DE102005012690A1

DE102005012690A1 - Bandvorrichtung

Info

Publication number: DE102005012690A1
Application number: DE102005012690A
Authority: DE
Inventors: Martin Franke; Tobias Happel; Mathias Miedreich; Helmut Nowsch; Herbert Schober
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Also published as: WO2006097540A1

Abstract

Eine Bandvorrichtung umfasst einen Trägermantel (10) und mindestens eine Lichtleitfaser (11). Der Trägermantel (10) ist bandförmig ausgebildet und weist eine lange und breite erste Seite (A) und zweite Seite (B) auf, die sich einander gegenüberliegen. Die mindestens eine Lichtleitfaser (11) ist in dem Trägermantel (10) in Längsrichtung angeordnet und von diesem in Umfangsrichtung vollständig umschlossen. Bei der Bandvorrichtung ist mindestens eine Nut (17) so in der ersten Seite (A) und/oder in der zweiten Seite (B) des Trägermantels (10) in Längsrichtung ausgebildet oder ist mindestens ein Trennmittel so zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser (11) und dem Trägermantel (10) angeordnet, dass der Trägermantel (10) in mindestens einem Teilbereich der ersten Seite (A) und/oder der zweiten Seite (B) durch Aufreißen entfernbar ist zum Freilegen jeweils eines auf einen Umfang bezogenen Teilbereichs eines Fasermantels der mindestens einen Lichtleitfaser (11) entlang der mindestens einen Lichtleitfaser (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandvorrichtung, aus der insbesondere ein Sensorband für eine Aufprallsensorvorrichtung eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs herstellbar ist.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

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.

Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Bandvorrichtung mit mindestens einer Lichtleitfaser zu schaffen, bei der die mindestens eine Lichtleitfaser einfach bearbeitbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Bandvorrichtung, die einen Trägermantel und mindestens eine Lichtleitfaser umfasst. Der Trägermantel ist bandförmig ausgebildet und weist eine lange und breite erste Seite und zweite Seite auf, die sich einander gegenüberliegen. Die mindestens eine Lichtleitfaser ist in dem Trägermantel in Längsrichtung angeordnet und von diesem in Umfangsrichtung vollständig umschlossen. Bei der Bandvorrichtung ist mindestens eine Nut so in der ersten Seite und/oder in der zweiten Seite des Trägermantels in Längsrichtung ausgebildet, dass der Trägermantel in mindestens einem Teilbereich der ersten Seite und/oder der zweiten Seite durch Aufreißen entlang der Nut entfernbar ist zum Freilegen jeweils eines auf einen Umfang bezogenen Teilbereichs eines Fasermantels der mindestens einen Lichtleitfaser entlang der mindestens einen Lichtleitfaser.

Der Vorteil ist, dass der Trägermantel durch die mindestens eine Nut in dem mindestens einen Teilbereich der ersten oder zweiten Seite einfach auftrennbar oder aufreißbar ist. Dadurch kann die mindestens eine Lichtleitfaser in dem jeweiligen Teilbereich des Fasermantels einfach freigelegt werden und ist somit gut zugänglich für ein präzises Bearbeiten des Fasermantels.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung umfasst die Bandvorrichtung mindestens ein Trennmittel, das in dem Trägermantel in Längsrichtung angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Trägermantel besonders einfach von der mindestens einen Lichtleitfaser getrennt werden kann. Dadurch kann der Trägermantel aufgerissen werden, ohne die mindestens eine Lichtleitfaser gegebenenfalls aus dem Trägermantel herauszulösen oder zu beschädigen.

Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Bandvorrichtung, die einen Trägermantel, mindestens eine Lichtleitfaser und mindestens ein Trennmittel umfasst. Der Trägermantel ist bandförmig ausgebildet und weist eine lange und breite erste Seite und zweite Seite auf, die sich einander gegenüberliegen. Die mindestens eine Lichtleitfaser ist in dem Trägermantel in Längsrichtung angeordnet und von diesem in Umfangsrichtung vollständig umschlossen. Das mindestens eine Trennmittel ist in dem Trägermantel in Längsrichtung so angeordnet, dass der Trägermantel in mindestens einem Teilbereich der ersten Seite und/oder der zweiten Seite durch Aufreißen entfernbar ist zum Freilegen jeweils eines auf einen Umfang bezogenen Teilbereichs eines Fasermantels der mindestens einen Lichtleitfaser entlang der mindestens einen Lichtleitfaser.

