DE102005046930A1 - Sensor for detecting mechanical quantities - Google Patents

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DE102005046930A1
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Tobias Happel
Martin Franke
Tudor-Ion Gamulescu
Markus Gottler
Thomas Fischer
Herbert Schober
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Abstract

Sensor zur Erfassung mechanischer Größen, mit einem Zentralbereich (24), in dem eine sich in einer Erstreckungsrichtung (A) erstreckende Lichtleitfaser (26) angeordnet ist und der aus einem ersten Material mit einem ersten Elastizitätsmodul besteht. Der Sensor hat weiter mindestens zwei sich in der Erstreckungsrichtung (A) der Lichtleitfaser (26) erstreckende Außenbereiche (28, 30), die bezüglich des Zentralbereichs (24) einander gegenüberliegend angeordnet sind und die aus zweiten Materialien mit zweiten Elastizitätsmodulen bestehen. Die zweiten Elastizitätsmodule sind größer als das erste Elastizitätsmodul. DOLLAR A Mindestens einer der Außenbereiche (28, 30) weist auf einer der dem Zentralbereich (24) zugewandten Seite eine Kontur (32, 33) auf. Die Kontur (32, 33) ist so ausgebildet, dass eine auf mindestens einen der Außenbereiche (28, 30) flächig einwirkende Kraft (F), die eine Komponente senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (A) aufweist, über die Kontur (32, 33) so auf die Lichtleitfaser (26) übertragbar ist, dass sich eine Biegung der Lichtleitfaser (26) verändert.Sensor for detecting mechanical variables, with a central area (24) in which an optical fiber (26) extending in an extension direction (A) is arranged and which consists of a first material with a first modulus of elasticity. The sensor also has at least two outer areas (28, 30) extending in the direction of extent (A) of the optical fiber (26), which are arranged opposite one another with respect to the central area (24) and which consist of second materials with second elastic moduli. The second elastic modulus is greater than the first elastic modulus. DOLLAR A At least one of the outer areas (28, 30) has a contour (32, 33) on one of the side facing the central area (24). The contour (32, 33) is designed in such a way that a force (F) which acts on at least one of the outer regions (28, 30) and has a component perpendicular to the direction of extent (A), over the contour (32, 33) can be transferred to the optical fiber (26) in such a way that a bend in the optical fiber (26) changes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Erfassung mechanischer Größen, und eine Stoßstange für ein Fahrzeug mit einem Sensor zur Erfassung mechanischer Größen.The The invention relates to a sensor for detecting mechanical quantities, and a bumper for a Vehicle with a sensor for detecting mechanical quantities.

In Stoßstangen von Fahrzeugen werden beispielsweise Sensoren zur Erfassung mechanischer Größen eingesetzt, um Unfälle mit Fußgängern oder Radfahrern zu erkennen und so das besonders hohe Verletzungsrisiko für einen Fußgänger im Falle einer Kollision mit einem Fahrzeug zu verringern.In bumpers Vehicles, for example, use sensors to detect mechanical variables. about accidents with pedestrians or cyclists to recognize and so the particularly high injury risk for a Pedestrians in the Case of a collision with a vehicle.

In der CA 2 424 708 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Zusammenstoßes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt offenbart. Entlang einer vorderen Stoßstange des Fahrzeugs sind Lichtleitfasern angeordnet. In ihrem Fasermantel umfassen die Lichtleitfasern 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, wenn die Lichtleitfaser in den jeweiligen Lichtaustrittsbereichen verbogen wird. Aus dem so modulierten Licht wird ein Signal gewonnen, das in einem Signalprozessor verarbeitet wird. Durch den Signalprozessor kann dann eine Sicherheitsvorrichtung, wie z.B. ein Airbag an einer Motorhaube aktiviert werden.In the CA 2 424 708 A1 there is disclosed a method and apparatus for detecting a collision between a vehicle and an object. Along a front bumper of the vehicle, optical fibers are arranged. In their fiber cladding, the optical fibers comprise light exit regions which are arranged along the optical fibers. A collision leads to a bending of the optical fibers. The attenuation of the light transmitted in the optical fibers changes when the optical fiber is bent in the respective light emission areas. From the thus modulated light, a signal is obtained, which is processed in a signal processor. By the signal processor can then be activated a safety device, such as an airbag on a hood.

