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Die Erfindung betrifft Verwendungen von netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern, die in ein Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff integriert sind.
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Aus der
GB 2 421 952 A ist ein Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff bekannt, das elektrisch leitfähige Fasern enthält. Die elektrisch leitfähigen Fasern können aus Kohlefasern oder aus metallischen Fasern bestehen. Im Falle einer Beschädigung des Bauteils ändert sich die Leitfähigkeit der Fasern, sodass diese als Sensoren zur Detektion einer Beschädigung des Bauteils dienen können. Das Bauteil kann zwei oder mehr laminierte Schichten mit derartigen elektrisch leitfähigen Fasern aufweisen, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern der Schichten sich netzartig kreuzen. Die elektrisch leitfähigen Fasern können auch bestromt werden, sodass sich das Bauteil zumindest im Bereich der elektrisch leitfähigen Fasern erwärmt.
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Aus der
DE 10 2004 042 423 A1 ist ein Bauteil aus einer zusammenhängenden Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten Verstärkungsfasern bekannt. Das Bauteil weist eine Flächenheizung auf, um Vereisungen einer äußeren Oberfläche des Bauteils zu verhindern. Die Flächenheizung umfasst mindestens ein flächenförmiges Widerstandsheizelement, das aus elektrisch leitfähigen Verstärkungsfasern der tragenden Struktur ausgebildet ist.
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Aus der
DE 195 30 984 A1 ist ein Heizelement aus elektrisch leitfähigem Faserkunststoff bekannt.
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Aus der
US 2 948 896 A ist ein Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff bekannt, in den elektrisch leitfähige Fasern integriert sind, die als Antenne dienen.
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Aus der
DE 10 2006 048 920 B3 und aus der
US 3 755 713 A ist ein Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff bekannt, in den elektrisch leitfähige Fasern integriert sind, die als Blitzableiter dienen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, neue Verwendungen für ein Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff zu schaffen, in das netzartig angeordnete, elektrisch leitfähige Fasern integriert sind.
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Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Verwendungen gelöst.
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Alle erfindungsgemäßen Verwendungen gehen von netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern aus, die bei der Herstellung in ein Bauteils aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff integriert werden. Ein derartiger Aufbau ist bereits in der
GB 2 421 952 A beschrieben, deren vollständiger Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich in diese Schrift mit aufgenommen wird. Die elektrisch leitfähigen Fasern können sein Metallfasern aus Kupfer, Aluminium oder Edelstahl, Carbonfasern, Kunststofffasern, die mit elektrisch leitfähigen Materialen gefüllt sind, oder Fasern, die mit einer leitfähigen Schicht beschichtet sind. Diese elektrisch leitfähigen Fasern sind an verschiedenen Stellen elektrisch kontaktierbar. Diese Kontaktstellen können als Steck-, Schraub- oder Klemmverbindungen lösbar oder als feste Verbindung durch Löten oder Kleben ausgebildet sein. Die elektrisch leitfähigen Fasern sind gegenüber der umgebenden Struktur elektrisch isoliert. Die Isolierung kann vorzugsweise auf folgende Weise ausgeführt werden: Die elektrisch leitfähigen Fasern sind mit einer Isolationsschicht umgeben, oder die elektrisch leitfähigen Fasern sind durch eine Isolationsschicht von den umgebenden Materialen getrennt. Diese Isolationsschicht kann aus einer Glasschicht oder einer dünnen Kunststoffschicht bestehen.
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Die Erfindung sieht vor, dass unterschiedliche elektrische Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Fasern genutzt werden. Dazu zählen der ohmsche Widerstand der Fasern, piezoresistive, elektromagnetische und kapazitive Eigenschaften. Die Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Fasern auf oder in dem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff angeordnet sind.
