DE102006053572B3

DE102006053572B3 - Kapazitiver Sensor, insbesondere für eine Einrichtung zum Einklemmschutz an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006053572B3
Application number: DE200610053572
Authority: DE
Inventors: Daniel Dr. Jenritza; Dieter Brozio; Wilfried Ostermann
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-11-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor (30) nach dem Prinzip eines Capaciflectors zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit mindestens einer Elektrode (31) und einer von der Elektrode (31) elektrisch isolierten elektrisch leitfähigen Reflektorschicht (32), wobei Elektrode (31) und Reflektorschicht (32) in einem streifenförmigen oder strangförmigen Trägermaterial (39) angeordnet sind. Bevorzugt hat der Sensor (30) auf der der Elektrode (31) gegenüberliegenden Seite der Reflektorschicht (32) eine weitere von der Reflektorschicht (32) elektrisch isolierte leitfähige Bezugspotentialschicht (33), die insbesondere mit einer Anschlussleitung zum Anschluss an Masse oder ein Bezugspotential ausgestattet ist. Weitere voneinander isolierte elektrische Leiter (34, 35, 36, 37, 38) können in dem Sensor (30) angeordnet sein. Der Sensor (30) hat eine Länge von mindestens 10 cm, eine Breite (B) von höchstens 3 cm und eine Dicke (D) von höchstens 0,5 cm. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Verwendung als Capaciflector einer Schaltung zum Schutz von Personen, Haustieren oder Gegenständen gegen Einklemmen in einer Öffnung, die durch ein von einem Antrieb bewegbares Bauteil verschließbar ist, insbesondere durch eine Schiebetür, eine Kofferraumklappe, ein Fenster oder ein Cabriolet-Verdeck, bevorzugt an einem Kraftfahrzeug.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere zum Einsatz bei einer Einldemmschutzeinrichtung für eine von einem Antrieb bewegbare Tür oder Klappe, insbesondere für eine Schiebetür an einem Fahrzeug, eine Kofferraumklappe, ein Fenster oder ein bewegliches Verdeck. Bei einer von einem Antrieb bewegbaren Tür oder Klappe bewegt sich beim Schließen eine etwa linienförmige Schließkante der Tür oder Klappe auf eine Anschlagkante zu. Ist der Antrieb einmal ausgelöst, so dauert die Bewegung an, bis die Tür oder Klappe geschlossen ist.
Da bei einem solchen Schließvorgang versehentlich Personen, Haustiere oder Gegenstände in den Bewegungsweg der Tür oder Klappe geraten können, sind verschiedene Schutzeinrichtungen bekannt, die Verletzungen und Schäden in solchen Situationen vermeiden sollen. Im einfachsten Fall sind dies mechanische Sensoren, die eine Berührung mit einem Hindernis feststellen und den Antrieb ab- oder umschalten.
Auch kapazitive Messsysteme sind bekannt, die Veränderungen eines elektrischen Feldes innerhalb des Bewegungsbereiches der Tür oder Klappe feststellen können. Die meisten dieser Systeme sind jedoch darauf beschränkt, sehr nahe an der Schließkante befindliche Hindernisse festzustellen, so dass bekannte Einklemmschutzvorrichtungen erst relativ spät und kurz vor einem Hindernis oder erst bei dessen Berührung reagieren können.
Aus der Robotertechnik sind auch bereits so genannte Capaciflectoren bekannt, wie sie erstmals in der US 5,166,679 A beschrieben wurden. Solche Sensoren können in einem relativ großen Außenbereich ein elektrisches Feld aufbauen, dessen Veränderungen gemessen werden können.
Anwendungen kapazitiver Sensoren, z. B. bei der Zugangskontrolle von Kraftfahrzeugen, sind beispielsweise in der EP 1 339 025 A1 oder der US 6,825,752 B2 beschrieben. Auch für Schiebetüren sind kapazitive Sensoren z. B. aus der US 6,972,575 B2 bekannt.
