gut zugänglich
für ein Bearbeiten,
z.B. für
ein Aufrauen des Fasermantels. Durch das Aufrauen des Fasermantels
kann ein Lichtaustrittsbereich in dem Fasermantel geschaffen werden.
Durch Verbiegen der Lichtleitfasern 11 in dem jeweiligen
Lichtaustrittsbereich kann die Dämpfung
der Lichtleitfasern 11 verändert werden.
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Zum
Schutz der Lichtleitfasern 11 vor äußeren Einflüssen ist das Band mit einem
Deckmantel 13 versehen (3b). Der
Deckmantel 13 wird vorzugsweise nach dem Bearbeiten der
Lichtleitfasern 11 an oder um den Trägermantel 10 angeordnet.
Der Deckmantel 13 kann so ausgebildet sein, dass dieser
den Trägermantel 10,
die Lichtleitfasern 11 und die mechanischen Verstärkungselemente 12 vollständig umschließt. Der
Deckmantel 13 kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass
dieser im Wesentlichen nur den mindestens einen ersten Teilbereich
des Fasermantels abdeckt.
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Der
Deckmantel 13 besteht vorzugsweise aus einem Material,
das lichtundurchlässig
ist oder optisch dichter ist als die Lichtleitfasern 11.
Alternativ kann zwischen den Lichtleitfasern 11 und dem
Deckmantel 13 zusätzlich
ein Material angeordnet sein, das optisch dichter ist als die Lichtleitfasern 11.
Dadurch kann erreicht werden, dass das Licht an den Lichtaustrittsbereichen
aus der jeweiligen Lichtleitfaser 11 austreten kann.
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In
einer zweiten Ausführungsform
des Bandes sind nach einem ersten Schritt eines Verfahrens zum Herstellen
des Bandes die Lichtleitfasern 11 und die mechanischen
Verstärkungselemente 12 so
in dem Trägermantel 10 angeordnet,
dass der Trägermantel 10 bezogen
auf den Umfang der Lichtleitfasern 11 und der mechanischen
Verstärkungselemente 12 diese
vollständig
umschließt
(4a, 4b). Nach einem zweiten Schritt
des Verfahrens ist der Trägermantel 10 so
aufgetrennt, dass der mindestens eine erste Teilbereich des Fasermantels
frei ist von dem Trägermantel 10 und
die Lichtleitfasern 11 somit frei liegen und einfach bearbeitet
werden können
(4c).
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Zum
Erleichtern des Auftrennens des Trägermantels 10 und
des Ablösens
des Trägermantels 10 von
den Lichtleitfasern 11 zum Freilegen des mindestens einen
ersten Teilbereichs des jeweiligen Fasermantels ist ein Trennmittel,
z.B. eine Füllmasse 14 (4a)
oder eine Trennfolie 15 (4b), zwischen den
Lichtleitfasern 11 und dem Trägermantel 10 angeordnet.
Das Trennmittel, die Füllmasse 14 oder
die Trennfolie 15, verhindert ein Verkleben des Trägermantels 10 mit
den Lichtleitfasern 11 in dem mindestens einen ersten Teilbereich
des Fasermantels. Die Füllmasse 14 ist
z.B. Talkum, Puder oder Silikon.
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Die
Lichtleitfasern 11 sind vorzugsweise nach dem Bearbeiten
des jeweiligen Fasermantels zum Schutz vor äußeren Einflüssen mit dem Deckmantel 13 abgedeckt
(4d, 4e). Bei einer ersten Form des
Deckmantels 13 ist dieser durch ein Auffüllen des
aufgetrennten Trägermantels 10 gebildet
(4d). Das Band kann jedoch ebenso in Umfangsrichtung
vollständig
mit dem Deckmantel 13 umhüllt sein (4e).
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In
einem Verfahren zum Herstellen einer dritten Ausführungsform
des Bandes ist der Trägermantel 10,
gegebenenfalls mit mechanischen Verstärkungselementen 12,
nach einem ersten Schritt des Verfahrens ohne in dem Trägermantel 10 angeordnete
Lichtleitfasern 11 ausgebildet (5a). Die
Lichtleitfasern 11 und gegebenenfalls weitere Verstärkungselemente 12 sind
dann nach einem zweiten Schritt des Verfahrens in dem Trägermantel 10 angeordnet
(5b). Der Deckmantel 13 ist an dem Trägermantel 10 und
an den Lichtleitfasern 11 angeordnet, vorzugsweise nach
dem Bearbeiten der Lichtleitfasern 11 (5c).
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6 zeigt
ein Verfahren zum Herstellen des Bandes, bei dem Lichtleitfasern 11 und
gegebenenfalls mechanische Verstärkungselemente 12 zueinander
positioniert werden. Mittels einer ersten Füllvorrichtung 20 wird
beispielsweise die Füllmasse 14 auf
die Lichtleitfasern 11 aufgebracht. In einem ersten Extruder 21 wird
der Trägermantel 10 erzeugt
und die Lichtleitfasern 11 und die Verstärkungselemente 12 in
dem Trägermantel 10 angeordnet.