Aufgrund der exponierten Lage im vordersten Bereich des Fahrzeugs (Stoßstange) ist es wünschenswert, derartige Sensoren auch zur Feststellung eines Frontalaufpralls zu verwenden, bei dem es zu einer großflächigen Krafteinwirkung auf das Fahrzeug kommt, wie beispielsweise bei einem Frontalaufprall gegen eine starre Wand bzw. auf ein anderes Fahrzeug mit 100 % Überdeckung. Bisher werden für das Erkennen eines derartigen Frontalaufpralls in der Regel Beschleunigungssensoren im vorderen Bereich eines Fahrzeugs eingesetzt.by virtue of the exposed position in the foremost area of the vehicle (bumper) it is desirable such sensors also for detecting a frontal impact to use, in which there is a large-scale force on the vehicle comes, as in a frontal impact against a rigid wall or on another vehicle with 100% coverage. So far, for the Detecting such a frontal impact usually acceleration sensors used in the front area of a vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sensor zur Erfassung mechanischer Größen mit einer Lichtleitfaser zu schaffen, mit dem auch gleichmäßig verteilte Krafteinwirkungen gut detektiert werden können.The The object of the invention is to provide a sensor for detecting mechanical Sizes with to create an optical fiber with which evenly distributed Force effects can be detected well.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch einen Sensor zur Erfassung mechanischer Größen, mit einem Zentralbereich, in dem eine sich in einer Erstreckungsrichtung erstreckende Lichtleitfaser angeordnet ist und der aus einem ersten Material mit einem ersten Elastizitätsmodul besteht. Weiter weist der Sensor mindestens zwei sich in der Erstreckungsrichtung der Lichtleitfaser erstreckende Außenbereiche auf, die bezüglich des Zentralbereichs einander gegenüberliegend angeordnet sind und die aus zweiten Materialien mit zweiten Elastizitätsmodulen bestehen, wobei die zweiten Elastizitätsmodule größer sind als das erste Elastizitätsmodul. Auf einer der dem Zentralbereich zugewandten Seite weist mindestens einer der Außenbereiche eine Kontur auf, die so ausgebildet ist, dass eine auf mindestens einen der Außenbereiche flächig einwirkende Kraft, die eine Komponente senkrecht zur Erstreckungsrichtung aufweist, über die Kontur so auf die Lichtleitfaser übertragbar ist, dass sich eine Biegung der Lichtleitfaser verändert.According to one In the first aspect, the invention is characterized by a sensor for the detection of mechanical quantities, with a central area in which one extends in an extension direction extending optical fiber is arranged and that of a first Material with a first modulus of elasticity exists. Further points the sensor at least two in the extension direction of the Optical fiber extending outdoor areas on the subject of the central region are arranged opposite one another and those of second materials having second moduli of elasticity exist, wherein the second moduli of elasticity are greater than the first modulus of elasticity. On one of the central area facing side has at least one of the outdoor areas a contour that is formed so that one on at least one of the outdoor areas area acting Force having a component perpendicular to the extension direction over the Contour is transferable to the optical fiber so that a Bending of the optical fiber changed.

Unter Kontur wird hier eine flächige, dreidimensionale Struktur verstanden, wobei die Struktur Elemente aufweist, die im Wesentlichen in einer Ebene mehr oder weniger gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Unter flächig einwirkender Kraft wird hier insbesondere eine Kraft verstanden, die auf einen Flächenbereich einwirkt, dessen Längenausdehnungen größer, insbesondere viel größer sind als ein mittlerer Abstand zwischen den Strukturelementen der Kontur.Under Contour becomes a flat, understood three-dimensional structure, the structure elements that is substantially one level more or less evenly spaced from one another are spaced. Below surface acting force is here understood in particular a force, the on a surface area acts whose length expansions bigger, in particular are much bigger as a mean distance between the structural elements of the contour.