Der Vorteil ist, dass der Trägermantel durch das mindestens eine Trennmittel in dem mindestens einen Teilbereich der ersten oder zweiten Seite einfach auftrennbar oder aufreißbar ist. Dadurch kann die mindestens eine Lichtleitfaser in dem jeweiligen Teil bereich des Fasermantels einfach freigelegt werden und ist somit gut zugänglich für ein präzises Bearbeiten des Fasermantels.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung ist das mindestens eine Trennmittel als ein Trennband ausgebildet, das zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser und dem Trägermantel angeordnet ist. Der Vorteil ist, dass das Trennband zuverlässig ein Verkleben des Trägermantels mit der mindestens einen Lichtleitfaser verhindern kann. Ferner kann das Trennband so ausgebildet sein, dass der Trägermantel in dem Teilbereich der ersten oder zweiten Seite mittels des Trennbands auftrennbar oder aufreißbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung ist das mindestens eine Trennmittel als eine Trennfolie ausgebildet, die zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser und dem Trägermantel angeordnet ist. Der Vorteil ist, dass die Trennfolie zuverlässig ein Verkleben des Trägermantels mit der mindestens einen Lichtleitfaser verhindern kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung ist das mindestens eine Trennmittel als eine Füllmasse ausgebildet, die zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser und dem Trägermantel angeordnet ist. Der Vorteil ist, dass die Füllmasse zuverlässig ein Verkleben des Trägermantels mit der mindestens einen Lichtleitfaser verhindern kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung ist das mindestens eine Trennmittel als ein Reißfaden ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Aufreißen des Trägermantels mittels des Reißfadens sehr einfach ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung ist jeder einzelnen Lichtleitfaser jeweils mindestens ein Reißfaden zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Fasermantel einer Lichtleitfaser unabhängig von gegebenenfalls weiteren in dem Trägermantel angeordneten Lichtleitfasern freilegbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung besteht die mindestens eine Lichtleitfaser 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.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung ist in dem Trägermantel mindestens ein mechanisches Verstärkungselement angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass durch das mindestens eine mechanische Verstärkungselement mechanische Eigenschaften des Bandes entsprechend den jeweiligen Anforderungen vorgebbar sind. Ferner kann die mindestens eine Lichtleitfaser vor Beschädigung geschützt werden.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine mechanische Verstärkungselement als eine mechanische Verstärkungsfaser ausgebildet ist, die parallel zu der mindestens einen Lichtleitfaser angeordnet ist. Der Vorteil ist, dass die mindestens eine Lichtleitfaser so einfach vor Zugkräften längs der mindestens einen Lichtleitfaser geschützt werden kann.