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Gemäß Patentanspruch 1 dienen die netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern zur Kontrolle der Fertigung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff, wie beispielsweise aus CFK. So können sie zur Kontrolle der Harzbenetzung bei einer Herstellung des Bauteils im Harzinjektionsverfahren dienen. Hierzu wird ein Halbzeug in Form eines Geleges oder Gewebes in eine Form eingelegt und eine chemisch härtbare Kunststoffmasse eingeleitet. Die Kunststoffmasse benetzt das Halbzeug und bildet nach dem chemischen Härtungsprozess ein festes Bauteil. Durch die Integration der netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern kann das Benetzungsverhalten kontrolliert werden, da die elektrischen Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Fasern durch den Tränkungsprozess beeinflusst werden. Wenn die elektrisch leitfähigen Fasern nicht oder nur schlecht benetzt werden, wird der ohmsche Widerstand beeinflusst. Nur bei vollständiger Tränkung wird ein entsprechend definierter Sollwert des Widerstands erreicht. Zudem können die elektrisch leitfähigen Fasern zur Überwachung der Anzahl und der Orientierung der Lagen des Faserverbundwerkstoffs dienen. Faserverbundwerkstoffe sind aus einzelnen Faserschichten aufgebaut, die je nach Beanspruchung im Bauteil abgelegt werden. Im Harzinjektionsprozess kann es zu einem Verrutschen der Einzellagen kommen. Ebenso kann es vorkommen, dass eine Einzellage im Halbzeug nicht vorhanden ist oder fehlerhaft abgelegt wurde. Die Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Fasern zur Kontrolle des Aufbaus verwendet werden. Hierzu sind die elektrisch leitfähigen Fasern so in der Faserverbundeinzelkomponente angeordnet, dass sich in jeder Schicht des Faserverbundes jeweils ein Teil der elektrisch leitfähigen Fasern befindet. Zudem sind die elektrisch leitfähigen Fasern in der jeweiligen Schicht in Faserorientierung der Faserverbundeinzelkomponente ausgerichtet. Nach der Herstellung des Bauteils kann über die elektrisch leitfähigen Fasern sowohl die Anzahl der Einzellagen, als auch die Faserorientierung der Einzellagen kontrolliert werden. Hierzu wird ein thermografisches Verfahren verwendet, indem an die elektrisch leitfähigen Fasern eine Spannungsquelle angeschlossen wird und sich so die Fasern erwärmen. Da die elektrisch leitfähigen Fasern über die einzelnen Lagen der Faserverbundstruktur im entsprechenden Legewinkel verteilt sind, kann mit Hilfe einer Wärmebildkamera kontrolliert werden, ob alle Lagen eingebaut wurden, und welche Orientierungen die Einzelschichten haben.
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Gemäß Patentanspruch 2 dienen die netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern beim Verkleben des Bauteils mit einem anderen Bauteil zur Kontrolle der Verbindungsqualität des Bauteils mit einem anderen, metallischen Bauteil zu einem Hybridbauteil. Die elektrisch leitfähigen Fasern sind gegenüber dem metallischen Bauteil elektrisch isoliert. Hierdurch entsteht zwischen den elektrisch leitfähigen Fasern und dem metallischen Bauteil ein kapazitives Element. Die Elektroden des kapazitiven Elements sind zum einen das metallische Bauteil und zum anderen die elektrisch leitfähigen Fasern. Die Eigenschaften des kapazitiven Elements können zur Kontrolle des Fügeprozesses genutzt werden. Die Klebstoffschicht zwischen den Elektroden bestimmt das kapazitive Verhalten des Aufbaus durch die Dielektrizität. An Stellen mit guter Anbindung besteht eine gute Ankopplung der Elektroden. Dies kann durch ein elektronisches Gerät zur Bestimmung der elektrischen Kapazitäten erfasst werden.
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Gemäß Patentanspruch 3 dienen die netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern zur Kontrolle thermisch induzierter Spannungen in einem Hybridbauteil. Das Hybridbauteil besteht aus dem Bauteil und einem anderen Bauteil, wobei die beiden Bauteile ein unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten aufweisen. Die beiden Bauteile werden durch ein geeignetes Fügeverfahren fest miteinander verbunden. Treten im Fügeprozess höhere Temperaturen auf, dehnen sich die beiden Bauteile unterschiedlich aus. Wird nach der Fixierung der beiden Bauteile das Hybridbauteil abgekühlt, treten im Hybridbauteil thermisch induzierte Spannungen auf, die durch die elektrisch leitfähigen Fasern kontrolliert werden können. Durch die thermischen Spannungen werden die elektrisch leitfähigen Fasern verformt und es tritt eine Widerstandsänderung ein. Die Änderung ist proportional zur Höhe der induzierten Spannungen.