Die Außenbereiche eines derartigen Sensors führen bei flächiger Krafteinwirkung im Wesentlichen eine Translationsbewegung senkrecht zur Erstreckungsrichtung aus. Die Kontur kann so sicher auf die Lichtleitfaser einwirken, wodurch die Lichtleitfaser eine Biegung erfährt und damit auch eine großflächige Krafteinwirkung auf einen der Außenbereiche detektieren kann.The exteriors lead of such a sensor at areal Force essentially a translational motion perpendicular to the extension direction. The contour can be so secure on the Acting optical fiber, whereby the optical fiber bending learns and thus also a large-scale force on one of the outdoor areas can detect.

Damit können mit einem Sensor, der Deformationen oder Verbiegungen detektiert, auch großflächig auf ein Fahrzeug einwirkende Belastungen gut erkannt werden. Zu diesen großflächig einwirkenden Belastungen gehören solche, bei denen der Sensor beispielsweise über seine gesamte Länge hinweg gleichförmig verschoben oder gestaucht wird. Beispiele dafür sind der Frontalaufprall des Fahrzeugs gegen eine starre Wand bzw. der Frontalaufprall auf ein anderes Fahrzeug mit 100 % Überdeckung.In order to can with a sensor that detects deformations or deflections, also on a large scale a vehicle acting loads are well recognized. To this acting on a large area Burdens belong those in which the sensor, for example, over its entire length uniform is moved or compressed. Examples include the frontal impact of the vehicle against a rigid wall or the frontal impact another vehicle with 100% coverage.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontur wellenförmig ausgebildet. Damit wird zum einen sicher gestellt, dass die Kontur bei einer translatorischen Bewegung von mindestens einem der Außenbereiche an vielen Stellen auf den Lichtwellenleiter einwirken und somit die Empfindlichkeit des Sensors einfach eingestellt werden kann. Andererseits wird durch die von der Wellenform herrührende Abrundung der Kontur eine mechanische Schonung des Lichtwellenleiters erreicht.In an advantageous embodiment of the invention, the contour is wave-shaped. This ensures on the one hand ensures that the contour in a translational movement of at least one of the outer areas in many places act on the optical waveguide and thus the sensitivity of the sensor can be easily adjusted. On the other hand, a mechanical protection of the optical waveguide is achieved by the rounding of the contour resulting from the wave shape.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontur zahnförmig ausgebildet. Damit wird eine besonders hohe Empfindlichkeit des Sensors erreicht, da bereits kleine translatorische Bewegungen der Außenbereiche ausreichen, um einen Kontakt der Kontur mit der Lichtleitfaser und damit eine Biegung der Lichtleitfaser zu ermöglichen.In an advantageous embodiment of the invention, the contour is tooth-shaped. This achieves a particularly high sensitivity of the sensor, there are already small translatory movements of the outside areas sufficient to make a contact of the contour with the optical fiber and allow a bending of the optical fiber.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste Material ein Feststoff oder eine Flüssigkeit. So kann die Lichtleitfaser besonders gut geschützt werden.In a further advantageous embodiment of the invention the first material is a solid or a liquid. So can the optical fiber very well protected become.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste Material ein Kunststoffschaum ausgewählt aus der Gruppe aus Polyurethan, expandiertem Polypropylen (EPP) und Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer (EPDM). Damit ist zum einen der Zentralbereich besonders einfach und kostengünstig herstellbar, zum anderen wird die Lichtleitfaser durch den Zentralbereich besonders gut geschützt. Darüber hinaus wird durch eine Verwendung dieser Materialien im Kollisionsfall eine Verletzungsgefahr für Fußgänger und Radfahrer gering gehalten.In Another particularly advantageous embodiment of the invention the first material is a plastic foam selected from the group of polyurethane, expanded polypropylene (EPP) and ethylene-propylene-diene elastomer (EPDM). This makes the central area particularly easy and cost-effective on the other hand, the optical fiber is through the central area very well protected. About that In addition, by using these materials in the event of a collision one Risk of injury for Pedestrians and Cyclists kept low.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die zweiten Materialien aus der Gruppe aus Polyurethan, expandiertem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer ausgewählt, wobei die Dichte der zweiten Materialien höher ist als die Dichte des ersten Materials. Werden derartige Materialien verwendet, so sind die Außenbereiche besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Durch die Verwendung dieser Materialien wird die Verletzungsgefahr für Fußgänger und Radfahrer im Kollisionsfall gering gehalten.In Another particularly advantageous embodiment of the invention the second materials from the group of polyurethane, expanded Polypropylene and ethylene-propylene-diene elastomer selected, wherein the density of the second materials is higher than the density of the first material. If such materials are used, then the outdoor areas particularly easy and inexpensive produced. Using these materials will increase the risk of injury for pedestrians and cyclists kept low in the event of a collision.

Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Stoßstange für ein Fahrzeug mit einem Sensor. Der Vorteil einer derartigen Stoßstange ist, dass ein Frontalaufprall sowohl auf andere Fahrzeuge, auf feste Hindernisse oder auf Fußgänger durch die Position des Sensors vorne am Fahrzeug bereits sehr frühzeitig erkannt werden kann. Dies ermöglicht es, Maßnahmen zum Schutz der Fahrzeuginsassen und des Fahrzeugs zeitnah zu einer Kollision auszulösen.According to one second aspect, the invention is characterized by a bumper for a vehicle with a sensor. The advantage of such a bumper is that a frontal impact on both other vehicles, on solid Obstacles or pedestrians through the position of the sensor at the front of the vehicle already very early can be recognized. this makes possible it, measures to protect the vehicle occupants and the vehicle in a timely manner To trigger a collision.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are explained below with reference to the schematic drawings. It demonstrate:

1 ein Fahrzeug und ein Aufprallobjekt, 1 a vehicle and an impact object,

2 einen Ausschnitt aus einem Aufprallsensor in einer Stoßstange im nicht aktivierten Zustand in einer ersten Ausführungsform, 2 a detail of an impact sensor in a bumper in the non-activated state in a first embodiment,

3 einen Ausschnitt aus dem Aufprallsensor in der Stoßstange im Falle einer Krafteinwirkung auf die Stoßstange, und 3 a section of the impact sensor in the bumper in the event of a force on the bumper, and

4 einen Ausschnitt aus einem Aufprallsensor in einer Stoßstange im nicht aktivierten Zustand in einer weiteren Ausführungsform. 4 a detail of an impact sensor in a bumper in the non-activated state in another embodiment.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.elements same construction or function are cross-figurative with the same Provided with reference numerals.