In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn das mindestens eine mechanische Verstärkungselement einen größeren Durchmesser aufweist als die mindestens eine Lichtleitfaser. Der Vorteil ist, dass mechanische Druckkräfte quer zu der mindestens einen Lichtleitfaser von dieser ferngehalten werden können. Dadurch wird die mindestens eine Lichtleitfaser in dem Band unempfindlich gegenüber Druckkräften.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung sind alle Lichtleitfasern und mechanische Verstärkungsfasern flächig nebeneinander angeordnet. Dadurch kann die Bandvorrichtung besonders flach ausgebildet sein und die Bandvorrichtung weist eine bevorzugte Biegeebene auf.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Bandvorrichtung 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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein Fahrzeug und ein Aufprallobjekt,
2 eine Aufprallsensorvorrichtung,
3a ein Querschnitt einer ersten Variante einer ersten Ausführungsform einer Bandvorrichtung,
3b ein Querschnitt einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform der Bandvorrichtung,
4a ein Querschnitt einer ersten Variante einer zweiten Ausführungsform der Bandvorrichtung,
4b ein Querschnitt einer zweiten Variante einer zweiten Ausführungsform der Bandvorrichtung,
5a ein Querschnitt einer ersten Variante einer dritten Ausführungsform der Bandvorrichtung,
5b ein Querschnitt einer zweiten Variante der dritten Ausführungsform der Bandvorrichtung,
5c ein Querschnitt einer dritten Variante der dritten Ausführungsform der Bandvorrichtung,
6 ein Querschnitt eines bearbeiteten Bandes,
7 ein Querschnitt eines Sensorbandes,
8 ein Verfahren zum Herstellen der Bandvorrichtung,
9 ein Verfahren zum Bearbeiten der Bandvorrichtung und zum Erzeugen eines Deckmantels,
10 ein weiteres Verfahren zum Erzeugen des Deckmantels und
11 ein bearbeitetes Band.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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.
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. Die Aufprallsensorvorrichtung 2 kann auch anders ausgebildet sein. Beispielsweise können die Lichtquellen und die Lichtsensoren auch in separaten Einheiten angeordnet sein, die mit der Auswerteeinheit 6 gekoppelt sind. Diese separaten Einheiten können so an dem Fahrzeug 1 angeordnet sein, dass z.B. der Umkehrbereich 9 nicht erforderlich ist.
Das Sensorband 7 wird aus einer Bandvorrichtung hergestellt, die einen Trägermantel 10 umfasst (3a). Die Bandvorrichtung ist im Folgenden auch als Band bezeichnet. In dem Trägermantel 10 sind zwanzig Lichtleitfasern 11 parallel zueinander längs des Bandes angeordnet. Es können jedoch auch weniger oder mehr als zwanzig Lichtleitfasern 11 in dem Trägermantel 10 angeordnet sein. Die Lichtleitfasern 11 sind bevorzugt flächig nebeneinander angeordnet.
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. Beispielsweise sind die zwanzig Lichtleitfasern 11 in fünf Gruppen zu je vier Lichtleitfasern 11 zusammengefasst, die jeweils durch ein mechanisches Verstärkungselement 12 voneinander getrennt angeordnet sind (3b). Bevorzugt sind die mechanischen 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 soll jedoch bevorzugt nur ein Verbiegen des Sensorbandes 7 in dem Sensierungsbereich 4 erfassen.
Die Lichtleitfasern 11 sind vorzugsweise so in dem Trägermantel 10 angeordnet, dass die Lichtleitfasern 11 bezogen auf ihren Umfang vollständig umhüllt sind von dem Trägermantel 10. Dadurch sind die Lichtleitfasern 11 gut vor äußeren Einflüssen geschützt. Jedoch ist ein Fasermantel der jeweiligen Lichtleitfaser 11 so unzugänglich 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.
Das Band weist zwei sich einander gegenüber liegende lange und breite Seiten auf, eine erste Seite A und eine zweite Seite B. Das Bearbeiten, z.B. das Aufrauen, des Fasermantels der jeweiligen Lichtleitfaser 11 innerhalb des Sensierungsbereichs 4 erfolgt vorzugsweise auf einer der ersten Seite A und/oder der zweiten Seite B zugewandten Seite des Fasermantels der jeweiligen Lichtleitfaser 11. Dazu muss der Fasermantel der jeweiligen Lichtleitfaser 11 dort freigelegt werden, so dass der jeweilige Fasermantel gut zugänglich ist für das Bearbeiten.
In einer ersten Ausführungsform des Bandes ist mindestens eine Nut 17 in der ersten Seite A und/oder der zweiten Seite B in Längsrichtung des Bandes ausgebildet. Die Nut 17 ist so ausgebildet, dass der Trägermantel 10 einfach entlang der Nut 17 aufgerissen werden kann und der Fasermantel mindestens einer Lichtleitfaser 11 in mindestens einem auf einen Umfang bezogenen Teilbereich des Fasermantels freigelegt werden kann. Bevorzugt sind Nuten 17 seitlich neben den mechanischen Verstärkungsele menten 12 ausgebildet, so dass der Trägermantel 10 in dem mindestens einen jeweiligen Teilbereich der Fasermäntel von allen Lichtleitfasern 11 oder von einer Gruppe von Lichtleitfasern 11 entfernt werden kann.
