WO2014079666A1 - Kapazitive sensoreinheit - Google Patents

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WO2014079666A1
WO2014079666A1 PCT/EP2013/072643 EP2013072643W WO2014079666A1 WO 2014079666 A1 WO2014079666 A1 WO 2014079666A1 EP 2013072643 W EP2013072643 W EP 2013072643W WO 2014079666 A1 WO2014079666 A1 WO 2014079666A1
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WO
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wire
carrier element
sensor unit
sensor
winding
Prior art date
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PCT/EP2013/072643
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mirko Schindler
Mario Muzzetto
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Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/2036—Means to switch the anti-theft system on or off by using the door logic and door and engine unlock means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96078—Sensor being a wire or a strip, e.g. used in automobile door handles or bumpers

Definitions

  • the present invention is directed to a sensor unit for contactless actuation of an actuating element, in particular a flap of a motor vehicle or the like, according to the preamble of claim 1.
  • the sensor unit is equipped with at least one capacitive sensor element, wherein the sensor element has a wire which is arranged on a carrier element protected from external influences.
  • the present invention is also directed to a safety system for (in particular) non-contact opening and / or closing of a flap of a vehicle or the like according to the preamble of claim 14.
  • the invention also relates to a method for producing a sensor unit for contactless actuation of an actuating element, in particular a flap of a vehicle or the like, according to the preamble of claim 15.
  • the document DE 10 2010 049 400 A1 discloses such a sensor unit.
  • capacitive sensors are used as proximity sensors in the corresponding sensor unit, which expediently have a wide-area electrode.
  • Wide area configured electrodes have the advantage that the sensor field is optimally designed to detect an approach of an object, in particular in the form of a leg of a user by a capacitive change in the sensor can.
  • the capacitive sensors have a certain width in order to improve the measurement result.
  • a sensor unit is apparent, which serves to control the tailgate of a vehicle without contact. This document also explains how collision prevention can be achieved with an object located in the region of the flap.
  • the document DE 10 2010 060 364 A1 also discloses a sensor unit for actuating the tailgate in a vehicle, which has two separate capacitive proximity sensors in order to be able to detect the movement of a leg metrologically.
  • This sensor unit is in contact with the security system of the vehicle, so that the sensor unit can also initiate authentication of an ID transmitter by a user.
  • the sensors known from the prior art for such sensor units thus have a certain width and length in order to achieve an optimum measuring range.
  • generally flat, electrically conductive tapes or films are used as sensors.
  • these sensors since these are located in a critical area in a vehicle, in particular on the inside of the bumper, which is exposed to heavy dirt, stone chipping, water jets and the like, these sensors must be protected against the external influences. In practice, it has been shown that unfortunately not sufficiently protected sensors have been damaged by splashing water and falling rocks, which led to the fact that the sensors are disabled. It is an object of the present invention to provide a sensor unit and a sensor system, in particular for a safety system for a vehicle, which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the present invention to obtain a cost-effective and robust sensor unit, which is also resistant to external, mechanical environmental influences.
  • the sensor unit according to the invention for the contactless actuation of an actuating element, in particular a flap of a vehicle or the like, has at least one capacitive sensor element, wherein the sensor element has a wire which is arranged on a carrier element protected from external influences.
  • the wire is wound on the carrier element.
  • the carrier element can serve as a kind of housing for the wire.
  • the wire may be arranged with the support member in a further housing or a shell, so that this unit is securely protected from external influences.
  • winding is understood in the context of the invention not only the rotationally symmetrical winding of a wire, as in a coil, but also the back and forth or the zigzag winding or crosswise winding of the wire using the support element.
  • the sensor unit according to the invention can have at least two or more capacitive sensor elements, which are ideally connected to one another via a common plug. It is also conceivable that a separate plug is used for each sensor element. Usually, the individual sensor elements are arranged side by side or offset in height on the vehicle, thus a movement of a user, for. B. to recognize by an indicated kick or a passing.
  • the sensor unit according to the invention is electrically connected for this purpose with a control device via the existing connector. Ideally, the wire from the individual sensor elements runs directly into the plug, so that connection points or transition pieces can be dispensed with. This can also reduce manufacturing costs. Also falls thus another vulnerability in the sensor unit away. In the already mentioned control unit, several sensor units can also converge and be evaluated there by measurement.
  • control unit can then forward the determined measurement signals to the vehicle electronics or individual safety systems.
  • control unit preferably has a data bus interface, for. B. in the form of the CAN bus.
  • the sensor unit according to the invention can be integrated in the entire vehicle electronics in a simple manner.
  • the wire is arranged endlessly on the support element, so that both ends of the wire at one end of the support element, in particular protruding, are configured.
  • endless is understood to mean that the wire does not end simply on or in the carrier element, but that only one loop or center piece of the wire is completely arranged on the carrier element and the two ends of the wire are ideally connected to the mentioned plug.
  • a plug-in detection with the control unit is also easily possible since a resistance measurement for this purpose gives direct information. Even a permanent breakage monitoring of the capacitive sensor element with the continuous wire, which is arranged endlessly on the carrier element, is thus easily possible.
  • the wire it is also possible within the scope of the invention for the wire to be wound essentially in one plane on the carrier element. Unlike a transformer, which is wound around a core and thus undergoes a 3-dimensional expansion, care is taken in the present winding of the wire that this is as flat as possible and thus designed 2-dimensional.
  • the wire itself has a thickness, which is then available as a thickness for the winding.
  • the winding of the wire extends substantially over the width of the carrier element. This ensures that the measuring range of the wire is not increased in its thickness but on the width of the support element. Depending on the Aufwicklungsmuster the wire can not intersect once or once each winding step.
  • a winding is possible in which an overlapping of the wire is completely avoided during the winding.
  • the winding pattern in the leading (execution) of the wire on the support member next to the Aufwicklungsmuster in the return (return direction) of the wire on the support member is arranged back.
  • the wire over the length of the support element is guided back and forth, wherein a winding of the wire on the support element takes place in the forward and / or reverse direction.
  • a winding of the wire on the support element takes place in the forward and / or reverse direction.
  • the winding is arranged next to the winding in the direction of execution.
  • the windings overlap partially, whereby the winding then receives twice the wire thickness of total thickness.
  • the wire over the length of the support member is guided back and forth, with a winding of the wire on the support element only (meaning exclusively) in the direction of execution and the wire in the return direction in Essentially linear.
  • the returned wire is arranged linearly next to (in a plane to) the winding of the guided wire. As a result, an overlapping of the wire can be prevented again, so that the entire wire is arranged on the carrier element only in one plane and an overlap of the wire, which leads to a greater thickness of the winding, is avoided.
  • the wire used may be a single-core cable, which may in particular have a plurality of copper strands.
  • An ideal cross section of the wire is about 1 mm, but thinner and thicker cross sections are also conceivable. With the thinner wires, however, there is a risk that they break during winding and thus their mechanical strength is quite low.
  • the thicker wires entail a cost penalty as significantly more copper is consumed, but this does not substantially improve the sensor's measurement capability. Thus, essentially only the costs increase due to the increased copper consumption, but not the technical performance of the sensor element.
  • the wire is provided with a continuous insulation layer, in particular made of plastic or rubber. Conveniently, a wire is used according to the standard: FLRY or FLY.
  • the sensor elements used per sensor unit may preferably be configured identical or identical. As a result, the production costs can be further reduced, since the number of pieces per sensor element increase significantly. However, it is also conceivable that two or more sensor elements not identical in construction form a sensor unit. So z. For example, the length of the sensor element, which is essentially predetermined by the length of the carrier element, vary. The width of the respective sensor element of a sensor unit can be designed differently. Although this does not reduce the manufacturing costs, an improved operational capability of the corresponding sensor unit on the vehicle can be achieved. Moreover, it is conceivable within the scope of the invention for at least one capacitive sensor element of the sensor unit to have a shielding in certain areas.
  • the measuring range of the sensor element can be selectively influenced to z. B. disturbances that are otherwise detected by the sensor and actually lie outside the desired measurement range hide.
  • the shield may also be just a wire or a metal foil or a flat band, which has a different electrical potential than the electrical measuring wire of the capacitive sensor element, preferably, the shield is "grounded" or provided with the zero potential.
  • two separate shielding wires can also be provided on a capacitive sensor element, and it is also conceivable that an additional shielding element is used in the sensor unit according to the invention, which is arranged, for example, next to the two capacitive sensor elements or behind the two capacitive sensor elements.
  • the wire is arranged in a meandering manner on the carrier element.
  • the wire sections change its winding direction.
  • the wire is not wound continuously in a direction around the support member, but rather the wire extends in a zig-zag form on the support member.
  • a support member have a neck and a mushroom-like end.
  • the support member is not just a cam, which has a constant cross-section in its longitudinal axis, but by the mushroom-like end of the wire can also be securely held on the support member. Thus, it can be reliably avoided that the wire slips over the open end of the support part away.
  • the carrier element has at least one base plate or grid structure, from which in particular the support parts for fixing the wire protrude. Due to the arrangement of the individual support parts on the base plate, the Aufwicklungsmuster the wire can be specified. It is also conceivable that the support members project ridge-shaped on the support member to guide the wire not only punctiform but over a certain length along the support member.