Ein Fahrzeug 10, das sich in einer Fahrzeugbewegungsrichtung V bewegt, hat einen Aufprallsensor 12, der in einer Stoßstange 14 angeordnet ist (1). Die Aufprallsensor 12 hat einen Sensierungsbereich 16. Mittels des Sensierungsbereichs 16 kann der Aufprallsensor 12 einen Aufprall eines Aufprallobjekts 18 erkennen. Das Aufprallobjekt 18 kann beispielsweise ein Fußgänger sein. Ferner kann das Aufprallobjekt 18 ein anderes Fahrzeug oder ein festes Hindernis sein. Das Fahrzeug 10 hat weiter eine Auswerteeinheit 20, in der von dem Aufprallsensor 12 gelieferte Messsignale ausgewertet werden und je nach dem Verlauf des jeweiligen Messsignals auf einen Aufprall des Aufprallobjekts 18 erkannt wird und gegebenenfalls Maßnahmen zum Schutz des Aufprallobjekts 18 oder der Fahrzeuginsassen eingeleitet werden. Diese Maßnahmen können beispielsweise ein leichtes Anheben einer Motorhaube des Fahrzeugs 10 oder auch ein Zünden eines oder mehrerer Airbags sein.A vehicle 10 that moves in a vehicle traveling direction V has a crash sensor 12 in a bumper 14 is arranged ( 1 ). The impact sensor 12 has a sensing area 16 , By means of the sensing area 16 can the impact sensor 12 an impact of an impact object 18 detect. The impact object 18 may be a pedestrian, for example. Furthermore, the impact object 18 be another vehicle or a solid obstacle. The vehicle 10 has further an evaluation unit 20 in which of the impact sensor 12 delivered measurement signals are evaluated and, depending on the course of the respective measurement signal to an impact of the impact object 18 and, if necessary, measures to protect the impact object 18 or the vehicle occupants are initiated. These measures may, for example, a slight lifting of a hood of the vehicle 10 or igniting one or more airbags.

Die 2 und 3 zeigen einen Ausschnitt des als Aufprallsensor 12 ausgeführten Sensors zur Erfassung mechanischer Größen. In einem Zentralbereich 24 ist eine Lichtleitfaser 26 eingebettet. Die Lichtleitfaser 26 erstreckt sich in einer Erstreckungsrichtung A, die im Wesentlichen mit der Erstreckungsrichtung der Stoßstange 14 übereinstimmt und damit im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeugbewegungsrichtung V des Fahrzeugs ist.The 2 and 3 show a section of the impact sensor 12 executed sensor for detecting mechanical quantities. In a central area 24 is an optical fiber 26 embedded. The optical fiber 26 extends in an extension direction A, which is substantially in the extension direction of the bumper 14 coincides and thus is substantially perpendicular to the vehicle movement direction V of the vehicle.

An den Zentralbereich 24 schließt sich ein dem Fahrzeug abgewandter Außenbereich 28 und ein dem Fahrzeug zugewandter Außenbereich 30 an. Die Grenzflächen zwischen dem Zentralbereich 24 und den Außenbereichen 28, 30 sind als Konturen 32, 33 ausgebildet. Die Konturen 32, 33 sind in der hier dargestellten Ausführungsform wellenförmig ausgebildet, wobei die wellenförmigen Konturen 32, 33 im Ausgangszustand (2) einen konstanten Abstand d0 bzw. unter Einwirken einer Kraft F (3) einen Abstand dF zwischen den Außenbereichen 28, 30 herstellen.To the central area 24 closes an outdoor area facing away from the vehicle 28 and an outdoor area facing the vehicle 30 at. The interfaces between the central area 24 and the outdoor areas 28 . 30 are as contours 32 . 33 educated. The contours 32 . 33 are wave-shaped in the embodiment shown here, wherein the wavy contours 32 . 33 in the initial state ( 2 ) a constant distance d 0 or under the action of a force F ( 3 ) a distance d F between the outer areas 28 . 30 produce.

In einer weiteren Ausführungsform können die Konturen 32, 33 insbesondere auch zahnförmig ausgebildet sein (4). Insbesondere ist eine kammförmige Ausbildung der Konturen 32, 33 vorteilhaft. In einer derartigen Ausführungsform kann eine hohe Sensivität des Aufprallsensors 12 erreicht werden, da bereits geringe Abweichungen vom Abstand d0 zwischen den Außenbereichen 28, 30 zu einer deutlichen Biegung der Lichtleitfaser 26 führen.In a further embodiment, the contours 32 . 33 in particular also tooth-shaped ( 4 ). In particular, a comb-shaped configuration of the contours 32 . 33 advantageous. In such an embodiment, a high sensitivity of the impact sensor 12 be achieved because even small deviations from the distance d 0 between the outdoor areas 28 . 30 to a significant bending of the optical fiber 26 to lead.