In einer zweiten Ausführungsform des Bandes ist mindestens ein Reißfaden 18 als ein Trennmittel vorgesehen und in dem Trägermantel 10 in Längsrichtung des Bandes angeordnet (4a, 4b). Reißfäden 18 können, gegebenenfalls zusätzlich zu den Nuten 17, seitlich neben den mechanischen Verstärkungselementen 12 angeordnet sein, um durch Aufreißen des Trägermantels 10 entlang des jeweiligen Reißfadens 18 beispielsweise den mindestens einen jeweiligen Teilbereich der Fasermäntel von allen Lichtleitfasern 11 oder von einer Gruppe von Lichtleitfasern 11 entfernen zu können (4a). Es kann jedoch auch jeweils mindestens ein Reißfaden 18 einer einzelnen Lichtleitfaser 11 zugeordnet sein (4b). Dann kann der mindestens eine Teilbereich des Fasermantels der jeweiligen Lichtleitfaser 11 durch das Aufreißen entlang des jeweiligen Reißfadens 18 gegebenenfalls unabhängig von benachbarten Lichtleitfasern 11 freigelegt werden.
In einer dritten Ausführungsform des Bandes ist zum Erleichtern des Auftrennens des Trägermantels 10 und des Ablösens des Trägermantels 10 von den Lichtleitfasern 11 das Trennmittel als z.B. eine Füllmasse 14 (5a), eine Trennfolie 15 (5b) oder ein Trennband 16 (5c) ausgebildet und zwischen den Lichtleitfasern 11 und dem Trägermantel 10 angeordnet. Das Trennmittel verhindert ein Verkleben des Trägermantels 10 mit den Lichtleitfasern 11 in dem mindestens einen Teilbereich des Fasermantels. Die Füllmasse 14 ist z.B. Talkum, Puder oder Silikon.
6 zeigt einen Querschnitt eines bearbeiteten Bandes 30, dessen Trägermantel 10 entlang von Nuten 17 aufgerissen wurde.
Die Lichtleitfasern 11 weisen jeweils in ihrem mindestens einen Teilbereich des Fasermantels einen aufgerauten Bereich 31 auf, der jeweils ein Lichtaustrittsfenster bildet. Die Lichtleitfasern 11 sind vorzugsweise nach dem Bearbeiten des jeweiligen Fasermantels zum Schutz vor äußeren Einflüssen mit einem Deckmantel 13 abgedeckt (7). Bei einer ersten Form des Deckmantels 13 ist dieser durch ein Auffüllen des aufgetrennten Trägermantels 10 gebildet (7). Das Band kann jedoch ebenso in Umfangsrichtung vollständig mit dem Deckmantel 13 umhüllt sein.
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.
8 zeigt ein Verfahren zum Herstellen des Bandes, bei dem Lichtleitfasern 11 und gegebenenfalls mechanische Verstärkungselemente 12 zueinander positioniert werden. Zusätzlich können Trennmittel, z.B. Reißfäden 18, auf die Lichtleitfasern 11 aufgebracht oder zu den Lichtleitfasern 11 positioniert werden. In einem ersten Extruder 21 wird der Trägermantel 10 erzeugt und die Lichtleitfasern 11, die Verstärkungselemente 12 und gegebenenfalls die Trennmittel oder Reißfäden 18 in dem Trägermantel 10 angeordnet. Durch den ersten Extruder 21 können bei geeigneter Ausgestaltung des Extrusionswerkzeugs auch Nuten 17 in dem Trägermantel 10 ausgebildet werden.
In einer ersten Kühlvorrichtung 23 wird der Trägermantel 10 gekühlt und somit verfestigt. Das so hergestellte Band bildet ein aufreißbares Band 24.
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. Auch nach dem Aufreißen des Trägermantels 10 sind die Lichtleitfasern 11 bevorzugt zuverlässig in dem verbleibenden Trägermantel 10 fixiert.
Der Trägermantel 10 des vorgefertigten aufreißbaren Bandes 24 wird mittels einer Trennvorrichtung 22 aufgetrennt oder aufgerissen zum Freilegen des mindestens einen Teilbereichs des Fasermantels der jeweiligen Lichtleitfaser 11 (9). Dabei wird gegebenenfalls die Füllmasse 14, die Trennfolie 15, das Trennband 16 oder die Reißfäden 18 von den Lichtleitfasern 11 entfernt. Das Band kann dann bearbeitet werden zum Ausbilden der Lichtaustrittsbereiche durch Aufrauen des Fasermantels der jeweiligen Lichtleitfaser 11. 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 weiteren Teilbereich entlang der Lichtleitfaser 11 aufgeraut durch punktuelles Erhitzen und Verformen des Fasermantels mittels des Laserstrahls 26. So werden aufgeraute Bereiche 31 oder Lichtaustrittsbereiche in dem jeweiligen Fasermantel geschaffen.
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.
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 das bearbeitete Band 30. Bei dem bearbeiteten Band 30 wird mittels einer 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 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 7 dargestellten Band.
Alternativ kann das bearbeitete Band 30 auch durch einen zweiten Extrusionsprozess verschlossen werden (10). 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 aufreißbare 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.
In 11 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.
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.
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.
Die Anzahl der Lichtleitfasern 11 oder der mechanischen Verstärkungselemente 12 in dem aufreißbaren Band 24 oder 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.
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.
Die verschiedenen Trennmittel können beliebig miteinander kombiniert werden, z.B. Reißfäden 18 und die Füllmasse 14 oder die Trennfolie 15. Ebenso kann eine Kombination von Nuten 17 und Trennmitteln vorteilhaft sein.