Ferner ist aus der DE 10 2004 023 285 B3 eine Vorrichtung zum Steuern und Überwachen eines bewegbaren Schliesselements bekannt. Der dort beschriebene Sensor weist eine Sensor- und eine Grundelektrode auf, die zusammen auf einer Seite einer Abschirmelektrode angeordnet sind. Mit dem gezeigten Sensor können Bereiche mit geringen räumlichen Ausdehnungen überwacht werden.
Weiter ist aus der DE 40 36 465 A1 ein Einklemmschutz bekannt. Dort wird der Fensterrahmen eines Fahrzeuges als Elektrode verwendet, die zusammen mit einer Haupt- und einer Zwischenelektrode dazu dienen eine Kapazitätsänderung beim Schließen einer Fahrzeugscheibe zu erfassen. Auch mit dieser Anordnung können nur Kapazitätsänderungen erfasst werden, die im Nahbereich der Anordnung auftreten.
Bei der bevorzugten Anwendung der vorliegenden Erfindung, nämlich bei einer Schiebetür eines Kraftfahrzeuges, ist die Situation gegeben, dass sowohl die Struktur des Kraftfahrzeuges, als auch die Tür üblicherweise im Wesentlichen aus Metall sind, so dass sich diese Bereiche auf Massepotential befinden. Würde man daher einfach versuchen, den Öffnungsbereich der Schiebetür mittels Kondensatorplatten auf beiden Seiten der Öffnung mit einem elektrischen Feld auszufüllen, so würden sich viel stärkere elektrische Felder zwischen den Kondensatorplatten und der Struktur des Kraftfahrzeuges ausbilden als in der Türöffnung selbst. Eine solche Überwachung der kompletten Türöffnung auf Hindernisse mittels kapazitiver Sensoren ist daher nicht ohne weiteres möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sensor zu schaffen, der nach dem Prinzip eines Capaciflectors betrieben werden kann, der einen einfachen und kostengünstigen Aufbau hat und der leicht an verschiedene Konturen und Einbausituationen angepasst werden kann. Er soll es ermöglichen, einen großen Teil einer Öffnung mittels einer kapazitiven Sensorik zu überwachen, um beim Bewegen eines Bauteils das Einklemmen von Hindernissen sicher vermeiden zu können. Gegebenenfalls soll sogar schon die Auslösung eines Schließvorganges bei Vorhandensein eines Hindernisses verhindert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Sensor nach dem Anspruch 1 sowie seine Verwendung nach Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Zum besseren Verständnis der Erfindung soll im Folgenden das Messprinzip, für welches die erfindungsgemäßen Sensoren hauptsächlich Anwendung finden, kurz erläutert werden: Ein Capaciflector ist, wie dies in der US 5,166,679 A beschrieben ist, eine Art Kondensator, bei dem eine Kondensatorplatte durch eine Reflektorplatte von einer in der Nähe befindlichen, typischerweise auf Massepotential liegenden Struktur getrennt ist. Natürlich sind Struktur, Reflektorplatte und Kondensatorplatte elektrisch voneinander isoliert. Diese Anordnung bewirkt, dass sich ein elektrisches Feld von der Kondensatorplatte um die Reflektorplatte herum zur Struktur ausbreitet, wodurch eine beachtliche Reichweite des elektrischen Feldes erreicht wird. Schon ein solcher Capaciflector kann ausreichen, z. B. eine Türöffnung vollständig zu überwachen. Deutlich günstiger wird die Situation noch, wenn Capaciflectoren auf beiden Seiten der zu überwachenden Öffnung angeordnet sind. Dann bildet sich bei entsprechender elektronischer Verschaltung ein fast homogenes elektrisches Feld zwischen den beiden Kondensatorplatten der Anordnung, welches eine genaue Überwachung der Türöffnung zulässt. Besonders günstig werden die Verhältnisse für genaue Messungen, wenn ein Sensor entlang der Außenkontor eines Bauteils geführt werden kann.
Typischerweise wird eine solche Anordnung mit einem Wechselstrom bestimmter Frequenz erregt und dadurch die Gesamtkapazität der Anordnung gemessen. Beim Schließen der Tür oder Klappe mit einer vorgegebenen Schließkurve kann die Gesamtkapazität der Anordnung aufgezeichnet und gespeichert werden. Man erhält so eine Referenzkurve für den Verlauf der Kapazität für das Schließen der Tür oder Klappe bei völlig freier Türöffnung. Auch bei ganz geöffneter Tür kann eine Sollkapazität aufgezeichnet werden, die dann als Referenzwert dient.