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Gemäß Patentanspruch 4 dienen die netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern zur Kontrolle der Fertigungsqualität des Bauteils durch ein dynamisches Messverfahren. Hierzu wird die Piezoresistivität der elektrisch leitfähigen Fasern in Verbindung mit einer geeigneten elektrischen Komponente zur Dehnungsmessung genutzt. Durch die mechanische Verformung des Bauteils kommt es zu einer Querschnittsänderung der elektrisch leitfähigen Fasern und damit zu einer Veränderung des elektrischen Widerstands, die proportional zur Verformung ist. Zur Kontrolle der Fertigungsqualität wird das Bauteil definiert eingespannt und an einer festgelegten Stelle definiert ausgelenkt. Das Ausschwingverhalten wird über den piezoresistiven Effekt aufgezeichnet und mit einem Referenzwert verglichen. Analog dazu kann gemäß Patentanspruch 5 die Fertigungsqualität des Bauteils auch durch ein statisches Messverfahren kontrolliert werden. Hierzu wird das Bauteil fest eingespannt und mit einer festgelegten Kraft an einer definierten Stelle ausgelenkt. Die Auslenkung am Krafteinleitungspunkt lässt Rückschlüsse auf die Gesamtsteifigkeit des Bauteils zu. Über den piezoresistiven Effekt kann die Verformung im Bauteil gemessen werden.
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Gemäß Patentanspruch 6 dienen die elektrisch leitfähigen Fasern zur Überprüfung einer mechanischen Bearbeitung des Bauteils. Bei der mechanischen Bearbeitung von Faserverbundstrukturen kann es zu Delaminationen an den Bearbeitungsstellen kommen. Infolge schlechter Laminatqualität oder durch die Verwendung eines stumpfen Werkzeuges treten Risse und Delaminationen auf. Diese Risse und Delaminationen haben Rückwirkung auf die elektrischen Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Fasern. In einer bevorzugten Variante führt die Delamination zu einer Unterbrechung des elektrischen Kontaktes innerhalb einzelner der elektrisch leitfähigen Fasern. Der elektrische Widerstand steigt dadurch im Bereich der Bearbeitungsstelle gegen unendlich. Die fehlerhafte Bearbeitungsstelle kann so detektiert werden.
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Gemäß Patentanspruch 7 dienen die elektrisch leitfähigen Fasern zum Messen von Anzugsmomenten. An dem Bauteil wird eine Schraubverbindung zur Einleitung von hohen Kräften angebracht. Das ausgebrachte Anzugsmoment führt zu einer Verformung der elektrisch leitfähigen Fasern, wodurch sich der elektrische Widerstand ändert. Die Änderung ist proportional zur Höhe des aufgebrachten Drehmoments. Durch die Messung des Widerstandes kann das Anzugsmoment kontrolliert werden.
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Gemäß Patentanspruch 8 dienen die elektrisch leitfähigen Fasern zur Erfassung der Sitzposition der Passagiere in einem Kraftfahrzeug. Dazu ist das Bauteil im vorderen Dachbereich angeordnet. Die elektrisch leitfähigen Fasern werden an eine hochfrequente Spannungsquelle mit Auswerteeinheit angeschlossen, wodurch im Netz ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Bei Annäherung durch Fahrer oder Beifahrer wird das Feld beeinflusst. Dies kann durch die Auswerteelektronik erfasst und interpretiert werden. Durch die Anlage kann die Anzahl, Position und die Größe der Fahrgäste ermittelt werden und zur Steuerung und Auslösung der Sicherheitssysteme wie Rückhaltesystem genutzt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
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1 den Aufbau eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff, in das elektrisch leitfähige Fasern integriert sind, und
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2 eine perspektivische Ansicht eines Personenkraftwagens, dessen Dach ähnlich wie das Bauteil in 1 aufgebaut ist.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Hybridbauteils, das aus zwei Einzelkomponenten (1) und (2) besteht. Die erste Einzelkomponente besteht aus CFK (1) und ist mit einer zweiten Einzelkomponente (2) aus Stahl verbunden. Es wird eine Klebefügung verwendet, wozu ein Klebstoff (3) verwendet wird. Auf der CFK Einzelkomponente (1) sind elektrisch leitfähige Fasern (4) netzartig angeordnet und durch eine Isolationsschicht aus GFK (5) von den Lagen der CFK Einzelkomponente (1) elektrisch getrennt. Die CFK Einzelkomponente besteht aus zwei Einzellagen, die in 0° und 90° Ausrichtung angeordnet sind. In das Halbzeug jeder Lage sind teilweise weitere netzartig angeordnete, elektrisch leitfähige Fasern (4a) eingearbeitet und mit den anderen elektrisch leitfähigen Fasern (4), die ganzflächig die CFK Einzelkomponente (1) an der Oberfläche abdecken, elektrisch verbunden. Die integrierten netzartigen, elektrisch leitfähigen Fasern (4a) sind zur elektrischen Isolierung mit einer Isolationsschicht umgeben. Die CFK Einzelkomponente (1) besteht insgesamt aus drei Ebenen mit netzartig angeordneten elektrisch leitfähigen Fasern, die elektrisch miteinander verbunden sind. Zudem sind die Kontaktierungspunkte (6) zum Anschließen von elektrischen Komponenten an die Struktur zu erkennen.