Claims

Bandvorrichtung, die umfasst – einen Trägermantel (10), der bandförmig ausgebildet ist und der eine lange und breite erste Seite (A) und zweite Seite (B) aufweist, die sich einander gegenüberliegen, – mindestens eine Lichtleitfaser (11), die in dem Trägermantel (10) in Längsrichtung angeordnet ist und von diesem in Umfangsrichtung vollständig umschlossen ist, und bei der mindestens eine Nut (17) so in der ersten Seite (A) und/oder in der zweiten Seite (B) des Trägermantels (10) in Längsrichtung ausgebildet ist, dass der Trägermantel (10) in mindestens einem Teilbereich der ersten Seite (A) und/oder der zweiten Seite (B) durch Aufreißen entlang der Nut (17) entfernbar ist zum Freilegen jeweils eines auf einen Umfang bezogenen Teilbereichs eines Fasermantels der mindestens einen Lichtleitfaser (11) entlang der mindestens einen Lichtleitfaser (11).
Bandvorrichtung nach Anspruch 1, die mindestens ein Trennmittel umfasst, das in dem Trägermantel (10) in Längsrichtung angeordnet ist.
Bandvorrichtung, die umfasst – einen Trägermantel (10), der bandförmig ausgebildet ist und der eine lange und breite erste Seite (A) und zweite Seite (B) aufweist, die sich einander gegenüberliegen, – mindestens eine Lichtleitfaser (11), die in dem Trägermantel (10) in Längsrichtung angeordnet ist und von diesem in Umfangsrichtung vollständig umschlossen ist, – mindestens ein Trennmittel, das in dem Trägermantel (10) in Längsrichtung so angeordnet ist, dass der Trägermantel (10) in mindestens einem Teilbereich der ersten Seite (A) und/oder der zweiten Seite (B) durch Aufreißen entfernbar ist zum Freilegen jeweils eines auf einen Umfang bezogenen Teilbereichs eines Fa sermantels der mindestens einen Lichtleitfaser (11) entlang der mindestens einen Lichtleitfaser (11).
Bandvorrichtung nach einem Ansprüche 2 oder 3, bei der das mindestens eine Trennmittel als ein Trennband (16) ausgebildet ist, das zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser (11) und dem Trägermantel (10) angeordnet ist.
Bandvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der das mindestens eine Trennmittel als eine Trennfolie (15) ausgebildet ist, die zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser (11) und dem Trägermantel (10) angeordnet ist.
Bandvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der das mindestens eine Trennmittel als eine Füllmasse (14) ausgebildet ist, die zwischen der mindestens einen Lichtleitfaser (11) und dem Trägermantel (10) angeordnet ist.
Bandvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der das mindestens eine Trennmittel als ein Reißfaden (18) ausgebildet ist.
Bandvorrichtung nach Anspruch 7, bei der jeder einzelnen Lichtleitfaser (11) jeweils mindestens ein Reißfaden (18) zugeordnet ist.
Bandvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die mindestens eine Lichtleitfaser (11) aus einem Kunststoff besteht.
Bandvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der in dem Trägermantel (10) mindestens ein mechanisches Verstärkungselement (12) angeordnet ist.
Bandvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das mindestens eine mechanische Verstärkungselement (12) als eine mechanische Verstärkungsfaser ausgebildet ist, die parallel zu der mindestens einen Lichtleitfaser (11) angeordnet ist.
Bandvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das mindestens eine mechanische Verstärkungselement (12) einen größeren Durchmesser aufweist als die mindestens eine Lichtleitfaser (11).
Bandvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der alle Lichtleitfasern (11) und mechanische Verstärkungsfasern flächig nebeneinander angeordnet sind.
Bandvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der das mindestens eine mechanische Verstärkungselement (12) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht.