WO2020115057A1 - Fiber composite component, use of the fiber composite component, and diverse method - Google Patents

Fiber composite component, use of the fiber composite component, and diverse method Download PDF

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WO2020115057A1
WO2020115057A1 PCT/EP2019/083522 EP2019083522W WO2020115057A1 WO 2020115057 A1 WO2020115057 A1 WO 2020115057A1 EP 2019083522 W EP2019083522 W EP 2019083522W WO 2020115057 A1 WO2020115057 A1 WO 2020115057A1
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fiber composite
component
composite component
circuit carrier
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Linda Klein
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Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

Definitions

  • Fiber composite component use of the fiber composite component, various processes
  • the present invention relates to a fiber composite component, a use of the fiber composite component and various methods in connection with the fiber composite component.
  • WO 2018/069066 A1 is a method for arranging a number of micromechanical acceleration sensors on or in a plastic component, in particular a bumper, and a corresponding plastic component, in particular a bumper.
  • step A of the method the micromechanical acceleration sensor is firmly positioned in or on a flexible circuit carrier, the micromechanical acceleration sensor having an integrated one
  • Conductor structure of the flexible circuit carrier is contacted.
  • step B of the method the
  • Micromechanical acceleration sensor and the flexible circuit carrier arranged on or in the plastic component such that the integrated
  • Circuit structure of the flexible circuit carrier is at least partially exposed
  • DE 10 2016 220 032 A1 discloses a sensor device for a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one sensor module and with at least one connecting line connected to the sensor module for electrical contacting of the sensor module. It is provided that the connecting line is designed as a conductor foil, on which several different sensor modules are arranged and encapsulated by one or a common encapsulation encompassing the conductor foil at least in sections.
  • Fiber composite component comprising a sensor device integrated on or in the fiber composite component, the sensor device having a flexible circuit carrier with a sensor module.
  • the circuit carrier can also have a plurality of sensor modules.
  • a fiber composite component can be understood to mean a component that consists of a fiber composite material.
  • Fiber composite material is generally created by an interactive composite of textile fibers or semi-finished textile and a matrix between the fibers or semi-finished textile.
  • the matrix is filler and adhesive. It is typical of fiber composite materials that the interaction of the composite creates a material that has superior properties compared to the properties of the fibers and the matrix.
  • the fiber composite component can be a body part for a vehicle; For example, a bumper component or a component of the long side of the vehicle.
  • the fiber composite component can include a component from the fields of mechanical and plant engineering, medical technology, the areas of aerospace technology, energy, offshore, robotic, sports equipment and consumer products.
  • the fiber composite component can be a sports device.
  • a flexible circuit carrier can include, for example, silicones, polyurethanes, polyamides, or thermoplastics.
  • the flexible circuit carrier can be deformed easily elastically or plastically, in particular the integrated one Deforming the conductor track structure accordingly, essentially causing the flexible circuit carrier to conform to a geometry or shape of the
  • the flexible circuit carrier can be a conductor foil.
  • the sensor module can be an electronic or electrical component
  • Detection of an acceleration i.e. be an acceleration sensor module.
  • the sensor module can be a micromechanical sensor module.
  • Sensor module can be a micromechanical sensor module of the type of microelectromechanical systems (ME MS).
  • ME MS microelectromechanical systems
  • An advantage of the fiber composite component according to the present invention is that the fiber composite component enables an almost free design.
  • Composite component according to the present invention Furthermore with regard to the integration location of the fiber composite component.
  • Fiber composite component which is lightweight, can be expanded by additional secondary functions based on the sensor device arranged on the fiber composite component or on the sensor device integrated therein.
  • the present invention originates from the automotive sector and is accordingly based on technologies that have been tested and possibly validated in the automotive sector, reliable applications, in particular security-relevant applications in the non-automotive sector, can be created in a simple manner.
  • the sensor device of the fiber composite component has an interface for making electrical contact with the sensor module and for connecting the sensor device to a periphery.
  • the electrical contact can be made by means of the flexible circuit carrier.
  • the interface can be a plug or a
  • a periphery can be understood to mean systems with which the sensor device can be connected.