Befindet sich ein Hindernis innerhalb der Türöffnung, so beeinflusst dieses abhängig von seinem Material, seiner Größe und seinem Ort das elektrische Feld und damit die Kapazität des Messsystems. Dies erlaubt es, den Schließvorgang direkt zu verhindern, sofern die gemessene Kapazität vom Referenzwert um einen bestimmten vorgebbaren Mindestbetrag abweicht. Ist der Schließvorgang bereits ausgelöst, so kann jede Abweichung von der gespeicherten Referenzkurve festgestellt werden, wobei unterschiedliche Maßnahmen bei Auftreten von Abweichungen um einen bestimmten Mindestbetrag möglich sind. Zunächst kann die Bewegung des Schließvorganges verlangsamt werden. Auch eine sofortige Unterbrechung des Schließvorganges oder eine Unterbrechung für ein bestimmtes Zeitintervall können vorgesehen werden.
Ein erfindungsgemäßer Sensor zur Erzeugung eines elektrischen Feldes weist daher mindestens eine Elektrode und eine von der Elektrode elektrisch isolierte elektrisch leitfähige Reflektorschicht auf. Diese sind erfindungsgemäß in einem streifenförmigen oder strangförmigen Trägermaterial angeordnet. Auf diese Weise lassen sich Sensoren fast beliebiger Länge herstellen, beispielsweise durch Extrudieren oder durch Aufbau aus folienartigen Elementen. Durch geeignete Wahl der Materialien für elektrische und isolierende Elemente können sehr flache flexible Sensoren oder Sensoren, die gleichzeitig die Funktion eines Dichtwulstes übernehmen können, hergestellt werden.
Da nicht alle Einbaubedingungen gleich sind und möglicherweise auch elektrisch nicht leitende Bauteile, z. B. aus Verbundwerkstoffen, zur Anbringung der erfindungsgemäßen Sensoren dienen sollen, weist ein erfindungsgemäßer Sensor eine weitere von der Reflektorschicht elektrisch isolierte leitfähige Bezugspotentialschicht auf, die insbesondere mit einer Anschlussleitung zum Anschluss an Masse oder an ein Bezugspotential ausgestattet ist. Dies erlaubt es, bei jedem Sensor genau definierte Messbedingungen zu schaffen, wobei es nicht darauf ankommt, ob der Sensor auf einem elektrisch leitfähigen oder nicht leitfähigen Bauteil montiert wird und ob sich das Material in der Nähe des Sensors auf Massepotential befindet.
In einer weiteren Ausführungsform sind in dem Sensor ein oder mehrere weitere elektrische Leiter elektrisch isoliert angeordnet. Dies kann zur Stromversorgung eines eventuell ebenfalls in dem Sensor angeordneten elektrischen Schaltkreises oder zur Herstellung von Verbindungen zu einzelnen Sensorabschnitten dienen.
Erfindungsgemäße Sensoren haben bevorzugt eine Länge von mindestens 10 cm, wobei typische Anwendungen noch deutlich längere Sensoren, beispielsweise von einer Länge über 1 m erfordern. Die Breite der Sensoren beträgt höchstens 3 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 cm.
Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Sensor aus abwechselnd angeordneten elektrisch leitfähigen und elektrisch isolierenden Schichten aufgebaut, wobei die elektrisch leitfähigen Schichten sehr dünn sein können, da in dem Sensor bei typischen Anwendungen keine hohen Ströme auftreten. Ein Aufbau aus dünnen Kunststofffolien im Wechsel mit Kupferfolien oder auch ein Aufdampfen von elektrisch leitfähigem Material auf Kunststofffolien sind als Herstellungsverfahren geeignet, wobei der Abstand zwischen Elektrode und Reflektorschicht 0,5 mm oder größer sein sollte. Das elektrisch isolierende Trägermaterial sollte elastisch und biegsam sein, wodurch die Anbringung der Sensoren bei unterschiedlichen Einbauverhältnissen erleichtert wird.
Aufgrund der Größenverhältnisse ist es erfindungsgemäß außerdem möglich, in den Sensor auch eine integrierte elektrische Schaltung, insbesondere einen Mikrochip, einzubauen, so dass der Sensor seine gesamte Auswerteelektronik enthalten kann und nur wenige Anschlussleitungen benötigt.
Besonders vorteilhaft ist es, den Sensor als flexibles Band mit einer Dicke von weniger als 0,5 cm, vorzugsweise weniger als 0,2 cm aufzubauen, wobei die Flexibilität etwa senkrecht zu der Reflektorschicht zumindest ein Aufrollen des Bandes zu einer Rolle mit einem Radius kleiner 10 cm, vorzugsweise kleiner 5 cm ohne Beschädigung des Sensors erlaubt. Bei der Anbringung eines erfindungsgemäßen Sensors an einem Bauteil kann ein solches Sensorband problemlos entlang der Außenkontur des Bauteils verlegt werden. Je nach den gewünschten Biegeradien und Biegerichtungen muss der Aufbau des Sensors in unterschiedlicher Weise die Flexibilität unterstützen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die leitfähigen Schichten verschiebbar in dem Trägermaterial angeordnet, also beispielsweise nicht angeklebt sind. Hierdurch können Verschiebungen im Bereich von einigen Millimeter, die durch Verlegen des Bandes um Ecken herum auftreten können, ausgeglichen werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die elektrisch leitfähigen Schichten nicht vollkommen gradlinig zu gestalten, sondern sie so auszuführen, dass sie längendehnbar sind. Dies kann durch eine wellenförmige oder zickzackförmige Anordnung geschehen. Generell gilt, dass diese Probleme zumindest in Richtung senkrecht zur Reflektorschicht umso geringer sind, je dünner der gesamte Sensor ist. Da die Sensoren typischerweise fest verlegt werden, also nicht wiederholt in ihrer Form verändert werden, ist es oftmals ausreichend, wenn die elektrisch leitfähigen Schichten sich etwas dehnen lassen, ohne dabei zerstört zu werden. Dies trifft für viele elektrisch leitfähige Materialien, insbesondere Kupfer zu.
Schwieriger zu erreichen ist eine seitliche Flexibilität des Sensors, da bei bandförmigen Anordnungen seitliche Verbiegungen zu Falten auf der Innenseite oder Rissen auf der Außenseite führen können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher vorgesehen, den Sensor mit seitlichen Einschnürungen auszustatten, wodurch an diesen Stellen eine seitliche Flexibilität gewährleistet ist. Ein mit solchen seitlichen Einschnürungen ausgestattetes Sensorband lässt sich daher auch in Kurven verlegen, die in der Ebene des Bandes gekrümmt sind. Insgesamt kann ein Sensor so hergestellt werden, dass er an die Außenkontur eines beliebigen Bauteiles angepasst werden kann oder auch mit ganz spezifischen Abschnitten zur Anpassung an ein ganz bestimmtes Bauteil. Bei Serienproduktionen, insbesondere im Automobilbau, ist es vorteilhaft, Sensoren genau angepasst an den gewünschten Einbauort herzustellen.
Insbesondere kann ein erfindungsgemäßer Sensor Teil einer Dichtungsanordnung sein, also insbesondere in einem strangförmigen Trägermaterial angeordnet sein, welches bereits das gewünschte Profil und die gewünschten Eigenschaften einer Dichtung aufweist.
Für einige Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn die mechanische Integrität des Sensors auch optisch im eingebauten Zustand überprüfbar bleibt. Dies ist besonders dann gewährleistet, wenn das Trägermaterial im Wesentlichen transparent ist, wobei vorzugsweise die elektrisch leitfähigen Schichten und elektrischen Leiter aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen können. Bei einer solchen Ausgestaltung können gebrochene elektrische Leiter oder eingerissene Schichten bereits bei einer Sichtprüfung festgestellt werden.