  • a cover element is used, which can cover at least a portion of the wound wire.
  • the lid member completely cover the carrier element, so that the wire is securely disposed under the lid member and is protected from direct mechanical effects.
  • the entire support element within a housing or a shell, for. B. in the form of a tube, are arranged so as to be protected against external influences. If the carrier element has the above-mentioned base plate, it is also conceivable that the lid member, in particular cohesively or via a hinge or the like, is connected to the base plate. Thus, the corresponding support element itself forms a housing in which the wound wire is securely arranged.
  • the sensor unit can be provided in the sensor unit according to the invention that at least one sensor element with its carrier element and the wire as a whole is flexible, in particular in the longitudinal direction of the carrier element.
  • the sensor element can be flexibly adapted to the respective installation situation of the respective vehicle.
  • the sensor element can be guided over corners and edges on the vehicle, whereby z. B. also the measuring range of the sensor element can be bent by 90 °, if z. B. should take a measurement of the rear side area to the rear of the vehicle.
  • the carrier element itself can be constructed of a flexible base material.
  • the carrier element is designed as an injection molding of a stable plastic.
  • at least one parting line with at least one connecting web can be arranged over the length of the carrier element in order to ensure flexibility of the Carrier element in particular to achieve in the longitudinal direction.
  • several joints can be arranged over the length of a support element, whereby the flexibility is further improved. Through the use of the joints, it is possible to produce an injection molding of only one material, which on the one hand is stable enough to guide and hold the wound wire, and on the other hand is so flexible that the support member or the sensor element of a given shape , z. B. by the inner contour of a bumper of a vehicle, customize.
  • holding means are arranged on the carrier element, with which the sensor can be fastened to the vehicle.
  • the mentioned holding means can enable a material and / or force and / or positive fastening to the vehicle.
  • the holding means are provided directly on the base plate or the cover element or molded onto it.
  • flat plates can be used, whereby z. B. the sensor element can be adhesively bonded or welded to the vehicle.
  • peg-shaped or projection-like locking means may be provided as holding means, whereby the carrier element can be fixed by clipping on the vehicle.
  • a housing-shaped clip for attaching the support element to the vehicle serve, which forms a housing, in sections or in total, for the support element at the same time.
  • a length of the wire may be 1, 2 to 10 times, preferably 1, 8 to 8 times, particularly preferably 2.2 to 5 times as long as a length of the carrier element.
  • a length of the wire in the support element quickly exceed x times the length of the support element.
  • a prefabricated wire is used, this is a total cost less than specially designed sensor elements that are produced only in small quantities to use.
  • the present invention is also directed to a security system for in particular contactless opening and / or closing a flap of a vehicle or the like according to claim 14.
  • At least one sensor unit according to the invention ie according to claims 1 to 13
  • the individual sensor units according to the invention are connected to the safety system by the vehicle via one or more control units.
  • the control units can also be integrated in the security system.
  • the present invention is also directed to a method of manufacturing a sensor unit according to the preamble of claim 15.
  • the following production steps are used in particular successively: a) The carrier element 14 is manufactured as an injection molding element made of stable plastic. b) The finished wire is wound on the carrier element.
  • the sensor element according to the invention does not consist of an injected sensor which is injected during the injection molding process of the carrier element.
  • the production method according to the invention can be used to produce a sensor unit according to the invention.
  • features of the manufacturing method according to the invention also apply to the sensor unit according to the invention and vice versa.
  • Fig. 1 a is a plan view of a sensor unit according to the invention with two capacitive
  • FIG. 1 b enlarged detail detail 1 b from FIG. 1 a, 2 shows a cross section through a capacitive sensor element from FIGS. 1a and 1b,
  • Fig. 3 top view of the partial beginning of a capacitive sensor element from the
  • FIGS. 1 a and 1 b but with the lid elements unfolded, so that the winding of the wire is recognizable
  • FIG. 4 front view of a plug of the sensor unit according to the invention from the
  • FIGS. 1 a and 1 b with the electrical connections for the two sensor elements
  • Fig. 5 is another plan view of the partial beginning of another invention
  • FIG. 7 shows cross section VII-VII through the further sensor element from FIG. 5, FIG.
  • FIG. 8 is a plan view of the end of another sensor element according to the invention, wherein a grid-shaped carrier element is used,
  • FIG. 9 rear view of the part of the further sensor element according to the invention from
  • FIG. 10 shows a top view of the sensor element according to the invention from FIG. 8, but with the additional holding means being folded under the grid-like structure of the carrier element, FIG.
  • FIG. 1 cross section Xl-Xl by the further inventive sensor element of FIG. 10th
  • Fig. 10 and 13 is a side view of a vehicle with a safety system according to the invention and at least one sensor unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows a sensor unit 10 according to the invention is shown in a first embodiment in plan view.
  • the sensor unit 10 according to the invention is completely visible with its two sensor elements 1 1, 12.
  • the sensor unit 10 also has other identically constructed or different construction sensor elements 1 1, 12 has.
  • the embodiment of Figures 1 a, 1 b to 4 represents a preferred variant, since in this case the carrier element 14 used is more or less completely closed by individual cover elements 14.4.
  • a continuous wire 13 is arranged, which has its beginning and its end in the plug 17.
  • the corresponding wire 13 runs endlessly on a carrier element 14 of the sensor element 1 1 and 12 respectively.
  • FIG. 1 b shows a detail enlargement of the cutout 1 b from FIG. 1 a.
  • the first three cover elements 14.4 of each support element 14 of the two sensor elements 11, 12 can be seen well.
  • the individual sections of the carrier element 14 are separated by the respective cover elements 14.4 by joints 14.7, wherein the individual regions of the support element 14 are connected to one another via connecting webs 14.8.
  • These connecting webs 14.8 extend diagonally through the parting line 14.7 and are likewise visible in the plan view from FIGS. 1a and 1b, as well as in FIG.
  • FIG. 2 shows, by way of example, a cross section through the first or second sensor element 11, 12.
  • the carrier element 14 serves as a kind of housing for the coiled wire 13.
  • the wire 13 itself has an insulation 13.1, which around the individual souls or wires 13.2 is arranged.
  • the carrier element 14 has a base plate 14.1, on which individual support parts 14.6 are arranged, around which the wire 13 is wound (see FIG.
  • These support members 14.6 are materially connected to the base plate 14.1 and have a neck 14.6a, which merges into a mushroom-like or cap-like end 14.6b. With this end 14.6b, the wire 13 is held down at its deflection point, so that it is arranged more or less on a plane 14.2.
  • the present sensor unit 10 is arranged on the vehicle such that mechanical influences do not act from behind on the base plate 14.1 of the carrier element 14, but from the front onto the cover element 14.4.
  • the functionally essential wire 13, by which the measuring function of the sensor unit 10 is ensured, is arranged protected within the carrier element 14.
  • FIG. 3 shows a top view of the beginning of the carrier element 14, the first two cover elements 14.4 being unfolded so that a view into the interior of the carrier element 14 with the wound wire 13 is visible.
  • the wire 13 is threaded with its first end 13.3 in the support member 14 via a bend protection 14.14.
  • a shrink tube or further insulation tube can be pulled over the two ends 13.3 and 13.4 of the wire 13. Expediently, this additional tube also partially overlaps the bend protection 14.14, as a result of which the first cover element 14.4 is secured to the carrier element 14 in the closed position.
  • the wire 13 After the first end 13.3 of the wire 13 is threaded into the support member 14, it is guided around the first support member 14.6 and then passes to the second support member 14.6, which is arranged on the opposite side of the support member 14. The respective next support parts 14.6 are thus distributed over the width 14.1 1 of the support element 14. In between, the wire 13 changes after each support member 14.6, to which it is directed, its Aufwicklungscardi 16.1. Thus, the wire 13 is wound over the entire width 14.1 1 of the support member 14 to the end of the support member 14. Then, the wire 13 must be returned, which happens in the present case in that the wire parallel and linear to the individual support members 14.6 along becomes what is indicated by the arrow 16.3 for the return direction. The execution is shown by the arrow 16.2.
  • the second end 13. 4 of the wire runs parallel to the first end of the wire 13. 3 from the carrier element 14, the two ends 13. 3, 13. 4 being inserted directly into a plug 17 and electrically conducting there with the corresponding connecting contacts are connected.
  • FIG. 4 shows a front view of such a plug.
  • the two lower contacts 17.1 are used for the electrical contacting of the first sensor element 1 1.
  • the two upper contacts 17.2, however, are provided for the second sensor element 12.
  • the plug itself has a labyrinth seal so that a watertight connection between the plug 17 and a corresponding socket in the vehicle is possible.
  • the plug 17 is equipped with a safety catch, so that the plug 17 is positively locked to the socket and can not be freed by vibration.
  • a middle connection contact is still present (see No. 3), which is eg. B. can be used for a shield. This shield can be arranged within a sensor element 1 1, 12 or serve as an additional external shield for the two sensor elements 1 1 and 12.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a sensor element 1 1, 12 according to the invention for a sensor unit 10 according to the invention.
  • the beginning of the carrier element 14 is shown, in which the wire 13 with its two ends 13.3, 13.4 on or expires.
  • the wire 13 is thereby guided overlapping in the zig-zag course in execution 16.2 and returned in the return direction 16.3.
  • the winding 16 has approximately twice the width of the wire 13, since just an x-shaped overlap of the zigzag-shaped winding 16 of the wire 13 takes place ,
  • the support element 14 in the specific case does not have a fastened cover element 14.4.
  • a U-shaped clip or clamp on the base plate 14.1 of the support member 14 are arranged.
  • parting lines 14.7 that run transversely to the longitudinal direction 15.
  • FIG. 6 shows the rear view of the support element 14 from FIG. 5, wherein the parting lines 14. 7 can be seen which run alternately from the edge sides of the support element 14 into the base plate 14. However, so that the carrier element 14 is configured in one piece and in one piece, the connecting webs 14.8, which represent an extension of the joints 14.7, are provided.
  • U-shaped recesses 14.9 are provided below the support parts 14.6, through which the wire 13 is visible during its deflection about the support parts 14.6.
  • These recesses 14.9 are provided by manufacturing technology, so that the support member 14 can be made without a slider as an injection molded part in a model. This also makes it possible to minimize the production costs of the carrier element 14.
  • the cross section VII is shown by the support member 14 of Figure 5.
  • the two edge-side support parts 14.6 are also clearly recognizable, by which the wire 13 is deflected during its winding 16.
  • these two support parts 14.6 have a neck 14.6a, which is materially connected to the base plate 14.1.
  • the open end of the support member 14.6 also ends mushroom-like or cap-like in the end 14.6b.
  • the recesses 14.9 are recognizable.
  • a significant difference between the embodiment of Figures 1 a, 1 b to 4 and the present embodiment of Figures 5 to 7 is the fact that the wire 13 in its return direction 16.3 from the support member 14 is not linear, as in the first embodiment, but also wound up in a zig-zag course. As already mentioned, this winding could also run side by side, or seen in FIG. 5, above or below one another on the carrier element 14 or its base plate 14.1. Thus, the measuring range of the corresponding sensor element 1 1, 12 can be widened or doubled in a simple manner.
  • FIGS. 8, 9 and 10 show a further exemplary embodiment of the two sensor elements 1 1, 12 according to the invention.
  • a grid-shaped or lattice-like carrier element 14 is used, which basically works without a base plate 14.1.
  • this grid is designed double Y-shaped and has at its open ends the support members 14.6, around which the wire 13 is wound.
  • FIG. 8 shows a plan view of the sensor element 1 1, 12 according to the invention in the end region of the carrier element 14.
  • the wire 13 is wound over the support member 14 in the execution 16.2 guided and runs in the return direction 16.3 is substantially linear, below the winding 16 of the wire of the execution 16.2.
  • a corresponding groove may be provided in the grid-shaped carrier element 14 for the returned wire 16.3.
  • the execution 16.2 of the wire 13 is serpentine guided by the support members 14.6.
  • the carrier element 14 with the wound wire 13 is highly flexible, both over the width 14.1 1 and over the length 14.12.
  • 14 holding means 14.13 are arranged on the lattice-like structure 14.10 of the support member, which are designed plate-shaped. In the figure 8, this plate-shaped holding means 14.13 protrudes from the lattice-like structure 14.10 upwards.
  • FIG. 9 shows the rear view of the carrier element 14 from FIG. 8.
  • the holding means 14.13 is connected via a film hinge 14.3 with the remaining grid structure 14.10 of the support member 14. By means of this film hinge 14.3, the holding means 14.13 can be folded under the lattice structure 14.10. As a result, the holding means 14.13 is rotated by a total of 180 °.
  • the folded-over holding means 14.13 can be seen, which engages in a form-locking manner via latching means 14.5.
  • the plate-like configuration of the holding means 14.13 serves as an adhesive surface for the sensor element 1 1, 12.
  • the holding means 14.13 not only allow a material-locking attachment, but also a positive and / or non-positive attachment to the vehicle 100th
  • the sections XI and XII are represented by the sensor element 11, 12 of FIG.
  • support parts 14.6 are likewise arranged at the open ends of the y-shaped lattice structure 14.10, which have a stop 14.6a, to which a mushroom-type end 14.6b adjoins.
  • the wire 13 is guided in its return 16.3 below the winding 16 of the execution 16.2 of the wire. In the return direction 16.3, however, the wire is guided linearly under the winding 16 of the wire 13 in the execution 16.2.
  • the sensor element 1 1, 12 of Figures 8 to 12 can be arranged in an additional housing or a hose or a sleeve. Due to the lattice-shaped structure of the carrier element 14, however, a highly flexible sensor element has been achieved.
  • FIG. 13 shows a vehicle 100 with the safety system 1 10 according to the invention and the sensor unit 10 according to the invention and the exemplary sensor elements 1 1 and 12.
  • an actuator 102 is provided in the form of an electromechanical lock, which can be controlled by the sensor unit 10 without contact. If the correct control signal has been recognized by the two sensor elements 1 1 and 12 or has been determined by the corresponding control unit, the actuator 102 can be actuated.
  • the sensor unit 10 according to the invention can also be used to open the side doors or the engine compartment flap or the tank lid or the like.
  • the exemplary windings 16 around the support members 14.6 of the illustrated wire 13 are only possible variants, but they may be varied in a simple manner in which eg every second support member is only used.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit (10) zum berührungslosen Betätigen eines Stellelementes (102), insbesondere einer Klappe (101) eines Fahrzeuges (100) oder dergleichen, mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement (11, 12), wobei das Sensorelement (11, 12) einen Draht (13) aufweist,der an einem Trägerelement (14) geschützt vor äußeren Einwirkungen angeordnet ist. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dassder Draht (13) am Trägerelement (14) aufgewickelt ist. Ferner ist die Erfindung auch auf ein Sicherheitssystem (110) zum insbesondere berührungslosen Öffnen und/oder Schließen einer Klappe (101) eines Fahrzeuges (100) oder dergleichen,mit zumindest einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit (10) gerichtet.

Description

Kapazitive Sensoreinheit
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Sensoreinheit zum berührungslosen Betätigen eines Stellelementes, insbesondere einer Klappe eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gerichtet. Hierbei ist die Sensoreinheit mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement ausgestattet, wobei das Sensorelement einen Draht aufweist, der an einem Trägerelement geschützt vor äußeren Einwirkungen angeordnet ist. Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Sicherheitssystem zum (insbesondere) berührungslosen Öffnen und/oder Schließen einer Klappe eines Fahrzeuges oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14 gerichtet. Außerdem trifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit zum berührungslosen Betätigen eines Stellelementes, insbesondere einer Klappe eines Fahrzeuges oder dergleichen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 15. Aus dem Stand der Technik sind derartige Sensoreinheiten hinlänglich bekannt und dienen dazu, z. B. bei einem Fahrzeug die Heckklappe berührungslos öffnen zu können. In der Druckschrift DE 10 2010 049 400 A1 wird eine derartige Sensoreinheit offenbart. Zu diesem Zweck werden bei der entsprechenden Sensoreinheit kapazitive Sensoren als Näherungssensoren eingesetzt, die zweckmäßigerweise eine breitflächige Elektrode aufweisen. Breitflächig ausgestaltete Elektroden weisen dabei den Vorteil auf, dass das Sensorfeld optimal ausgestaltet ist, um eine Annäherung eines Objektes, insbesondere in Form eines Beines eines Benutzers durch eine kapazitive Änderung bei dem Sensor erkennen zu können. Somit hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die kapazitiven Sensoren über eine gewisse Breite verfügen, um das Messergebnis zu verbessern. Aus der Druckschrift DE 10 2010 038 705 A1 geht ebenfalls eine Sensoreinheit hervor, die dazu dient, die Heckklappe eines Fahrzeuges berührungslos anzusteuern. In dieser Schrift wird ebenfalls erläutert, wie eine Kollisionsverhinderung mit einem Objekt, welches im Bereich der Klappe liegt, zu erreichen ist.
Auch ist aus der Druckschrift DE 10 2010 060 364 A1 ist eine Sensoreinheit für die Betätigung der Heckklappe bei einem Fahrzeug bekannt, die über zwei getrennte kapazitive Näherungssensoren verfügt, um die Bewegung eines Beines messtechnisch erfassen zu können. Diese Sensoreinheit steht in Kontakt mit dem Sicherheitssystem des Fahrzeuges, sodass durch die Sensoreinheit auch eine Authentisierung eines ID-Gebers von einem Benutzer eingeleitet werden kann.
Die bisher aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren für derartige Sensoreinheiten verfügen somit über eine gewisse Breite und Länge, um einen optimalen Messbereich zu erreichen. Hierfür werden i. d. R. flache, elektrisch leitende Bänder oder Folien als Sensoren verwendet. Da diese jedoch in einem kritischen Bereich bei einem Fahrzeug, insbesondere an der Innenseite des Stoßfängers, der starken Verschmutzungen, Steinschlag, Wasserstrahlen und dergleichen ausgesetzt ist, angeordnet sind, müssen diese Sensoren geschützt vor den äußeren Einflüssen untergebracht werden. In der Praxis hat es sich hierbei gezeigt, dass leider nicht ausreichend geschützte Sensoren durch Spritzwasser und Steinschlag beschädigt worden sind, was dazu führte, dass die Sensoren funktionsunfähig werden. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sensoreinheit sowie ein Sensorsystem, insbesondere für ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, bereitzustellen, das die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine kostengünstige und robuste Sensoreinheit zu erhalten, die auch widerstandfähig gegenüber äußeren, mechanischen Umwelteinflüssen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch eine Sensoreinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 , insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil, gelöst. Auch wird die Aufgabe durch ein Sicherheitssystem, insbesondere ein (Passiv oder Activ) Keyless- Entry-System für Fahrzeuge, mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 14 gelöst. Ebenfalls wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 15, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil, vorgeschlagen. In den abhängigen Vorrichtungs- und Verfahrensansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zur erfindungsgemäßen Sensoreinheit und/oder zum erfindungsgemäßen Sicherheitssystem offenbart werden, gelten dabei auch für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren und umgekehrt. Außerdem kann durch das erfindungsgemäße Verfahren aus Anspruch 15 die erfindungsgemäße Sensoreinheit realisiert werden.
Die erfindungsgemäße Sensoreinheit zum berührungslosen Betätigen eines Stellelementes, insbesondere einer Klappe eines Fahrzeuges oder dergleichen, weist zumindest ein kapazitives Sensorelement auf, wobei das Sensorelement einen Draht aufweist, der an einem Trägerelement geschützt vor äußeren Einwirkungen angeordnet ist. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Draht am Trägerelement aufgewickelt ist. Durch die Aufwicklung wird erreicht, dass der Draht, der an sich schmal aufgrund seiner vorgegebenen Breite ist, eine größere Breite erlangt. Damit wird auch der Messbereich des kapazitiven Sensorelementes verbessert bzw. verbreitert. Somit kann mit einem einfachen Draht ein optimaler Messbereich für den kapazitiven Sensor erreicht werden, wodurch eine deutliche Kostensenkung bei der Herstellung der Sensoreinheit erreichbar ist. Außerdem ist es möglich, den Draht derart am Trägerelement anzuordnen, dass er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. So kann das Trägerelement quasi als Gehäuse für den Draht dienen. Auch kann der Draht mit dem Trägerelement in einem weiteren Gehäuse oder einer Hülle angeordnet sein, so dass diese Einheit sicher geschützt vor äußeren Einwirkungen ist. Unter dem Begriff: Aufwicklung wird im Sinne der Erfindung nicht nur das rotationssymmetrische Aufwickeln eines Drahtes, wie bei einer Spule, verstanden, sondern auch das Hin- und Herwickeln oder das Zick-zack-Wickeln oder das kreuzweise Wickeln des Drahtes mithilfe des Trägerelementes.
Die erfindungsgemäße Sensoreinheit kann zumindest zwei oder mehrere kapazitive Sensorelemente aufweisen, die idealerweise über einen gemeinsamen Stecker miteinander verbunden sind. Auch ist es denkbar, dass für jedes Sensorelement ein getrennter Stecker zum Einsatz kommt. Üblicherweise werden die einzelnen Sensorelemente nebeneinander oder höhenversetzt am Fahrzeug angeordnet, um somit einen Bewegungsablauf von einem Benutzer, z. B. durch einen angedeuteten Tritt oder ein Vorbeigehen erkennen zu können. Die erfindungsgemäße Sensoreinheit wird zu diesem Zweck mit einem Steuergerät elektrisch über die vorhandenen Stecker verbunden. Idealerweise läuft der Draht von den einzelnen Sensorelementen direkt in den Stecker, so dass auf Verbindungsstellen oder Übergangsstücke verzichtet werden kann. Hierdurch lassen sich ebenfalls Fertigungskosten reduzieren. Auch fällt somit eine weitere Schwachstelle bei der Sensoreinheit weg. In dem bereits erwähnten Steuergerät können auch mehrere Sensoreinheiten zusammenlaufen und dort messtechnisch ausgewertet werden. Dieses Steuergerät kann dann die ermittelten Messsignale an die Fahrzeugelektronik oder einzelne Sicherheitssysteme weiterleiten. Vorzugsweise weist hierzu das Steuergerät eine Datenbusschnittstelle auf, z. B. in Form des CAN-Busses. Hierdurch lässt sich die erfindungsgemäße Sensoreinheit in die gesamte Fahrzeugelektronik auf einfache Art und Weise integrieren.
Bei der erfindungsgemäßen Sensoreinheit ist es weiter denkbar, dass der Draht endlos am Trägerelement angeordnet ist, sodass beide Enden den Drahtes an einem Ende des Trägerelementes, insbesondere hervorstehend, ausgestaltet sind. Unter dem Begriff„endlos" wird dabei verstanden, dass der Draht nicht einfach am oder im Trägerelement endet, sondern dass nur eine Schlaufe oder ein Mittelstück des Drahtes vollständig am Trägerelement angeordnet ist und die beiden Enden des Drahtes idealerweise an dem erwähnten Stecker angeschlossen sind. Hierdurch ist es möglich, über eine einfache Widerstandsmessung, die Funktionsfähigkeit des Sensorelementes bzw. der erfindungsgemäßen Sensoreinheit zu überprüfen. Ferner ist auch eine Steckerkennung mit dem Steuergerät einfach möglich, da eine Widerstandsmessung hierzu direkt Aufschluss gibt. Auch eine permanente Bruchüberwachung des kapazitiven Sensorelementes mit dem durchgängigen Draht, der endlos am Trägerelement angeordnet ist, ist somit einfach möglich.
Ebenfalls ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass der Draht im Wesentlichen in einer Ebene am Trägerelement aufgewickelt ist. Anders als bei einem Transformator, der um einen Kern gewickelt wird und somit eine 3-dimensionale Ausdehnung erfährt, wird bei der vorliegenden Aufwicklung des Drahtes darauf geachtet, dass diese möglichst flach und somit 2-dimensional ausgestaltet ist. Natürlich weist der Draht selber eine Dicke auf, die dann auch als Dicke für die Aufwicklung vorhanden ist. Zusätzlich oder optional ist es auch denkbar, dass die Aufwicklung des Drahtes im Wesentlichen über die Breite des Trägerelementes verläuft. Somit wird erreicht, dass der Messbereich des Drahtes nicht auf seine Dicke sondern auf die Breite des Trägerelementes vergrößert wird. Je nach Aufwicklungsmuster kann sich der Draht kein Mal oder einmal je Wicklungsschritt überschneiden. Auch ist eine Aufwicklung möglich, bei der ein Überschneiden des Drahtes bei der Aufwicklung gänzlich vermieden wird. In diesem Fall wird das Aufwicklungsmuster bei der Hinführung (Hinrichtung) des Drahtes über das Trägerelement neben das Aufwicklungsmuster bei der Rückführung (Rückrichtung) des Drahtes über das Trägerelement zurück angeordnet.
Erfindungsgemäß ist es denkbar, dass der Draht über die Länge des Trägerelementes hin- und zurückgeführt wird, wobei eine Aufwicklung des Drahtes am Trägerelement in Hin- und/oder Rückrichtung erfolgt. Wie bereits gesagt, wird bei einer Aufwicklung des Drahtes auch in Rückrichtung idealerweise die Aufwicklung neben der Aufwicklung in Hinrichtung angeordnet. Somit ist es möglich, mit der Aufwicklung des Drahtes am Trägerelement in einer Ebene zu bleiben. Selbstverständlich können sich jedoch auch die Aufwicklungen bereichsweise überlappen, wodurch die Aufwicklung dann die doppelte Drahtdicke an insgesamter Dicke erhält. Durch die nebeneinander denkbare Aufwicklung des Drahtes in Hin- und Rückrichtung lässt sich somit der Messbereich des Sensorelementes auf einfache Art und Weise zusätzlich verbreitern.
Auch ist es denkbar bei der Erfindung, dass der Draht über die Länge des Trägerelementes hin- und zurückgeführt wird, wobei eine Aufwicklung des Drahtes am Trägerelement nur (gemeint ist ausschließlich) in Hinrichtung erfolgt und der Draht bei der Rückrichtung im Wesentlichen linear verläuft. Damit entfällt eine Aufwicklung des Drahtes in Rückrichtung. Um den Draht endlos am Trägerelement anzuordnen, muss dieser auf jeden Fall über die Länge des Trägerelementes zurückgeführt werden, wobei er unter- oder oberhalb des aufgewickelten Drahtes der Hinrichtung verlaufen kann. Auch ist es denkbar, dass der rückgeführte Draht linear neben (in einer Ebene dazu) der Aufwicklung des hingeführten Drahtes angeordnet ist. Hierdurch lässt sich wieder ein Überlappen des Drahtes verhindern, sodass der gesamte Draht am Trägerelement nur in einer Ebene angeordnet ist und eine Überschneidung des Drahtes, wodurch es zu einer größeren Dicke der Aufwicklung kommt, vermieden wird.
Bei dem verwendeten Draht kann es sich um eine einadrige Leitung handeln, die insbesondere mehrere Kupferlitzen aufweisen kann. Ein idealer Querschnitt des Drahtes beträgt ca. 1 mm, jedoch sind auch dünnere und dickere Querschnitte denkbar. Bei den dünneren Drähten besteht jedoch das Risiko, dass diese beim Aufwickeln reißen und ihre mechanische Belastbarkeit somit recht gering ist. Die dickeren Drähte ziehen einen Kostennachteil nach sich, da deutlich mehr Kupfer verbraucht wird, wodurch jedoch nicht die Messfähigkeit des Sensors im Wesentlichen verbessert wird. Somit steigen im Wesentlichen nur die Kosten durch den erhöhten Kupferverbrauch, nicht jedoch die technischen Leistungen des Sensorelementes. Idealerweise ist der Draht mit einer durchgehenden Isolationsschicht, insbesondere aus Kunststoff oder Gummi versehen. Zweckmäßigerweise wird ein Draht nach dem Standard: FLRY oder FLY verwendet.
Die verwendeten Sensorelemente je Sensoreinheit können vorzugsweise baugleich bzw. identisch ausgestaltet sein. Hierdurch lassen sich die Fertigungskosten weiter reduzieren, da die Stückzahl je Sensorelement deutlich steigen. Allerdings ist es auch denkbar, dass zwei oder mehrere nicht baugleiche Sensorelemente eine Sensoreinheit bilden. So kann z. B. die Länge des Sensorelementes, die im Wesentlichen auch durch die Länge des Trägerelementes vorgegeben ist, variieren. Auch die Breite des jeweiligen Sensorelementes von einer Sensoreinheit kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Hierdurch lassen sich zwar nicht die Fertigungskosten reduzieren, jedoch ist eine verbesserte Einsatzfähigkeit der entsprechenden Sensoreinheit am Fahrzeug erreichbar. Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass zumindest ein kapazitives Sensorelement der Sensoreinheit über eine bereichsweise Abschirmung verfügt. Hierdurch kann der Messbereich des Sensorelementes gezielt beeinflusst werden, um z. B. Störungen, die sonst vom Sensor miterfasst werden und eigentlich außerhalb des gewünschten Messbereiches liegen, auszublenden. Bei der Abschirmung kann es sich ebenfalls nur um einen Draht handeln oder um eine Metallfolie oder ein flaches Band, welches über ein anderes elektrisches Potential verfügt als der elektrische Messdraht des kapazitiven Sensorelementes, vorzugsweise ist die Abschirmung„geerdet" bzw. mit dem Nullpotential versehen. Selbstverständlich können auch zwei getrennte Abschirmungsdrähte an einem kapazitiven Sensorelement vorgesehen sein, auch ist es denkbar, dass ein zusätzliches Abschirmelement bei der erfindungsgemäßen Sensoreinheit zum Einsatz kommt, welches z. B. neben den beiden kapazitiven Sensorelementen oder hinter den beiden kapazitiven Sensorelementen angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Sensoreinheit ist es ferner denkbar, dass der Draht mäanderartig am Trägerelement angeordnet ist. Hierbei kann insbesondere der Draht abschnittsweise seine Aufwickel richtung ändern. Somit wird der Draht nicht kontinuierlich in einer Richtung um das Trägerelement gewickelt, sondern vielmehr verläuft der Draht in einer Zick-Zack-Form am Trägerelement.
Um die Fertigung des kapazitiven Sensorelementes zu erleichtern, kann es vorgesehen sein, dass am Trägerelement Stützteile vorgesehen sind, die zur Führung des Drahtes dienen. Dabei wird quasi der Draht um die Stützteile des Trägerelementes umgelenkt, wodurch die Aufwickelrichtung entsprechend verändert wird. Durch die Führung des Drahtes an den Stützteilen entlang, findet die Aufwicklung des Drahtes statt. Hierbei kann ein Stützteil über einen Hals und ein pilzkopfartiges Ende verfügen. Damit ist das Stützteil nicht nur einfach ein Nocken, der über einen gleichbleibenden Querschnitt in seiner Längsachse verfügt, sondern durch das pilzkopfartige Ende kann der Draht auch sicher am Trägerelement festgehalten werden. Somit kann zuverlässig vermieden werden, dass der Draht über das offene Ende des Stützteiles hinweg rutscht. Somit wird auch auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass sich der Draht beim Aufwickeln in einer Ebene anordnet. Ebenfalls ist es erfindungsgemäß denkbar, dass das Trägerelement zumindest eine Grundplatte oder Gitterstruktur aufweist, aus der insbesondere die Stützteile zur Fixierung des Drahtes herausragen. Durch die Anordnung der einzelnen Stützteile an der Grundplatte, kann das Aufwicklungsmuster des Drahtes vorgegeben werden. Auch ist es denkbar, dass die Stützteile stegförmig am Trägerelement hervorstehen, um den Draht nicht nur punktuell sondern über eine gewisse Länge am Stützteil entlang zu führen.
Ferner ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass zusätzlich oder optional zur Grundplatte oder Gitterstruktur des Trägerelementes ein Deckelelement zum Einsatz kommt, welches zumindest einen Bereich des aufgewickelten Drahtes abdecken kann. Auch kann das Deckelelement das Trägerelement vollständig abdecken, sodass der Draht unter dem Deckelelement sicher angeordnet ist und vor direkten mechanischen Einwirkungen geschützt ist. Auch kann das gesamte Trägerelement innerhalb eines Gehäuses oder einer Hülle, z. B. in Form eines Schlauches, angeordnet werden, um somit gegen äußere Einflüsse geschützt zu sein. Sofern das Trägerelement über die bereits erwähnte Grundplatte verfügt, ist es ebenfalls denkbar, dass auch das Deckelelement, insbesondere stoffschlüssig oder über ein Scharnier oder dergleichen, mit der Grundplatte verbunden ist. Somit bildet das entsprechende Trägerelement selbst ein Gehäuse, in dem der aufgewickelte Draht sicher angeordnet ist.
Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Sensoreinheit vorgesehen sein, dass zumindest ein Sensorelement mit seinem Trägerelement und dem Draht insgesamt flexibel, insbesondere in Längsrichtung des Trägerelementes, ausgestaltet ist. Somit lässt sich das Sensorelement flexibel an die jeweilige Einbausituation des jeweiligen Fahrzeuges anpassen. Auch kann damit das Sensorelement über Ecken und Kanten am Fahrzeug geführt werden, wodurch z. B. auch der Messbereich des Sensorelementes um 90° gebogen werden kann, falls z. B. eine Messung von dem hinteren Seitenbereich zum Heckbereich des Fahrzeuges stattfinden soll. Um die notwendige Flexibilität zu erreichen, kann das Trägerelement selber aus einem flexiblen Grundstoff aufgebaut sein.
Auch ist es denkbar, dass das Trägerelement als Spritzgusselement aus einem stabilen Kunststoff ausgebildet ist. Hierbei kann über die Länge des Trägerelementes zumindest eine Trennfuge mit zumindest einem Verbindungssteg angeordnet sein, um eine Flexibilität des Trägerelementes insbesondere in Längsrichtung zu erreichen. Selbstverständlich können auch mehrere Trennfugen über die Länge eines Trägerelementes angeordnet sein, wodurch die Flexibilität weiter verbessert wird. Durch den Einsatz der Trennfugen ist es möglich, ein Spritzgusselement aus nur einem Material herzustellen, was einerseits stabil genug ist, um den aufgewickelten Draht zu führen und zu halten, und andererseits so flexibel ist, dass sich das Trägerelement bzw. das Sensorelement einer vorgegebenen Form, z. B. durch die Innenkontur bei einem Stoßfänger eines Fahrzeuges, anpassen lässt.
Um die einzelnen Sensorelemente in der Sensoreinheit besonders einfach und sicher an dem Fahrzeug anzuordnen, kann es vorgesehen sein, dass am Trägerelement Haltemittel angeordnet sind, womit der Sensor am Fahrzeug befestigbar ist. Hierbei können die erwähnten Haltemittel eine stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssige Befestigung am Fahrzeug ermöglichen. Idealerweise sind die Haltemittel direkt an der Grundplatte oder dem Deckelelement vorgesehen bzw. daran angespritzt. Als Haltemittel können ebene Platten zum Einsatz kommen, womit z. B. das Sensorelement an dem Fahrzeug anklebbar oder verschweißbar ist. Auch können zapfenförmige oder vorsprungartige Rastmittel als Haltemittel vorgesehen sein, womit sich das Trägerelement durch Anklipsen an dem Fahrzeug befestigen lässt. Je nach Ausgestaltung des Haltemittels kann eine irreversible oder reversible Befestigung des Sensorelementes am Fahrzeug stattfinden. Auch ist es denkbar, dass das Trägerelement über externe Befestigungsmittel, wie z. B. Spangen oder Klemmen oder Schrauben und Nieten, am Fahrzeug befestigbar ist. So kann z. B. eine gehäuseförmige Spange zur Befestigung des Trägerelementes am Fahrzeug dienen, die gleichzeitig ein Gehäuse, abschnittsweise oder gesamt, für das Trägerelement bildet.
Um den Messbereich eines Sensorelementes entsprechend breit auszugestalten, kann es vorgesehen sein, dass eine Länge des Drahtes 1 ,2 bis 10 mal bevorzugt 1 ,8 bis 8 mal, besonders bevorzugt 2,2 bis 5 mal so lang ist wie eine Länge des Trägerelementes. Je nachdem wie dicht der Draht aufgewickelt wird, kann so die Länge des Drahtes im Trägerelement schnell das x-fache der Länge des Trägerelementes überschreiten. Da jedoch aus Kostengründen ein vorgefertigter Draht zum Einsatz kommt, ist dieses insgesamt kostengünstiger als speziell ausgestaltete Sensorelemente, die nur in geringen Stückzahlen hergestellt werden, zu verwenden. Ferner ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Sicherheitssystem zum insbesondere berührungslosen Öffnen und/oder Schließen einer Klappe eines Fahrzeuges oder dergleichen nach Anspruch 14 gerichtet. Hierbei kommt zumindest eine erfindungsgemäße Sensoreinheit (d. h. nach den Ansprüchen 1 bis 13) zum Einsatz. Wie bereits erwähnt worden ist, werden die einzelnen erfindungsgemäßen Sensoreinheiten über ein oder mehrere Steuergeräte mit dem Sicherheitssystem vom Fahrzeug verbunden. Dabei können die Steuergeräte auch in dem Sicherheitssystem integriert sein.
Ebenfalls ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit nach dem Oberbegriff von Anspruch 15 gerichtet. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass folgende Herstellungsschritte insbesondere nacheinander Anwendung finden: a) Das Trägerelement 14 wird als Spritzgusselement aus stabilem Kunststoff gefertigt. b) Der fertiggestellte Draht wird am Trägerelement aufgewickelt.
Somit wird klar, dass das erfindungsgemäße Sensorelement nicht aus einem eingespritzten Sensor besteht, der bei dem Spritzgussprozess des Trägerelementes eingespritzt wird. Wie bereits erwähnt kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit dienen. Somit gelten Merkmale von erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren auch für die erfindungsgemäße Sensoreinheit und umgekehrt.
Erfindungsgemäß können die Merkmale der Beschreibung und der Ansprüche und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl einzeln für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sensoreinheit mit zwei kapazitiven
Sensorelementen,
Fig. 1 b vergrößerter Detailausschnitt 1 b aus Figur 1 a, Fig. 2 Querschnitt durch ein kapazitives Sensorelement aus den Figuren 1 a und 1 b,
Fig. 3 Draufsicht auf den teilweisen Anfang eines kapazitiven Sensorelementes aus den
Figuren 1 a und 1 b, jedoch mit aufgeklappten Deckelelementen, sodass die Aufwicklung des Drahtes erkennbar ist,
Fig. 4 Frontansicht auf einen Stecker der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus den
Figuren 1 a und 1 b mit den elektrischen Anschlüssen für die beiden Sensorelemente,
Fig. 5 weitere Draufsicht auf den teilweisen Anfang eines weiteren erfindungsgemäßen
Sensorelementes,
Fig. 6 Rückansicht auf den dargestellten Teil des weiteren erfindungsgemäßen
Sensorelementes aus Fig. 5,
Fig. 7 Querschnitt Vll-Vll durch das weitere Sensorelement aus Fig. 5,
Fig. 8 Draufsicht auf das Ende eines weiteren erfindungsgemäßen Sensorelementes, wobei ein gitterförmiges Trägerelement zum Einsatz kommt,
Fig. 9 Rückansicht auf den Teil des weiteren erfindungsgemäßen Sensorelementes aus
Fig. 8 mit einem zusätzlich angeordneten Haltemittel,
Fig. 10 Draufsicht auf das erfindungsgemäße Sensorelement aus Fig. 8, wobei jedoch das zusätzliche Haltemittel unter die gitterartige Struktur des Trägerelementes geklappt ist,
Fig. 1 1 Querschnitt Xl-Xl durch das weitere erfindungsgemäße Sensorelement aus Fig. 10
Fig. 12 Querschnitt Xll-Xll durch das weitere erfindungsgemäße Sensorelement aus
Fig. 10 und Fig. 13 Seitenansicht auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem und zumindest einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
In den Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch für die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele die identischen Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Sensoreinheit 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel in Draufsicht dargestellt. Hierbei ist die erfindungsgemäße Sensoreinheit 10 komplett mit ihren beiden Sensorelementen 1 1 , 12 erkennbar. Wie bereits erwähnt worden ist, ist es auch denkbar, dass die Sensoreinheit 10 auch über weitere baugleiche oder bauverschiedene Sensorelemente 1 1 , 12 verfügt. Das Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 a, 1 b bis 4 stellt eine bevorzugte Variante dar, da hierbei das verwendete Trägerelement 14 mehr oder weniger komplett durch einzelne Deckelelemente 14.4 verschlossen ist. In jedem Sensorelement 1 1 , 12 ist ein durchgehender Draht 13 angeordnet, der seinen Anfang und sein Ende im Stecker 17 hat. Somit verläuft der entsprechende Draht 13 endlos auf einem Trägerelement 14 von dem Sensorelement 1 1 bzw. 12.
In der Figur 1 b ist eine Detailvergrößerung des Ausschnittes 1 b aus Figur 1 a dargestellt. Hierbei sind gut die ersten drei Deckelelemente 14.4 von jedem Trägerelement 14 der beiden Sensorelemente 1 1 , 12 zu erkennen. Wie in der Vergrößerung auch zu erkennen ist, sind die einzelnen Abschnitte des Trägerelementes 14 mit den jeweiligen Deckelelementen 14.4 durch Trennfugen 14.7 getrennt, wobei die einzelnen Bereiche des Trägerelementes 14 über Verbindungsstege 14.8 miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Diese Verbindungsstege 14.8 verlaufen diagonal durch die Trennfuge 14.7 und sind ebenfalls in der Draufsicht aus den Figuren 1 a und 1 b erkennbar, sowie in Figur 3.
In der Figur 1 b sind die einzelnen Deckelelemente 14.4 auf dem Trägerelement 14 geschlossen, sodass der darunter liegende Draht 13 geschützt untergebracht ist.
In der Figur 2 ist beispielhaft ein Querschnitt durch das erste oder zweite Sensorelement 1 1 , 12 gezeigt. Hierbei wird deutlich, dass das Trägerelement 14 quasi als Gehäuse für den aufgewickelten Draht 13 dient. Der Draht 13 selbst weist eine Isolation 13.1 auf, der um die einzelnen Seelen oder Adern 13.2 angeordnet ist. Wie gut zu erkennen ist, weist das Trägerelement 14 eine Grundplatte 14.1 auf, an dem einzelne Stützteile 14.6 angeordnet sind, um die der Draht 13 gewickelt wird (s. Figur 3). Diese Stützteile 14.6 sind stoffschlüssig mit der Grundplatte 14.1 verbunden und weisen einen Hals 14.6a auf, der in ein pilzkopfartiges bzw. kappenartiges Ende 14.6b übergeht. Mit diesem Ende 14.6b wird der Draht 13 an seiner Umlenkstelle niedergehalten, sodass er mehr oder weniger auf einer Ebene 14.2 angeordnet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 a, 1 b bis 4 ist die gesamte Aufwicklung 16 des Drahtes 13 für die Sensorelemente 1 1 , 12 in einer Ebene 14.2 angeordnet, was aus den Figuren 2 und 3 deutlich hervorgeht. Somit wird eine Überschneidung oder Überlappung des Drahtes 13 durch die Aufwicklung 16 komplett vermieden, sodass die Aufwicklung 16 genau die Dicke des Drahtes 13 innehat. Wie weiter aus der Figur 2 zu erkennen ist, ist das Deckelelement 14.4 über ein Scharnier 14.3 mit dem übrigen Trägerelement 14 verbunden. Dieses Scharnier ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Filmscharnier ausgestaltet. Damit das Deckelelement 14.4 das Trägerelement 14 verschließt, sind zusätzlich Rastmittel 14.5 vorgesehen, sodass das Deckelelement 14.4 formschlüssig in der Schließposition am Trägerelement 14 durch die Rastmittel 14.5 gehalten ist.
Idealerweise wird die vorliegende Sensoreinheit 10 derart am Fahrzeug angeordnet, dass mechanische Einflüsse nicht von hinten auf die Grundplatte 14.1 des Trägerelementes 14 wirken, sondern von vorne auf das Deckelelement 14.4. Somit ist der funktionswesentliche Draht 13, durch den die Messfunktion der Sensoreinheit 10 sichergestellt wird, geschützt innerhalb des Trägerelementes 14 angeordnet.
In der Figur 3 ist eine Draufsicht auf den Anfang des Trägerelementes 14 gezeigt, wobei die ersten beiden Deckelelemente 14.4 aufgeklappt sind, sodass ein Blick in das Innere des Trägerelementes 14 mit dem aufgewickelten Draht 13 sichtbar wird. Wie zunächst zu erwähnen ist, wird der Draht 13 mit seinem ersten Ende 13.3 in das Trägerelement 14 über einen Knickschutz 14.14 eingefädelt. Zusätzlich kann nach dem Knickschutz 14.14 auch ein Schrumpfschlauch oder weiterer Isolationsschlauch über die beiden Enden 13.3 und 13.4 des Drahtes 13 gezogen werden. Zweckmäßigerweise überlappt dieser zusätzliche Schlauch auch teilweise den Knickschutz 14.14, wodurch das erste Deckelelement 14.4 in der geschlossenen Stellung am Trägerelement 14 gesichert ist. Nachdem das erste Ende 13.3 des Drahtes 13 in das Trägerelement 14 eingefädelt ist, wird es um das erste Stützteil 14.6 geführt und gelangt dann zum zweiten Stützteil 14.6, welches auf der gegenüberliegenden Seite des Trägerelementes 14 angeordnet ist. Die jeweils nächsten Stützteile 14.6 sind somit über die Breite 14.1 1 des Trägerelementes 14 verteilt angeordnet. Dazwischen wechselt der Draht 13 nach jedem Stützteil 14.6, um den es gelenkt wird, seine Aufwicklungsrichtung 16.1 . Somit wird der Draht 13 über die gesamte Breite 14.1 1 des Trägerelementes 14 aufgewickelt bis zum Ende des Trägerelementes 14. Anschließend muss der Draht 13 zurückgeführt werden, was im vorliegenden Fall dadurch geschieht, dass der Draht parallel und linear zu den einzelnen Stützteilen 14.6 entlang geführt wird, was mit dem Pfeil 16.3 für die Rückrichtung angedeutet wird. Die Hinrichtung ist mit dem Pfeil 16.2 dargestellt. Ebenfalls ist es denkbar, dass auch bei der Rückrichtung 16.3 eine Aufwicklung des Drahtes 13 um weitere Stützteile 14.6 stattfindet. Auch könnte der Draht 13 kreuzweise über die bereits vorhandenen Stützteile 14.6 zurückgeführt werden. Dann findet jedoch keine Verbreiterung mehr des Messbereiches des Sensorelementes 1 1 , 12 statt.
Wie in Figur 3 weiterhin gut erkennbar ist, verläuft das zweite Ende 13.4 des Drahtes parallel zum ersten Ende des Drahtes 13.3 aus dem Trägerelement 14, wobei die beiden Enden 13.3, 13.4 direkt in einen Stecker 17 eingeführt werden und dort mit den entsprechenden Anschlusskontakten elektrisch leitend verbunden sind.
In der Figur 4 ist in Frontansicht ein derartiger Stecker dargestellt. Dabei dienen die beiden unteren Kontakte 17.1 für die elektrische Kontaktierung des ersten Sensorelementes 1 1. Die beiden oberen Kontakte 17.2 sind hingegen für das zweite Sensorelement 12 vorgesehen. Der Stecker selbst weist eine Labyrinth-Dichtung auf, sodass eine wasserdichte Verbindung zwischen dem Stecker 17 und einer entsprechenden Anschlussbuchse im Fahrzeug möglich ist. Zusätzlich ist der Stecker 17 mit einer Rastsicherung ausgestattet, sodass der Stecker 17 mit der Anschlussbuchse formschlüssig verrastet und auch durch Vibration nicht freigerüttelt werden kann. Wie in Figur 4 weiter zu erkennen ist, ist noch ein mittlerer Anschlusskontakt vorhanden (s. Nr. 3), der z. B. für eine Abschirmung verwendet werden kann. Diese Abschirmung kann innerhalb eines Sensorelementes 1 1 , 12 angeordnet werden oder als zusätzliche externe Abschirmung für die beiden Sensorelemente 1 1 und 12 dienen. In den Figuren 5, 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel von einem erfindungsgemäßen Sensorelement 1 1 , 12 für eine erfindungsgemäße Sensoreinheit 10 dargestellt. Dabei ist auch der Anfang des Trägerelementes 14 gezeigt, bei dem der Draht 13 mit seinen beiden Enden 13.3, 13.4 ein- bzw. ausläuft. Wie gut zu erkennen ist, wird der Draht 13 hierbei überlappend im Zick-Zack-Kurs in Hinrichtung 16.2 hingeführt und in Rückrichtung 16.3 zurückgeführt. In diesem Fall ist zwar auch der Draht 13 im Wesentlichen in einer Ebene 14.2 angeordnet, jedoch weist die Aufwicklung 16 ungefähr die doppelte Breite des Drahtes 13 auf, da eben eine x-förmige Überlappung der zick-zack-förmigen Aufwicklung 16 des Drahtes 13 stattfindet. Wie aus Figur 5 weiter zu erkennen ist, weist das Trägerelement 14 in dem konkreten Fall kein befestigtes Deckelelement 14.4 auf. Dieses könnte z. B. durch eine u-förmige Spange oder Klammer an der Grundplatte 14.1 des Trägerelementes 14 angeordnet werden. Um ebenfalls eine gewisse Flexibilität des gesamten Trägerelementes 14, insbesondere in der Längsrichtung 15 (s. Figur 1 b) zu erreichen, sind ebenfalls Trennfugen 14.7 vorgesehen, die quer zur Längsrichtung 15 verlaufen.
In der Figur 6 ist die Rückansicht auf das Trägerelement 14 aus Figur 5 dargestellt, wobei gut die Trennfugen 14.7 erkennbar sind, die alternierend von den Randseiten des Trägerelementes 14 in die Grundplatte 14.1 hinein verlaufen. Damit jedoch das Trägerelement 14 einteilig und einstückig ausgestaltet bleibt, sind die Verbindungsstege 14.8, die eine Verlängerung der Trennfugen 14.7 darstellen, vorgesehen.
Wie weiter aus der Figur 6 gut zu erkennen ist, sind unterhalb der Stützteile 14.6 u-förmige Ausnehmungen 14.9 vorgesehen, durch die der Draht 13 bei seiner Umlenkung um die Stützteile 14.6 sichtbar wird. Diese Ausnehmungen 14.9 sind fertigungstechnisch vorgesehen, damit das Trägerelement 14 ohne einen Schieber als Spritzgussteil in einem Modell hergestellt werden kann. Auch hierdurch lassen sich die Fertigungskosten des Trägerelementes 14 minimieren.
In der Figur 7 ist der Querschnitt VII durch das Trägerelement 14 aus Figur 5 dargestellt. Hierbei sind auch wieder die beiden randseitig angeordneten Stützteile 14.6 gut erkennbar, um die der Draht 13 bei seiner Aufwicklung 16 umgelenkt wird. Auch diese beiden Stützteile 14.6 weisen einen Hals 14.6a auf, der mit der Grundplatte 14.1 stoffschlüssig verbunden ist. Das offene Ende des Stützteils 14.6 endet ebenfalls pilzkopfartig bzw. kappenartig im Ende 14.6b. In dieser Schnittdarstellung sind auch die Ausnehmungen 14.9 erkennbar.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 a, 1 b bis 4 und dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus den Figuren 5 bis 7 ist darin zu sehen, dass der Draht 13 bei seiner Rückrichtung 16.3 vom Trägerelement 14 nicht linear, wie im ersten Ausführungsbeispiel, sondern ebenfalls im Zick-Zack-Kurs aufgewickelt verläuft. Wie bereits erwähnt könnte diese Aufwicklung auch nebeneinander bzw. gesehen auf die Figur 5 ober- oder untereinander auf dem Trägerelement 14 bzw. dessen Grundplatte 14.1 verlaufen. Somit lässt sich der Messbereich des entsprechenden Sensorelementes 1 1 , 12 auf einfache Art und Weise verbreitern bzw. verdoppeln.
In den Figuren 8, 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der beiden erfindungsgemäßen Sensorelemente 1 1 , 12 dargestellt. Hierbei kommt ein gitterförmiges bzw. gitterartiges Trägerelement 14 zum Einsatz, was quasi ohne Grundplatte 14.1 auskommt. Im Wesentlichen ist dieses Gitter doppelt y-förmig ausgestaltet und weist an seinen offenen Enden die Stützteile 14.6 auf, um die der Draht 13 gewickelt wird.
In der Figur 8 ist eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Sensorelement 1 1 , 12 im Endbereich des Trägerelementes 14 dargestellt. Wie gut zu erkennen ist, wird der Draht 13 aufgewickelt über das Trägerelement 14 in Hinrichtung 16.2 hingeführt und verläuft in Rückrichtung 16.3 im Wesentlichen linear, und zwar unterhalb der Aufwicklung 16 des Drahtes der Hinrichtung 16.2. Hierfür kann eine entsprechende Nut in dem gitterförmigen Trägerelement 14 für den rückgeführten Draht 16.3 vorgesehen sein. In der Hinrichtung 16.2 wird der Draht 13 schlangenförmig durch die Stützteile 14.6 geführt.
Durch die gitterartige Struktur 14.10 wird das Trägerelement 14 mit dem aufgewickelten Draht 13 hochflexibel, und zwar sowohl über die Breite 14.1 1 als auch über die Länge 14.12.
Wie weiter zu erkennen ist, sind an der gitterartigen Struktur 14.10 vom Trägerelement 14 Haltemittel 14.13 angeordnet, die plattenförmig ausgestaltet sind. In der Figur 8 ragt dieses plattenförmige Haltemittel 14.13 aus der gitterartigen Struktur 14.10 nach oben heraus. In der Figur 9 ist die Rückansicht des Trägerelementes 14 aus Figur 8 zu erkennen. Ebenfalls ist das Haltemittel 14.13 über ein Filmscharnier 14.3 mit der restlichen Gitterstruktur 14.10 vom Trägerelement 14 verbunden. Durch dieses Filmscharnier 14.3 lässt sich das Haltemittel 14.13 unter die Gitterstruktur 14.10 klappen. Hierdurch wird das Haltemittel 14.13 um insgesamt 180° gedreht.
In der Figur 10 ist das umgeklappte Haltemittel 14.13 erkennbar, welches über Rastmittel 14.5 formschlüssig verrastet. Die plattenförmige Ausgestaltung des Haltemittels 14.13 dient als Klebefläche für das Sensorelement 1 1 , 12. Selbstverständlich kann das Haltemittel 14.13 nicht nur eine stoffschlüssige Befestigung ermöglichen, sondern auch eine form- und/oder kraftschlüssige Befestigung mit dem Fahrzeug 100.
In den Figuren 1 1 und 12 sind die Schnitte XI und XII durch das Sensorelement 1 1 , 12 aus Figur 10 dargestellt. Wie hierbei gut zu erkennen ist, sind an den offenen Enden der y- förmigen Gitterstruktur 14.10 ebenfalls Stützteile 14.6 angeordnet, die über einen Halt 14.6a verfügen, an dem ein pilzkopfartiges Ende 14.6b anschließt. Auch ist aus den beiden Schnittdarstellungen in den Figuren 1 1 und 12 gut zu erkennen, dass der Draht 13 in seiner Rückführung 16.3 unterhalb der Aufwicklung 16 von der Hinrichtung 16.2 des Drahtes geführt wird. In der Rückrichtung 16.3 wird jedoch der Draht linear unter der Aufwicklung 16 des Drahtes 13 in der Hinrichtung 16.2 geführt. Auch das Sensorelement 1 1 , 12 aus den Figuren 8 bis 12 kann in einem zusätzlichen Gehäuse oder einem Schlauch oder einer Hülle angeordnet werden. Durch die gitterförmige Struktur des Trägerelementes 14 ist jedoch ein hochflexibles Sensorelement erreicht worden.
In der Figur 13 ist ein Fahrzeug 100 mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem 1 10 sowie der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 10 und den beispielhaften Sensorelementen 1 1 und 12 dargestellt. Um die Heckklappe 101 berührungslos öffnen zu können, ist ein Stellelement 102 in Form eines elektromechanischen Schlosses vorgesehen, was durch die Sensoreinheit 10 berührungslos ansteuerbar ist. Sofern das richtige Steuersignal von den beiden Sensorelementen 1 1 und 12 erkannt worden ist bzw. durch das entsprechende Steuergerät ermittelt worden ist, kann der Stellantrieb 102 angesteuert werden. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass selbstverständlich die erfindungsgemäße Sensoreinheit 10 auch zum Öffnen der Seitentüren oder der Motorraumklappe oder des Tankdeckels oder dergleichen verwendet werden kann. Auch sind die beispielhaften Aufwicklungen 16 um die Stützelemente 14.6 des dargestellten Drahtes 13 nur mögliche Varianten, die jedoch auf einfache Art und Weise variiert werden können, in dem z.B. jedes zweite Stützelement nur verwendet wird.
B ez u g s ze i c h e n l i s te
Sensoreinheit
Erstes Sensorelement
Zweites Sensorelement
Draht
Isolation
Seele
erstes Ende
zweites Ende
Trägerelement
Grundplatte
Ebene
Scharnier, Filmscharnier
Deckelelement
Rastmittel
Stützteil
Hals
pilzkopfartiger Kopf
Trennfuge
Verbindungssteg
Ausnehmung
Gitterstruktur
Breite
Länge
Haltemittel
Knickschutz
Längsrichtung
Aufwicklung
Pfeil für Aufwicklungsrichtung
Hinrichtung
Rückrichtung
Stecker
Kontakt von 11
Kontakt von 12
Fahrzeug
Klappe oder dergleichen
Stellelement
Sicherheitssystem

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Sensoreinheit (10) zum berührungslosen Betätigen eines Stellelementes (102), insbesondere einer Klappe (101 ) eines Fahrzeuges (100) oder dergleichen,
mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement (1 1 , 12), wobei das Sensorelement (1 1 , 12) einen Draht (13) aufweist, der an einem Trägerelement (14) geschützt vor äußeren Einwirkungen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht (13) am Trägerelement (14) aufgewickelt ist.
2. Sensoreinheit (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht (13) endlos am Trägerelement (14) angeordnet ist, so dass beide Enden (13.3, 13.4) des Drahtes (13) an einem Ende des Trägerelementes (14), insbesondere hervorstehend, vorgesehen sind.
3. Sensoreinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht (13) im Wesentlichen in einer Ebene (14.2) am Trägerelement (14) aufgewickelt ist und/oder
dass die Aufwicklung (16) des Drahtes (13) im Wesentlichen über die Breite (14.1 1 ) des Trägerelementes (14) verläuft.
4. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht (13) mäanderartig am Trägerelement (14) angeordnet ist, wobei insbesondere der Draht (13) abschnittsweise seine Aufwickelrichtung (16.1 ) ändert.
5. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Trägerelement (14) Stützteile (14.6) vorgesehen sind, die zur Führung, insbesondere Umlenkung des Drahtes (13) dienen, um die insbesondere der Draht (13) gewickelt ist, wobei insbesondere ein Stützteil (14.6) über einen Hals (14.6a) und ein pilzkopfartiges Ende (14.6b) verfügt.
6. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorelement (1 1 , 12) mit seinem Trägerelement (14) und dem Draht (13) insgesamt flexibel, insbesondere in Längsrichtung (15), ausgestaltet ist.
7. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (14) als Spritzgusselement aus einem stabilen Kunststoff ausgebildet ist, wobei insbesondere über die Länge (14.12) des Trägerelementes (14) wenigstens eine Trennfuge (14.7) mit zumindest einem Verbindungssteg (14.8) angeordnet ist, um eine Flexibilität insbesondere in Längsrichtung (15) zu erreichen.
8. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (14) zumindest eine Grundplatte (14.1 ) aufweist, aus der insbesondere die Stützteile (14.6) zur Fixierung des Drahtes (13) herausragen, wobei insbesondere die Grundplatte (14.1 ) mit dem aufgewickelten Draht (13) durch wenigstens ein Deckelelement (14.4) wenigstens bereichsweise abdeckbar ist, wobei vorteilhafterweise das Deckelelement (14.4) stoffschlüssig mit der Grundplatte (14.1 ) verbunden ist.
9. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Trägerelement (14) Haltemittel (14.13) angeordnet sind, womit der Sensor (1 1 , 12) am Fahrzeug (100) befestigbar ist, wobei insbesondere die Haltemittel (14.13) eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige Befestigung ermöglichen.
10. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei kapazitive Sensorelemente (1 1 , 12) mit einem gemeinsamen Stecker (17) eine Sensoreinheit (10) bilden.
1 1 . Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Länge des Drahtes (13) 1 ,2 bis 10 mal, bevorzugt 1 ,8 bis 8 mal, besonders bevorzugt 2,2 bis 5 mal solang ist wie eine Länge (14.12) des Trägerelementes (14).
12. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht (13) über die Länge (14, 12) des Trägerelementes (14) hin- und zurückgeführt wird, wobei eine Aufwicklung (16) des Drahtes (13) am Trägerelement (14) in Hin- (16.2) und/oder Rückrichtung (16.3) erfolgt.
13. Sensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht (13) über die Länge (14.12) des Trägerelementes (14) hin- und zurückgeführt wird, wobei eine Aufwicklung (16) des Drahts (13) am Trägerelement (14) nur in Hinrichtung (16.2) erfolgt und der Draht (13) bei der Rückrichtung (16.3) im Wesentlichen linear verläuft, wobei insbesondere der rückgeführte Draht (13) unter- oder oberhalb des aufgewickelten Drahtes (13) der Hinrichtung (16.2) verläuft.
14. Sicherheitssystem (1 10) zum insbesondere berührungslosen Öffnen und/oder Schließen einer Klappe (101 ) eines Fahrzeuges (100) oder dergleichen, mit zumindest einer Sensoreinheit (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit (10) zum berührungslosen Betätigen eines Stellelementes, insbesondere einer Klappe (101 ) eines Fahrzeuges (100) oder dergleichen,
mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement (1 1 , 12), wobei das Sensorelement (1 1 , 12) einen Draht (13) aufweist, der an einem Trägerelement (14) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass folgende Herstellungsschritte insbesondere nacheinander Anwendung finden:
a) das Trägerelement (14) wird als Spritzgusselement aus einem stabilen Kunststoff gefertigt
b) der fertiggestellte Draht (13) wird am Trägerelement (14) aufgewickelt
16. Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit (10) nach den Ansprüchen 1 bis 15.
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