  • a system can be a vehicle communication system, such as a CAN, FlexRay or PSI5 communication system.
  • vehicle communication system such as a CAN, FlexRay or PSI5 communication system.
  • Vehicle control unit such as a control unit for driving dynamics control or for controlling safety devices.
  • a control unit for driving dynamics control or for controlling safety devices One would also be conceivable
  • a fiber composite component according to the present invention can also be arranged or integrated into such a fiber composite component, a plurality of sensor devices.
  • the sensor device can also have a plurality of sensor modules and, in the process, also sensor modules for detecting different, more detectable variables (for example acceleration, rotational acceleration, pressure, etc.).
  • a component can be understood to mean a component that at least partially consists of a fiber composite component according to the present invention.
  • the component can be the
  • Fiber composite component is arranged or attached to the component.
  • the arrangement or attachment must be carried out in the context of the present invention such that a size acting on the component by the
  • Fiber composite component can be measured according to the present invention.
  • the arrangement or attachment should therefore be non-positive.
  • the size can be an acceleration.
  • the size can also be one
  • the use comprises the step of recording the measured variable.
  • the recording can be done in real time.
  • Another aspect of the present invention is a method for controlling a system.
  • the system has a fiber composite component according to the present invention.
  • the method is based on using the fiber composite component according to the present invention in a component of the system.
  • the process has the following steps:
  • Measure a quantity acting on the component The size acting on the component is measured by the sensor device arranged on the fiber composite component or integrated into the fiber composite component.
  • Fiber composite component based on the present invention the different acceleration load states can be detected for control.
  • the acceleration load states can be derived from the measured size if it is the measured size is an acceleration quantity. This can be done in that the sensor modules of the sensor devices of the fiber composite component according to the present invention are an acceleration sensor module, possibly in the manner of a MEMS.
  • Another aspect of the present invention is a method for testing a component.
  • the component has a fiber composite component according to the present invention.
  • the method is based on the use of the fiber composite component in the component according to the present invention.
  • the process has the following steps:
  • Measure a quantity acting on the component The size acting on the component is measured by the sensor device arranged on the fiber composite component or integrated into the fiber composite component.
  • reaction measures can be inspection or maintenance measures.
  • the states can be determined, for example, by comparing the measured variable (actual variable) with a predetermined variable (target variable).
  • the decision of a reaction measure can be made by a
  • the target size depends on the component and the area of application of the component.
  • Satellites Satellites, aircraft components, rotor blades, rotating machine elements, Robots, couches or cushions, sports equipment and possibly also pipes and
  • Be pressure vessels that are at least partially made of fiber composite construction.
  • moving or dynamic lead structures which are designed as fiber composite components, are predestined areas of application.
  • the threshold value of the deviation which is used to decide on a reaction measure, also depends on the component, the area of application of the component and the effect of the reaction measure.
  • FIG. 1 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an embodiment from the non-automotive area of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the field of sports equipment of the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the automotive field of the present invention
  • FIG. 4 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an alternative embodiment from the automotive field of the present invention
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method for control according to the present invention
  • Fig. 6 is a flowchart of a method for testing according to the
  • FIG. 1 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an embodiment from the non-automotive area of the present invention.
  • the fiber composite component 2 is a fiber composite tank.
  • the fiber composite component 2 has an integrated component 2
  • Circuit carrier 3 arranged sensor modules 4.
  • the end of the flexible circuit carrier 3 or the sensor device 1 can be led out of the component and connected to an evaluation unit 11.
  • FIG. 2 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the field of sports equipment of the present invention.
  • the fiber composite component 2 is a sports device.
  • the sports equipment is shown schematically as a snowboard.
  • Fiber composite component 2 has an integrated component 2
  • Circuit carrier 3 arranged sensor modules 4. Furthermore, an evaluation unit 11 is shown in the figure. As shown, this can be, for example, on the binding for a snowboard shoe.
  • FIG. 3 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the automotive field of the present invention.