Das Hauptanwendungsgebiet eines erfindungsgemäßen Sensors ist die Verwendung als Capaciflector einer Schaltung zum Schutz von Personen, Haustieren oder Gegenständen gegen Einklemmen in einer Öffnung, die durch ein von einem Antrieb bewegbares Bauteil verschließbar ist, insbesondere durch eine Schiebetür, eine Kofferraumklappe, ein Fenster oder ein Cabrioletverdeck, bevorzugt an einem Kraftfahrzeug. Die erfindungsgemäßen Sensoren ermöglichen eine weiträumige Überwachung von Öffnungen und können daher den Schutz gegen Einklemmen erheblich verbessern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf die diese jedoch nicht beschränkt ist, werden schematisch anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Sensors,
2 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zusätzlichem elektrischen Leiter, ebenfalls im schematischen Querschnitt,
4 den Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 eine schematische Ansicht von oben auf einen erfindungsgemäßen Sensor,
6 eine schematische Ansicht von oben auf einen Sensor mit Einschnürungen,
7 schematisch die Anordnung eines Sensors mit integrierter Schaltung und Anschlusseinrichtung,
8 schematisch einen eingebauten Sensor entlang der Außenkontur einer Heckklappe eines Kraftfahrzeuges und
9 schematisch eine andere Einbausituation eines erfindungsgemäßen Sensors an einem Kraftfahrzeug.
1 zeigt einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Sensors 10 in schematischer perspektivischer Darstellung. In einem elektrisch isolierenden Trägermaterial 19 sind elektrisch voneinander isoliert eine Elektrode 11 und eine Reflektorschicht 12 angeordnet. Dies ist die typische Anordnung für einen Capaciflector, bei dem die Elektrode 11 eine durch die Reflektorschicht 12 abgeschirmte Kondensatorplatte bildet. Das elektrisch isolierende Trägermaterial kann eine Kunststoffmasse sein, die zu einem beliebigen Profilquerschnitt geformt ist. Die Anordnung kann jedoch auch durch schichtweisen Aufbau isolierender und elektrisch leitfähiger Schichten hergestellt sein.
2 zeigt im schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 20, bei dem eine Elektrode 21, eine Reflektorschicht 22 und eine Bezugspotentialschicht 23 elektrisch voneinander isoliert vorhanden sind. Die Bezugspotentialschicht 23 befindet sich auf der der Elektrode 21 gegenüberliegenden Seite der Reflektorschicht 22. Ein elektrisch isolierendes Trägermaterial aus isolierenden Schichten oder einer isolierenden Masse umhüllt die elektrisch leitenden Bauteile und isoliert diese voneinander. Die Bezugspotentialschicht kann dazu dienen, genau definierte Bedingungen für Messungen mit dem Sensor herzustellen, indem diese Schicht mit Masse oder mit einem definierten Bezugspotential verbunden wird.
3 zeigt wiederum im Querschnitt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem in einem Sensor 30 neben einer Elektrode 31, einer Reflektorschicht 32 und einer Bezugspotentialschicht 33 mit ihren oben beschriebenen Funktionen weitere elektrische Leiter 34, 35, 36, 37, 38 vorhanden sind. Diese können grundsätzlich in beliebigen Bereichen des Sensors verlegt sein, jedoch muss darauf Rücksicht genommen werden, dass sie nach Möglichkeit die Messung nicht beeinflussen. Eine Anbringung in möglichst großer Entfernung von der Elektrode 31 ist daher sinnvoll. Je nach Herstellungsverfahren können solche elektrischen Leiter 34, 35, 36, 37, 38 in einer Ebene angeordnet sein, was eine Herstellung dieser Leiter in einem Arbeitsgang erleichtert.
4 zeigt wiederum schematisch und im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Sensor 40, wie er insbesondere durch schichtweises Aufeinanderlegen von isolierenden und elektrisch leitfähigen Folien entsteht. Wiederum sind eine Elektrode 41, eine Reflektorschicht 42, eine Bezugspotentialschicht 43 und ein elektrisch isolierendes Trägermaterial 49 vorhanden.