Vorteilhaft ist, wenn die Konturen 32, 33 eine Mischform aus wellenförmiger Ausführungsform und zahnförmiger Ausführungsform aufweisen. In diesem Fall kann besonders einfach sowohl die gewünschte Sensitivität als auch die erforderliche Schonung der Lichtleitfaser 26 erreicht werden.It is advantageous if the contours 32 . 33 have a mixed form of wavy embodiment and tooth-shaped embodiment. In this case, both the desired sensitivity and the required protection of the optical fiber can be particularly simple 26 be achieved.

Zum Schutz des Aufprallsensors 12 ist dieser mit einer Umhüllung 34 versehen. Der gesamte Aufprallsensor 12 weist darüber hinaus eine Sensorhülle 22 auf, die auch die Stoßstangenhülle der gesamten Stoßstange 14 sein kann.To protect the impact sensor 12 this one is with a serving 34 Mistake. The entire impact sensor 12 also has a sensor cover 22 on top, which is also the bumper shell of the entire bumper 14 can be.

Durch Einbindung des Aufprallsensors 12 in die Stoßstange 14 kann ein Sensor bereitgestellt werden, der sowohl kostengünstig als auch ausfallsicher sein kann.By integration of the impact sensor 12 in the bumper 14 For example, a sensor can be provided which can be both cost-effective and failsafe.

Der Zentralbereich 24 besteht aus einem ersten Material mit einem ersten Elastizitätsmodul. Das erste Material kann ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein. Besonders vorteilhaft ist, wenn das erste Material des Zentralbereichs 24 ein Kunststoffschaum ist. Kunststoffschäume sind besonders ein fach und kostengünstig herzustellen. Das erste Material des Zentralbereichs 24 kann jedoch auch ein Gel sein.The central area 24 consists of a first material with a first modulus of elasticity. The first material may be a solid or a liquid. It is particularly advantageous if the first material of the central area 24 a plastic foam is. Plastic foams are particularly easy to manufacture and inexpensive. The first material of the central area 24 but it can also be a gel.

Die Außenbereiche 28, 30 bestehen aus zweiten Materialien, wobei diese Materialien ein zweites Elastizitätsmodul aufweisen, das größer als das erste Elastizitätsmodul des Zentralbereichs 24 ist. Dies hat zur Folge, dass das erste Material des Zentralbereichs 24 bei gleicher Krafteinwirkung stärker komprimiert wird als die zweiten Materialien der Außenbereiche 28, 30. Die zweiten Materialien der Außenbereiche 28, 30 können beispielsweise Polyurethan, expandiertes Polypropylen (EPP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer (EPDM) sein, wobei die Dichte der zweiten Materialien höher ist als die Dichte des ersten Materials. Das zweite Material des Außenbereichs 28 kann mit dem zweiten Material des Außenbereichs 30 identisch sein oder aber auch von diesem abweichen. Insbesondere kann das zweite Material des dem Fahrzeug abgewandten Außenbereichs 28 einen kleineren Elastizitätsmodul haben als das zweite Material des dem Fahrzeug zugewandten Außenbereichs 30.The outdoor areas 28 . 30 consist of second materials, these materials having a second modulus of elasticity greater than the first modulus of elasticity of the central region 24 is. This has the consequence that the first material of the central area 24 is more compressed at the same force than the second materials of the outer areas 28 . 30 , The second materials of the outdoor areas 28 . 30 For example, polyurethane, expanded polypropylene (EPP), or ethylene-propylene-diene elastomer (EPDM) may be used, with the density of the second materials being higher than the density of the first material. The second material of the outdoor area 28 Can with the second material of the outdoor area 30 be identical or deviate from this. In particular, the second material of the vehicle remote from the outside area 28 have a smaller modulus of elasticity than the second material of the exterior facing the vehicle 30 ,

Die Umhüllung 34 besteht aus einem dritten Material, das vorzugsweise ein nachgiebiges Material, wie z.B. ein Kunststoffschaum aus Polyurethan, expandiertem Polypropylen (EPP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer (EPDM) ist.The serving 34 consists of a third material which is preferably a compliant material, such as a plastic foam of expanded polyurethane (EPP) or ethylene-propylene-diene elastomer (EPDM).