  • the fiber composite component 2 is a
  • the fiber composite component 2 has a sensor device 1 integrated in the interior of the component 2 with a flexible one Circuit carrier 3 and arranged on the circuit carrier 3
  • the ends of the circuit carrier 3 are led out of the fiber composite component 2 and can serve as a connection unit for the sensor device 1.
  • FIG. 4 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an alternative embodiment from the automotive field of the present invention.
  • the fiber composite component 2 is a
  • the fiber composite component 2 has a plurality of sensor devices 1 integrated in the interior of the component 2 with a flexible circuit carrier 3. There is only one on each circuit carrier 3
  • Sensor module 4 arranged.
  • a part of the respective circuit carrier 3 projects out of the fiber composite component 2 from each sensor device 1. This part can serve as a connection unit for the respective sensor device 1.
  • FIG. 5 shows a flow chart of a method for control according to the present invention.
  • the regulation takes place for a system that is a component with a
  • Has fiber composite component according to the present invention wherein the component is used according to the use of the present invention.
  • step 501 a quantity acting on the component is measured.
  • step 502 the system is regulated depending on the measured variable. This can be done, for example, by the measured variable being
  • Input variable for the control of the system is used.
  • FIG. 6 shows a flow chart of a method for testing in accordance with the present invention.
  • test is carried out for a component with a fiber composite component according to the present invention, the component being used according to the use of the present invention.
  • step 601 a quantity acting on the component is measured.
  • step 602 the measured variable is evaluated.
  • step 603 a state of the component is determined as a function of the evaluated measured size.

Abstract

The invention relates to a fiber composite component having a sensor device which is integrated onto and/or into the fiber composite component. The sensor device has a flexible circuit carrier and a sensor module, in particular a micromechanical sensor module, in particular a micromechanical acceleration sensor module, which is connected to the flexible circuit carrier and/or is arranged on the flexible circuit carrier.

Description

Beschreibung description
Titel title
Faserverbundbauteil, Verwendung des Faserverbundbauteils, diverse Verfahren Fiber composite component, use of the fiber composite component, various processes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Faserverbundbauteil, eine Verwendung des Faserverbundbauteils und diverse Verfahren im Zusammenhang mit dem Faserverbundbauteil. The present invention relates to a fiber composite component, a use of the fiber composite component and various methods in connection with the fiber composite component.
Stand der Technik State of the art
Aus der WO 2018/069066 Al ein Verfahren zum Anordnen einer Anzahl von mikromechanischen Beschleunigungssensoren auf oder in ein Kunststoffbauteil, insbesondere einen Stoßfänger, und ein entsprechendes Kunststoffbauteil, insbesondere Stoßfänger bekannt. Known from WO 2018/069066 A1 is a method for arranging a number of micromechanical acceleration sensors on or in a plastic component, in particular a bumper, and a corresponding plastic component, in particular a bumper.
Im Schritt A des Verfahrens wird der mikromechanische Beschleunigungssensor in oder auf einen flexiblen Schaltungsträger fest positioniert, wobei der mikromechanische Beschleunigungssensor mit einer integrierten In step A of the method, the micromechanical acceleration sensor is firmly positioned in or on a flexible circuit carrier, the micromechanical acceleration sensor having an integrated one
Leiterbahnstruktur des flexiblen Schaltungsträgers kontaktiert wird. Conductor structure of the flexible circuit carrier is contacted.