Bei den Figuren ist die Breite B und die Dicke D der Sensoren eingezeichnet, in 1 auch die Länge L angedeutet. Typische erfindungsgemäße Sensoren haben eine Länge L von mehr als 10 cm, insbesondere mehr als 100 cm. Die Breite B liegt zwischen 0,5 und 3 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 cm. Die Dicke des Sensors kann von etwa 0,1 cm bis über 1 cm reichen, je nachdem, welche Funktion der Sensor zusätzlich erfüllen soll. Wegen der gewünschten Biegsamkeit sind die elektrischen Leiter typischerweise sehr dünn und dicht aneinander angeordnet, so dass die eigentliche Sensoranordnung innerhalb des Trägermaterials eine Dicke von nur 0,1 bis 0,3 cm aufweist.
5 zeigt zur Veranschaulichung eine Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors. Die folgenden Ausführungen sind der Einfachheit halber alle zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 gemacht, können aber analog auch auf alle anderen Ausführungsbeispiele angewendet werden. Für die folgenden Ausführungen spielt es keine Rolle, ob in der Sensoranordnung zusätzlich eine Bezugspotentialschicht und/oder weitere elektrische Leiter vorhanden sind. In 5 sind in schematischer Ansicht von oben die Elektrode 11, die Reflektorschicht 12 und das elektrisch isolierende Trägermaterial 19 zu erkennen. Bei Verwendung eines im Wesentlichen transparenten Trägermaterials 19 würde sich in der Realität tatsächlich ein ähnliches Bild beim Betrachten des Sensors 10 ergeben.
6 zeigt schematisch, wie bei dem Sensor 10 zur Erhöhung der seitlichen Flexibilität Einschnürungen 13 vorgesehen werden können. Bei im Wesentlichen unbeeinflusster Elektrode 11 weisen die Reflektorschicht 12 und gegebenenfalls auch das elektrisch isolierende Trägermaterial 19 Einschnürungen 13 auf, an denen seitliche Biegungen des Sensors 10 leichter möglich sind.
7 zeigt in Ansicht von oben schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Ende des Sensors 10. Elektrode 11, Reflektorschicht 12 gehen in einen Endabschnitt 14 über, welcher einen integrierten Schaltkreis 15 enthält, in dem die Messelektronik untergebracht ist. Aus dem Endabschnitt 14 sind Anschlussleitungen 16 herausgeführt, die bevorzugt in einer Streckverbindung 17 enden.
Zur Veranschaulichung der Einbauverhältnisse zeigt 8 schematisch ein Bauteil 1, in diesem Fall eine Heckklappe eines Kraftfahrzeuges mit einem Fenster 2, wobei ein erfindungsgemäßer Sensor 10 endlang der Außenkontur 3 des Bauteils 1 geführt ist.
Ebenfalls schematisch ist in 9 eine Anbringung des erfindungsgemäßen Sensors 10 entlang der Außenkontur 3 des Bauteils 1 mit Fenster 2, insbesondere einer Schiebetür eines Kraftfahrzeuges, veranschaulicht.
Erfindungsgemäße Sensoren lassen sich vielseitig und kostengünstig zur Verbesserung der Sicherheit bei Kraftfahrzeugen einsetzen, indem zu Zwecken des Einklemmschutzes große freie Öffnungen kapazitiv auf das Vorhandensein von Hindernissen überwacht werden können.

1: Bauteil (Tür, Klappe, Verdeck)
2: Fenster
3: Außenkontur
10: Sensor
11: Elektrode
12: Reflektorschicht
13: Einschnürung
14: Endabschnitt
15: integrierter Schaltkreis
16: Anschlussleitungen
17: Steckverbindung
19: elektrisch isolierendes Trägermaterial
20: Sensor
21: Elektrode
22: Reflektorschicht
23: Bezugspotentialschicht
29: elektrisch isolierendes Trägermaterial
30: Sensor
31: Elektrode
32: Reflektorschicht
33: Bezugspotentialschicht
34: elektrischer Leiter
35: elektrischer Leiter
36: elektrischer Leiter
37: elektrischer Leiter
38: elektrischer Leiter
39: elektrisch isolierendes Trägermaterial
40: Sensor
41: Elektrode
42: Reflektorschicht
43: Bezugspotentialschicht
49: elektrisch isolierendes Trägermaterial, Folie
L: Länge
B: Breite
D: Dicke

Claims

Sensor (10; 20; 30; 40) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit mindestens einer Elektrode (11; 21; 31; 41) und einer von der Elektrode (11; 21; 31; 41) elektrisch isolierten elektrisch leitfähigen Reflektorschicht (12; 22; 32; 42), dadurch gekennzeichnet, dass Elektrode (11; 21; 31; 41) und Reflektorschicht (12; 22; 32; 42) in einem streifenförmigen oder strangförmigen Trägermaterial (19; 29; 39; 49) angeordnet sind, wobei auf der der Elektrode (21; 31; 41) gegenüberliegenden Seite der Reflektorschicht (22; 32; 42) eine weitere von der Reflektorschicht (22; 32; 42) elektrisch isolierte leitfähige Bezugspotentialschicht (23; 33; 43) vorhanden ist, die insbesondere mit einer Anschlussleitung (16) zum Anschluss an Masse oder ein Bezugspotential ausgestattet ist.