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Die CFK Einzelkomponente (1) wird mit den GFK Isolationsschichten (5) und den elektrisch leitfähigen Fasern (4) in einem Fertigungsschritt mittels Harzinjektion gefertigt. Im Folgenden wird die Kontrolle der Fertigung dieses Aufbaus durch das Sensornetz beschrieben. Zudem werden die Referenzkennwerte bestimmt, um später die Daten für die Betriebsüberwachung der Struktur zu generieren. Zunächst wird eine Spannungsquelle an die CFK Struktur angeschlossen und die Wärmeentwicklung mit einer Thermobildkamera verfolgt. Auf dem Bild der Thermobildkamera sind bei richtiger Fertigung die drei Ebenen elektrisch leitfähiger Fasern in der richtigen Orientierung zu erkennen. Fehlt eine der Lagen oder ist sie durch den Harzinjektionsprozess verrutscht, ändert sich das Thermografiebild entsprechend.
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Um die Benetzungsqualität zwischen Harz und Halbzeug zu beurteilen, wird nun ein Widerstandsmessgerät angeschlossen und der elektrische Widerstand der Faserverbundstruktur bestimmt. Aus Referenzversuchen und aus der Menge der eingebrachten, netzartigen elektrisch leitfähigen Fasern ist ein Sollwert bekannt. Dieser Wert muss bei der Messung erreicht werden, zudem wird der genaue Widerstandswert notiert, da er als Referenzwert bei der Strukturüberwachung Verwendung findet.
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Im nächsten Fertigungsschritt wird die CFK Einzelkomponente (1) mit der Einzelkomponente (2) aus Stahl verklebt. Hierzu wird Klebstoff (3) auf die elektrisch leitfähigen Fasern (4) aufgebracht und das Stahlprofil (2) angedrückt. Nun wird eine Spannungsquelle an die elektrisch leitfähigen Fasern angeschlossen und diese erwärmt. Durch die Wärmeentwicklung direkt am Klebstoff (3) wird dieser sehr schnell warm und durch die chemische Vernetzungsreaktion hart. Nun wird ein kapazitives Messgerät an die Struktur angeschlossen und die Kapazität des Aufbaus vermessen. Eine Elektrode bilden die elektrisch leitfähigen Fasern (4), die andere Elektrode wird durch die metallische Einzelkomponente (2) gebildet. Aus Referenzversuchen und aus der Größe der Klebefläche ist bekannt, welcher Mindestwert bei einer guten Verklebung erreicht werden muss. Dieser Wert muss bei der Messung erreicht werden, zudem wird die Kapazität notiert, da er als Referenzwert bei der Strukturüberwachung Verwendung findet.