Das Band entspricht dann beispielsweise dem in 4a gezeigten
Band.
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Mittels
einer Trennvorrichtung 22 wird der Trägermantel 10 aufgetrennt
zum Freilegen des mindestens einen ersten Teilbereichs des Fasermantels der
jeweiligen Lichtleitfaser 11. Dabei wird gegebenenfalls
die Füllmasse 14 von
den Lichtleitfasern 11 entfernt. Das Band entspricht dann
beispielsweise dem in 4c dargestellten Band. In einer
ersten Kühlvorrichtung 23 wird
der Trägermantel 10 gekühlt und
somit verfestigt. Das so hergestellte Band bildet ein offenes Band 24.
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Nach
dem Abkühlen
sind die Lichtleitfasern 11 vorzugsweise zuverlässig in
dem Trägermantel 10 fixiert
angeordnet, so dass die Lichtleitfasern 11 nicht in dem
Trägermantel 10 verrutschen
und sich nicht in Bezug auf den Trägermantel 10 oder
zueinander verschieben oder verdrehen können.
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Alternativ
kann anstelle der Füllmasse 14 auch
die Trennfolie 15 oder ein anderes Trennmittel in dem Trägermantel 10 angeordnet
werden. Die erste Füllvorrichtung 20 kann
dann gegebenenfalls entfallen oder gegebenenfalls durch eine andere
Zuführvorrichtung
ersetzt werden, beispielsweise zum Zuführen der Trennfolie 15.
Das Band entspricht dann nach dem ersten Extruder 21 beispielsweise
dem in 4b dargestellten Band.
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Das
Band kann jedoch ebenso ohne Trennmittel hergestellt werden, wenn
der erste Extruder 21 so ausgebildet ist, dass der Trägermantel 10 die Lichtleitfasern 11 in
Umfangsrichtung nicht vollständig
umhüllt,
sondern diese in dem mindestens einen ersten Teilbereich ihres Fasermantels
frei sind von dem Trägermantel 10.
Das Band entspricht dann nach dem ersten Extruder 21 beispielsweise
dem in 3a dargestellten Band. Die erste
Füllvorrichtung 20 oder
die Trennvorrichtung 22 sind dann nicht erforderlich.
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Die
Lichtleitfasern 11 können
in diesem Fall auch erst nach dem ersten Extruder 21 und
vor der ersten Kühlvorrichtung 23 in
dem Trägermantel 10 angeordnet
werden. Unmittelbar nach dem ersten Extruder 21 entspricht
das Band dann beispielsweise dem in 5a dargestellten
Band. Unmittelbar vor der ersten Kühlvorrichtung 23 entspricht
das Band dann beispielsweise dem in 5b dargestellten Band.
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Das
vorgefertigte offene Band 24 kann dann bearbeitet werden
zum Ausbilden der Lichtaustrittsbereiche durch Aufrauen des Fasermantels
der jeweiligen Lichtleitfaser 11 (7). Bevorzugt
wird mittels einer Laservorrichtung 25 ein Laserstrahl 26 erzeugt,
der auf den freiliegenden Fasermantel der jeweiligen Lichtleitfaser 11 gerichtet
wird. Der Fasermantel wird in mindestens einem zweiten Teilbereich entlang
der Lichtleitfaser 11 aufgeraut durch punktuelles Erhitzen
und Verformen des Faserman tels mittels des Laserstrahls 26.
So werden aufgeraute Bereiche 31 oder Lichtaustrittsbereiche
in dem jeweiligen Fasermantel geschaffen.
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Alternativ
zu dem Aufrauen des Fasermantels mittels des Laserstrahls 26 kann
der Fasermantel auch z.B. durch mechanisches Prägen, Heißprägen, Sandstrahlen, Fräsen, Gravieren
oder Schleifen aufgeraut werden. Der Fasermantel kann jedoch mittels des
Laserstrahls 26 besonders präzise aufgeraut werden, so dass
die Eigenschaften der so behandelten Lichtleitfasern 11 besonders
gut reproduzierbar sind. Dadurch können besonders präzise und
zuverlässige
Biegesensoren hergestellt werden.
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Mittels
einer ersten Markiervorrichtung 27 werden Markierungen 32 auf
das Band aufgebracht, um den Sensierungsbereich 4 einfach
erkennen zu können
oder um Schneidmarken vorzugeben, die ein einfaches Zuschneiden
des Bandes an den markierten Stellen ermöglichen. Dadurch entsteht ein
bearbeitetes Band 30. Bei dem bearbeiteten Band 30 wird mittels
einer zweiten Füllvorrichtung 28 der
Deckmantel 13 durch Auffüllen des aufgetrennten Bereichs
des Trägermantels 10 erzeugt
zum Abdecken des Fasermantels der Lichtleitfasern 11 in
dem mindestens einen ersten Bereich. Mittels einer Trocknungsvorrichtung 29 wird
der Deckmantel 13 anschließend getrocknet oder ausgehärtet. Dadurch sind
die Lichtleitfasern 11 gut geschützt vor äußeren Einflüssen. Das Band entspricht dann
beispielsweise dem in 4d dargestellten Band.