Das Material der Sensorhülle 22 ist vorzugsweise ein Material, wie es für die Umhüllung von Stoßstangen eingesetzt wird.The material of the sensor cover 22 is preferably a material as it is used for the enclosure of bumpers.

Die Elastizitätsmodule der verschiedenen Materialien können auf den Anwendungsfall und die entsprechenden technischen Anforderungen abgestimmt werden. Durch die Anpassung der Mate rialien für die entsprechenden Bereiche ist eine Adaption auf praktisch jede beliebige Anwendung möglich.The elastic moduli of different materials on the application and the corresponding technical requirements be matched. By adapting the materials for the corresponding Areas is an adaptation to virtually any application possible.

Im Folgenden soll die Funktionsweise des Aufprallsensors 12 im Detail beschrieben werden:
Wie bereits oben erwähnt, zeigt 2 den Ausgangszustand des Aufprallsensors 12 eines Fahrzeugs, das sich in Fahrzeugsbewegungsrichtung V bewegt, vor einem Aufprall. Bei einem Aufprall auf eine starre Wand, auf ein anderes Fahrzeug, auf einen Fußgänger oder einen Radfahrer wirkt eine Kraft F, die eine Komponente senkrecht zur Erstreckungsrichtung A aufweist, auf den Aufprallsensor 12 ein (3). Da die zweiten Materialien der Außenbereiche 28, 30 ein höheres Elastizitätsmodul haben als das erste Material des Zentralbereichs 24, erfolgt eine Bewegung des Außenbereichs 28 senkrecht zur Erstreckungsrichtung A auf den Außenbereich 30 zu. Der Zentralbereich 24 wird damit zusammengedrückt. Die beiden Außenbereiche 28, 30 haben nun nur mehr einen Abstand dF zueinander. Über die wellenförmigen Konturen 32, 33 wird eine Kraft auf die Lichtleitfaser 26 übertragen, so dass die Lichtleitfaser 26 mehrere Biegungen erhält, die jeweils im Bereich eines Wellenbergs der wellenförmigen Konturen 32, 33 liegen. Da sich die Dämpfung des Lichts in der Lichtleitfaser 26 durch das Verbiegen der Lichtleitfaser 26 verändert, kann aus dem so modulierten Licht ein Signal gewonnen werden, das in der Auswerteeinheit 20 verarbeitet werden kann. Dies ermöglicht die Aktivierung einer Sicherheitsvorrichtung, z.B. eines Airbags oder das Anheben einer Motorhaube.The following is the operation of the impact sensor 12 be described in detail:
As mentioned above, shows 2 the initial state of the impact sensor 12 of a vehicle moving in the vehicle traveling direction V before impact. In a collision with a rigid wall, another vehicle, a pedestrian or a cyclist, a force F having a component perpendicular to the extension direction A acts on the impact sensor 12 one ( 3 ). As the second materials of the outdoor areas 28 . 30 have a higher elastic modulus than the first material of the central region 24 , there is a movement of the outdoor area 28 perpendicular to the extension direction A to the outside 30 to. The central area 24 is compressed with it. The two outdoor areas 28 . 30 now only have a distance d F to each other. About the wavy contours 32 . 33 becomes a force on the optical fiber 26 transferred so that the optical fiber 26 receives several bends, each in the area of a wave crest of wavy contours 32 . 33 lie. As the attenuation of the light in the optical fiber 26 by bending the optical fiber 26 changed, a signal can be obtained from the thus modulated light, in the evaluation unit 20 can be processed. This allows the activation of a safety device, such as an airbag or the lifting of a hood.