Sensor (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere elektrische Leiter (34, 35, 36, 37, 38) elektrisch isoliert in dem Sensor (30) angeordnet sind.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) eine Länge (L) von mindestens 10 cm und eine Breite (B) von höchstens 3 cm hat.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) elektrisch leitfähige Schichten (11; 21; 31; 41; 12; 22; 32; 42; 23; 33; 43; 34; 35; 36; 37; 38) getrennt durch elektrisch isolierende Schichten (19; 29; 39; 49) oder eine elektrisch isolierende Masse (19; 29; 39; 49), insbesondere durch eine elastische, biegsame elektrisch isolierende Masse, aufweist.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) eine integrierte elektrische Schaltung (15), insbesondere einen integrierten Mikrochip, aufweist.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) als flexibles Band mit einer Dicke (D) von weniger als 0,5 cm, vorzugsweise weniger als 0,2 cm, aufgebaut ist, wobei die Flexibilität etwa senkrecht zu der Reflektorschicht (12; 22; 32; 42) zumindest ein Aufrollen des Bandes zu einer Rolle mit einem Radius kleiner 10 cm, vorzugsweise kleiner 5 cm, ohne Beschädigung des Sensors (10; 20; 30; 40) erlaubt.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) eine seitliche Flexibilität aufweist, die Biegeradien von kleiner 10 cm, vorzugsweise kleiner 5 cm, quer zur Längsrichtung etwa in der Ebene der Reflektorschicht (12; 22; 32; 42) ohne Beschädigung des Sensors (10; 20; 30; 40) erlaubt.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Schichten (11; 21; 31; 41; 12; 22; 32; 42; 23; 33; 43; 34; 35; 36; 37; 38) verschiebbar in dem Trägermaterial (19; 29; 39; 49) angeordnet sind.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Schichten (11; 21; 31; 41; 12; 22; 32; 42; 23; 33; 43; 34; 35; 36; 37; 38) so verlaufen, dass sie längendehnbar sind.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Flexibilität durch seitliche Einschnürungen (13) des Sensors (10; 20; 30; 40), insbesondere zumindest in der Reflektorschicht (12; 22; 32; 42) und eventuellen weiteren elektrisch leitfähigen Schichten (23; 33; 43), erreicht wird.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) ausgebildet ist zur Anpassung an eine Außenkontur (3) eines Bauteils (1), insbesondere einer Tür, eines Türrahmens, eines Fensters, eines Fensterrahmens, einer Klappe eines beweglichen Verdecks oder dergleichen.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10; 20; 30; 40) Teil einer Dichtungsanordnung ist.
Sensor (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (19; 29; 39; 49) im Wesentlichen transparent ist, wobei vorzugsweise die elektrisch leitfähigen Schichten und elektrischen Leiter (11; 21; 31; 41; 12; 22; 32; 42; 23; 33; 43; 34; 35; 36; 37; 38) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
Verwendung eines Sensors (10; 20; 30; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Capaciflector einer Schaltung zum Schutz von Personen, Haustieren oder Gegenständen gegen Einklemmen in einer Öffnung, die durch ein von einem Antrieb bewegbares Bauteil (1) verschließbar ist, insbesondere durch eine Schiebetür, eine Kofferraumklappe, ein Fenster oder ein Cabriolet-Verdeck, bevorzugt an einem Kraftfahrzeug.