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Anschließend wird die richtige Montage des Hybridbauteils über die piezoresistiven Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Fasern (4) geprüft. Hierzu wird die Struktur fest eingespannt und mit einer definierten Kraft belastet. Mit Hilfe einer Wheatonschen Brückenschaltung und eines Messverstärkers wird die Widerstandsänderung durch die Verformung in den elektrisch leitfähigen Fasern (4) gemessen. Es wird das Ausschwingverhalten der Struktur kontrolliert. Wird eine geforderte Eigenfrequenz überschritten erfolgte eine fachgerechte Montage. Zudem wird kontrolliert, ob sich nach dem Ausschwingen wieder ein Nullsignal einstellt. Stellt sich eine bleibende Änderung des Nullpunkts ein, ist von einer fehlerhaften Struktur auszugehen. Im Folgenden wird nun beschrieben, wie die Struktur in der Betriebsphase genutzt wird. An die ausgewählte Hybridstruktur wird ein Rückhaltesystem in Form eines Sicherheitsgurtes eines Kraftfahrzeugs befestigt. Zur Auszeichnung der Kräfte im Fall eines Unfalls ist ein Datenlogger angeschlossen, der die beiden Ebenen elektrisch leitfähiger Fasern (4, 4a), die elektrisch gekoppelt sind, mit Strom versorgt. Die durch das Rückhaltesystem eingeleiteten Kräfte erzeugen eine Verformung der elektrisch leitfähigen Fasern (4, 4a) und über den piezoresitiven Effekt eine Signaländerung. Der Datenlogger registriert Daten ab einem gewissen Flankenanstieg. Dadurch kann der Spitzenwert der eingeleiteten Kraft ermittelt werden und Effekte durch Temperaturänderungen, die langsam ablaufen, gefiltert werden. Der Wert kann ausgelesen werden und zur Bewertung der Schadenshöhe herangezogen werden. Bei Überschreiten eines Spitzenwertes kann davon ausgegangen werden, dass die Struktur im Bereich der Krafteinleitung Schaden genommen hat und entsprechend repariert werden muss.
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Nach einer längeren Betriebsphase kann die Struktur mit Hilfe der integrierten netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern kontrolliert werden. Hierzu wird ein ohmsches Messgerät angeschlossen. Hat sich eine Veränderung gegenüber dem Referenzwert ergeben, ist von einer geschädigten Struktur auszugehen. Mit weiteren Verfahren wie Ultraschall, kann die Struktur und der Schaden näher untersucht und lokalisiert werden.
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Im Fahrzeug ist die Bauweise an drei Stellen umgesetzt, wie es in 2 dargestellt ist. Das Fahrzeugdach wird aus einem solchen Hybridbauteil gebildet, wobei zwei Ebenen elektrisch leitfähiger Fasern 6 und 8 verbaut sind. Ebenso bestehen die B-Säulen jeweils aus einem solchen Hybridbauteil, das ebenfalls zwei Ebenen elektrisch leitfähiger Fasern 7 und 9 aufweist. Diese elektrisch leitfähigen Fasern werden für unterschiedliche Funktionen genutzt und für die einzelnen Einsatzfälle unterschiedlich geschaltet. Hierzu ist Schalter (13) vorgesehen.
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In einer ersten Stellung des Schalters dienen die elektrisch leitfähigen Fasern zur Schadenskontrolle zum Enteisen und zum Aufheizen. Zum Enteisen und zum Aufheizen werden alle elektrisch leitfähigen Fasern zusammengeschaltet und an den zentralen Kontaktstellen eine Spannungsquelle angeschlossen. Dies kann in einer bevorzugten Variante eine Brennstoffzelle (12) sein. Die Struktur heizt sich auf und kann so zum Enteisen des Fahrzeugs und zur Thermierung des Innenraums genutzt werden. Zur Kontrolle der Struktur hinsichtlich Bauteilschädigungen kann sowohl ein thermografisches Verfahren als auch ein Vergleich mit Referenzmessungen zum Einsatz kommen. Beim thermografischen Verfahren sind eine oder mehrere Wärmebildkameras um die Struktur angeordnet. Sind an der Struktur Schäden in Form von Delaminationen, Abplatzen von Klebefügungen, Mikrorisse etc, vorhanden, wird die Ableitung der Wärme gegenüber der ungeschädigten Struktur verändert. Die Wärmeentwicklung an der Struktur kann durch die Kameras erfasst werden und die schadhaften Stellen detektiert werden. Beim Vergleich mit Referenzmessungen kann die Schaltung genutzt werden, um Schäden in der Struktur durch die Änderungen des elektrischen Widerstandes im Netz zu detektieren. Zunächst wird ein Messgerät zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes der elektrisch leitfähigen Fasern an den zentralen Kontakten angeschlossen. Ergeben sich Änderungen gegenüber dem Referenzwert muss von Schäden der Struktur ausgegangen werden.
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Beispielsweise sind die elektrisch leitfähigen Fasern in einer A-Säule (17) eingebaut. Bei einem Crash wird die stromführende Faser zerstört, wodurch die Netze im Dachbereich (6) und (8) von der Gesamtstruktur elektrisch abgekoppelt werden. Es kommt zu einer deutlichen Verschiebung des elektrischen Widerstands. Die Messung zeigt, dass die A-Säule (17) durch den Crash unzulässig stark verformt wurde und der Vorbaubereich zur Reparatur erneuert werden muss.
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In einer zweiten Stellung des Schalters (13) dienen die elektrisch leitfähigen Fasern im Dachbereich zur Erfassung der Position von Passagieren. Dazu sind die elektrisch leitfähigen Fasern im vorderen Dachbereich angeordnet. Diese werden an eine hochfrequente Spannungsquelle mit Auswerteeinheit (16) angeschlossen, wodurch in den netzartig angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Bei Annäherung durch Fahrer oder Beifahrer wird das Feld beeinflusst. Dies kann durch die Auswerteelektronik erfasst und interpretiert werden. Durch die Anlage kann die Anzahl, Position und die Größe der Fahrgäste ermittelt werden und zur Steuerung und Auslösung der Sicherheitssysteme wie Rückhaltesystem genutzt werden.
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In einer dritten Stellung des Schalters (13) dienen die elektrisch leitfähigen Fasern im Dachbereich als Antenne und als Blitzableiter. Hierzu werden auch die quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordneten, elektrisch leitfähigen Fasern mit Strom durchflossen. Es werden dann auch die Kontakte (7b) genutzt. Durch die elektrisch leitfähigen Fasern können elektromagnetische Strahlen über die Sende- und Empfangseinheit (14) empfangen und gesendet werden, so dass das Sensornetz (6) als GPS und für den Radioempfang genutzt werden können. Bei Blitzeinschlag kann der Strom aus dem Dachbereich in den Bodenbereich umgeleitet werden.
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In einer vierten Stellung des Schalters (13) dienen die elektrisch leitfähigen Fasern zur Messung der Fahrzeugbelastung. Die elektrisch leitfähigen Fasern (7) und (9) in den B-Säulen können im Fahrbetrieb zur Messung der Betriebskräfte genutzt werden. Hierzu sind die elektrisch leitfähigen Fasern mit einem Messverstärker und einem Datenlogger (10) elektrisch miteinander verbunden. Bei Fahrt über eine Bodenunebenheiten und bei Kurvenfahrt verwindet sich die Fahrzeugstruktur, wodurch die elektrisch leitfähigen Fasern gestaucht oder gedehnt werden. Aus der Differenz der Signale können die Beschleunigungen getrennt nach Quer- und Torsionsbeschleunigung über den Messverstärker (11) ermittelt werden. Das Signal kann über den Bordcomputer zur Optimierung der Fahrstabilität genutzt werden.
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Außerdem ist die Verformung abhängig von der Belastungshöhe und Art während des Betriebs. Zugkräfte erzeugen eine Dehnung, Druckkräfte eine Stauchung. Sind mehrere elektrisch leitfähige Fasern in der Struktur angeordnet, kommt es entsprechend der Lastverteilung in der Struktur in den einzelnen elektrisch leitfähigen Fasern zu unterschiedlichen Verformungen. Dadurch können Aussagen über den Betriebszustand getroffen werden. Die Informationen können als Regelsignal genutzt werden, um Steuer-, Antriebs- und Fahrwerkskomponenten auf die Fahrsituation abzustimmen.
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Die Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Fasern zur Aufzeichnung der Belastungen, die das Fahrzeug erfährt genutzt wird. Hierzu ist ein Datenlogger an die netzartige Struktur angeschlossen, der die Anzahl auftretender Spitzlasten registriert. Durch die geschickte Anordnung der netzartigen Sensorstruktur kann auch eine Lokalisierung erfolgen. In die B-Säulen ist die Befestigung für die Sicherheitsgurte eingebaut (18). Nach einem Crash kann durch dezentrale Kontaktierungspunkte kontrolliert werden, ob die Belastung zu einem Schaden in der Gurtaufhängung geführt hat. Hierzu sind Kontaktierungspunkte direkt an der Bohrung der Gurtaufhängung vorgesehen (18a). Zur Kontrolle werden diese Punkte, die sich hinter der Innenverkleidung des Fahrzeugs befinden freigelegt. Es wird ein Messgerät zur Ermittlung des ohmschen Widerstandes angeschlossen.