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Alternativ
kann das bearbeitete Band 30 auch durch einen zweiten Extrusionsprozess
verschlossen werden (8). Dazu werden mittels einer
Lesevorrichtung 33 die Markierungen 32 des Sensierungsbereichs 4 gelesen.
Mittels eines zweiten Extruders 34 wird der Deckmantel 13 erzeugt,
der vorzugsweise den Trägermantel 10,
die Lichtleitfasern 11 und die mechanischen Verstärkungselemente 12 in
Umfangsrichtung vollständig
umhüllt.
Dabei können
beispielsweise auch weitere Verstärkungselemente 12 in
den Deckmantel 13 eingebracht werden oder mehrere bearbeitete
Bänder 30 in
einem gemeinsamen Deckmantel 13 angeordnet werden. In einer
zweiten Kühlvorrichtung 35 wird
das Band gekühlt
und der Deckmantel 13 so verfestigt. Mittels einer zweiten
Markierungsvorrichtung 36 werden die Markierungen 32 des
Sensierungsbereichs 4 entsprechend der zuvor mittels der
Lesevorrichtung 33 gelesenen Markierungen 32 erneut
auf das Band aufgebracht. Das Band entspricht dann beispielsweise den
in den 3b, 4e oder 5c dargestellten Bändern.
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Das
offene Band 24, das bearbeitete Band 30 oder das
Sensorband 7 können
als Meterware in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden und
nach Bedarf in eine gewünschte
Länge geschnitten
werden.
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In 9 ist
das bearbeitete Band 30 in einer Draufsicht dargestellt.
Jede der Lichtleitfasern 11 weist innerhalb des Sensierungsbereichs 4 einen aufgerauten
Bereich 31 auf, der den jeweiligen Lichtsaustrittsbereich
bildet. Der aufgeraute Bereich 31 ist in jeder Lichtleitfaser 11 in
Längsrichtung
des Bandes an einer anderen Position ausgebildet. Dadurch kann das
Verbiegen des Bandes innerhalb des Sensierungsbereichs 4 grob
lokalisiert werden, indem nur die Lichtleitfaser 11 in
ihrer Dämpfung
verändert
wird, die in ihrem aufgerauten Bereich 31 verbogen wird.
Die Lichtleitfasern 11 können jeweils auch mehr als
einen aufgerauten Bereich 31 aufweisen.
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Bevorzugt
weist jede Lichtleitfaser 11 zwei aufgeraute Bereiche 31 auf,
die jeweils etwa 18 Zentimeter lang sind. Die aufgerauten Bereiche 31 der Lichtleitfasern 11 sind
jeweils in Längsrichtung
zueinander versetzt angeordnet. Dadurch beträgt eine Länge des Sensierungsbereichs 4 bei
vier Lichtleitfasern 11 beispielsweise etwa 144 Zentimeter.
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Die
Lichtleitfasern 11 haben beispielsweise einen Durchmesser
von etwa 0,5 Millimetern. Die mechanischen Verstärkungselemente 12 weisen
beispielsweise einen Durchmesser von etwa einem Millimeter auf.
Das Sensorband 7 hat beispielsweise eine Dicke von etwa
zwei bis drei Millimetern. Die Breite des Sensorbandes 7 ist
abhängig
von einer Anzahl der Lichtleitfasern 11, deren Abstand
zueinander und von einer Anzahl und einem Abstand der mechanischen
Verstärkungselemente 12.
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Die
Anzahl der Lichtleitfasern 11 oder der mechanischen Verstärkungselemente 12 in
dem Sensorband 7 kann den Anforderungen entsprechend gewählt werden.
Der Trägermantel 10 oder der
Deckmantel 13 werden vorzugsweise aus einem extrudierbaren
Kunststoff hergestellt, wie z.B. Polyethylen, Polyamid, Polyurethan
oder Polyvinylchlorid. Der Trägermantel 10 oder
der Deckmantel 13 können jedoch
auch z.B. aus einem Zweikomponenten-Polyurethankleber oder aus anderen,
vorzugsweise schnell aushärtenden,
Kunststoffen hergestellt werden.
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Die
mechanischen Verstärkungselemente 12 sind
vorzugsweise aus glasfaserverstärktem
Kunststoff hergestellt. Die mechanischen Verstärkungselemente 12 können jedoch
auch z.B. aus Polyalkylenterephthalaten, z.B. Mylarfolien, hergestellt
werden. Ferner können
zum Übertagen
von Zugkräften
beispielsweise auch Kevlar- oder
Glasgarne genutzt werden, und zum Schutz vor Querdruckkräften können auch
Kunststoffstäbe
genutzt werden. Des Weiteren können
Reißfäden in dem
Trägermantel 10 oder
dem Deckmantel 13 angeordnet werden. Dadurch kann beispielsweise
das vollständige
Entfernen des Deckmantels 13 und des Trägermantels 10 von
den Lichtleitfasern 11 vereinfacht werden, um die Lichtleitfasern 11 z.B.
an die Lichtquellen oder an die Lichtsensoren in der Auswerteeinheit 6 anschließen zu können.