Durch die Anwendung des Aufprallsensors 12 kann im Falle eines Frontalaufpralls wertvolle Zeit für die Auslösung einer Sicherheitsvorrichtung gewonnen werden. Da der Aufprallsensor 12 naturgemäß ganz vorne am Fahrzeug 10 platziert ist, wird ein deutlicher zeitlicher Vorteil gegenüber Sensoren erreicht, die nur die Beschleunigung messen, selbst wenn diese weit vorne am Fahrzeug 10 angebracht sind.Through the application of the impact sensor 12 In the event of a frontal collision, valuable time can be gained for triggering a safety device. Because the impact sensor 12 naturally at the very front of the vehicle 10 is placed, a significant advantage in time is achieved over sensors that measure only the acceleration, even if this far ahead of the vehicle 10 are attached.

Claims (7)

Sensor zur Erfassung mechanischer Größen, mit – einem Zentralbereich (24), in dem eine sich in einer Erstreckungsrichtung (A) erstreckende Lichtleitfaser (26) angeordnet ist und der aus einem ersten Material mit einem ersten Elastizitätsmodul besteht, – und mindestens zwei sich in der Erstreckungsrichtung (A) der Lichtleitfaser (26) erstreckenden Außenbereichen (28, 30), die bezüglich des Zentralbereichs (24) einander gegenüberliegend angeordnet sind und die aus zweiten Materialien mit zweiten Elastizitätsmodulen bestehen, wobei die zweiten Elastizitätsmodule größer sind als das erste Elastizitätsmodul, wobei mindestens einer der Außenbereiche (28, 30) auf einer der dem Zentralbereich (24) zugewandten Seite eine Kontur (32, 33) aufweist, die so ausgebildet ist, dass eine auf mindestens einen der Außenbereiche (28, 30) flächig einwirkende Kraft (F), die eine Komponente senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (A) aufweist, über die Kontur (32, 33) so auf die Lichtleitfaser (26) übertragbar ist, dass sich eine Biegung der Lichtleitfaser (26) verändert.Sensor for detecting mechanical quantities, with - a central area ( 24 ) in which an optical fiber extending in an extension direction (A) ( 26 ) is arranged and which consists of a first material having a first modulus of elasticity, - and at least two in the extension direction (A) of the optical fiber ( 26 ) extending outdoor areas ( 28 . 30 ) related to the central area ( 24 ) are arranged opposite one another and which consist of second materials with second moduli of elasticity, wherein the second moduli of elasticity are greater than the first modulus of elasticity, wherein at least one of the outer regions ( 28 . 30 ) on one of the central areas ( 24 ) facing side a contour ( 32 . 33 ), which is designed so that one on at least one of the outer areas ( 28 . 30 ) surface acting force (F), which has a component perpendicular to the extension direction (A), over the contour ( 32 . 33 ) so on the optical fiber ( 26 ) is transferable, that a bending of the optical fiber ( 26 ) changed. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (32, 33) wellenförmig ausgebildet ist.Sensor according to claim 1, characterized in that the contour ( 32 . 33 ) is wave-shaped. Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (32, 33) zahnförmig ausgebildet ist.Sensor according to claim 1 or claim 2, characterized in that the contour ( 32 . 33 ) is tooth-shaped. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Feststoff oder eine Flüssigkeit ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the first material is a solid or a liquid is. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Kunststoffschaum ausgewählt aus der Gruppe aus Polyurethan, expandiertem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first material is selected from a plastic foam the group of polyurethane, expanded polypropylene and ethylene-propylene-diene elastomer is. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Materialien aus der Gruppe aus Polyurethan, expandiertem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer ausgewählt sind, wobei die Dichte der zweiten Materialien höher ist als die Dichte des ersten Materials.Sensor according to claim 5, characterized in that the second materials from the group of polyurethane, expanded Polypropylene and ethylene-propylene-diene elastomer are selected, wherein the density of the second materials is higher than the density of the first material. Stoßstange (14) für ein Fahrzeug mit einem Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Bumper ( 14 ) for a vehicle with a sensor according to one of the preceding claims.
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