Im Schritt B des Verfahrens werden zumindest bereichsweise der In step B of the method, the
mikromechanische Beschleunigungssensor und der flexible Schaltungsträger auf oder in das Kunststoffbauteil derart angeordnet, dass die integrierte Micromechanical acceleration sensor and the flexible circuit carrier arranged on or in the plastic component such that the integrated
Leiterbahnstruktur des flexiblen Schaltungsträgers zumindest teilweise freigelegt wird Circuit structure of the flexible circuit carrier is at least partially exposed
Aus der DE 10 2016 220 032 Al ist eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Sensormodul und mit wenigstens einer mit dem Sensormodul verbundenen Anschlussleitung zum elektrischen Kontaktieren des Sensormoduls bekannt. Es ist vorgesehen, dass die Anschlussleitung als Leiterfolie ausgebildet ist, auf der mehrere unterschiedliche Sensormodule angeordnet und durch jeweils eine oder eine gemeinsame die Leiterfolie zumindest abschnittsweise umfassende Umspritzung eingehaust sind. DE 10 2016 220 032 A1 discloses a sensor device for a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one sensor module and with at least one connecting line connected to the sensor module for electrical contacting of the sensor module. It is provided that the connecting line is designed as a conductor foil, on which several different sensor modules are arranged and encapsulated by one or a common encapsulation encompassing the conductor foil at least in sections.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein With this in mind, the present invention provides
Faserverbundbauteil aufweisend eine an bzw. in das Faserverbundbauteil integrierte Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung einen flexiblen Schaltungsträger mit einem Sensormodul aufweist. Fiber composite component comprising a sensor device integrated on or in the fiber composite component, the sensor device having a flexible circuit carrier with a sensor module.
Der Schaltungsträger kann auch mehrere Sensormodule aufweisen. The circuit carrier can also have a plurality of sensor modules.
Unter einem Faserverbundbauteil kann vorliegend ein Bauteil verstanden werden, dass aus einem Faserverbundwerkstoff besteht. Ein In the present case, a fiber composite component can be understood to mean a component that consists of a fiber composite material. A
Faserverbundwerkstoff entsteht im Allgemeinen durch einen wechselwirkenden Verbund aus Textilfasern oder textilem Halbzeug und einer Matrix zwischen den Fasern oder dem textilen Halbzeug. Die Matrix ist Füllstoff und Klebstoff. Typisch für Faserverbundwerkstoffe ist, dass durch die Wechselwirkung des Verbunds ein Werkstoff entsteht, der im Vergleich zu den Eigenschaften der Fasern und der Matrix höherwertigere Eigenschaften aufweist. Fiber composite material is generally created by an interactive composite of textile fibers or semi-finished textile and a matrix between the fibers or semi-finished textile. The matrix is filler and adhesive. It is typical of fiber composite materials that the interaction of the composite creates a material that has superior properties compared to the properties of the fibers and the matrix.
Das Faserverbundbauteil kann ein Karosserieteil für ein Fahrzeug sein; bspw. ein Stoßfängerbauteil oder ein Bauteil der Längsseite des Fahrzeugs. The fiber composite component can be a body part for a vehicle; For example, a bumper component or a component of the long side of the vehicle.
Das Faserverbundbauteil kann ein Bauteil u.a. aus dem Bereich Maschinen- und Anlagenbau, der Medizintechnik, den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik, Energie, Offshore, Robotic, Sportgeräte und Consumer Products sein. The fiber composite component can include a component from the fields of mechanical and plant engineering, medical technology, the areas of aerospace technology, energy, offshore, robotic, sports equipment and consumer products.
Ferner kann es sich bei dem Faserverbundbauteil um ein Sportgerät handeln. Furthermore, the fiber composite component can be a sports device.
Ein flexibler Schaltungsträger kann z.B. Silikone, Polyurethane, Polyamide, oder Thermoplaste umfassen. So lässt sich der flexible Schaltungsträger leicht elastisch oder plastisch verformen, insbesondere lässt sich die integrierte Leiterbahnstruktur entsprechend plastisch verformen, wodurch im Wesentlichen der flexible Schaltungsträger an eine Geometrie bzw. Form des A flexible circuit carrier can include, for example, silicones, polyurethanes, polyamides, or thermoplastics. The flexible circuit carrier can be deformed easily elastically or plastically, in particular the integrated one Deforming the conductor track structure accordingly, essentially causing the flexible circuit carrier to conform to a geometry or shape of the
Faserverbundbauteils angepasst werden kann. Der flexible Schaltungsträger kann eine Leiterfolie sein. Composite component can be adjusted. The flexible circuit carrier can be a conductor foil.
Das Sensormodul kann ein elektronisches bzw. elektrisches Bauteil zur The sensor module can be an electronic or electrical component
Erfassung einer Beschleunigung, d.h. ein Beschleunigungssensormodul sein.Detection of an acceleration, i.e. be an acceleration sensor module.
Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul sein. Das The sensor module can be a micromechanical sensor module. The
Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul nach der Art der microelectromechanical Systems (ME MS) sein. Sensor module can be a micromechanical sensor module of the type of microelectromechanical systems (ME MS).
Von Vorteil an dem Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass das Faserverbundbauteil eine annährend freie Gestaltung ermöglich. An advantage of the fiber composite component according to the present invention is that the fiber composite component enables an almost free design.
Insbesondere hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung des In particular with regard to the geometric configuration of the
Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner hinsichtlich des Integrationsortes des Faserverbundbauteils. Composite component according to the present invention. Furthermore with regard to the integration location of the fiber composite component.
Durch die vorliegende Erfindung wird die primäre Funktion eines By the present invention, the primary function of a
Faserverbundbauteils, die im Leichtbau liegt, durch zusätzliche sekundäre Funktionen basierend auf der an dem Faserverbundbauteil angeordneten bzw. auf der in dieses integrierten Sensorvorrichtung erweitert werden. Fiber composite component, which is lightweight, can be expanded by additional secondary functions based on the sensor device arranged on the fiber composite component or on the sensor device integrated therein.
Obgleich die Erfindung vor dem Hintergrund des Automotive- Bereichs Although the invention against the background of the automotive area
entstanden ist, basiert sie auf der Erkenntnis, dass sich die Erfindung vorteilhaft auch außerhalb des Automotive- Bereichs einsetzen lässt. arose, it is based on the knowledge that the invention can also be used advantageously outside of the automotive field.
Dadurch, dass die vorliegende Erfindung dem Automotive- Bereich entstammt und demgemäß auf Technologien basiert, die im Automotive- Bereich erprobt und ggf. validiert wurden, lassen sich auf einfache Weise zuverlässige Anwendungen, insbesondere Sicherheitsrelevante Anwendungen in Non-Automotive- Bereich schaffen. Because the present invention originates from the automotive sector and is accordingly based on technologies that have been tested and possibly validated in the automotive sector, reliable applications, in particular security-relevant applications in the non-automotive sector, can be created in a simple manner.
Die möglichen Anwendungsbereiche liegen u.a. in dem Maschinen- und The possible areas of application include in the machine and
Anlagenbau, der Medizintechnik, den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik, Energie, Offshore, Robotic, Sportgeräte und Consumer Products. Gemäß einer Ausführungsform des Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Sensorvorrichtung des Faserverbundbauteils eine Schnittstelle zur elektrischen Kontaktierung des Sensormoduls und zur Verbindung der Sensorvorrichtung mit einer Peripherie auf. Plant engineering, medical technology, the areas of aerospace technology, energy, offshore, robotic, sports equipment and consumer products. According to one embodiment of the fiber composite component according to the present invention, the sensor device of the fiber composite component has an interface for making electrical contact with the sensor module and for connecting the sensor device to a periphery.
Die elektrische Kontaktierung kann mittels des flexiblen Schaltungsträgers erfolgen. The electrical contact can be made by means of the flexible circuit carrier.
Bei der Schnittstelle kann es sich um einen Stecker bzw. eine The interface can be a plug or a
Steckerschnittstelle handeln. Act connector interface.
Unter einer Peripherie können vorliegend Systeme verstanden werden, mit denen die Sensorvorrichtung verbunden werden kann. Beim Einsatz des Faserverbundbauteils in einem Fahrzeug, bspw. als Karosseriebauteil, kann ein solches System ein Fahrzeugkommunikationssystem, wie bspw. ein CAN-, FlexRay oder PSI5-Kommunikationssystem sein. Denkbar wäre auch eine Direktverbindung zwischen der Sensorvorrichtung und einem In the present case, a periphery can be understood to mean systems with which the sensor device can be connected. When the fiber composite component is used in a vehicle, for example as a body component, such a system can be a vehicle communication system, such as a CAN, FlexRay or PSI5 communication system. A direct connection between the sensor device and one would also be conceivable
Fahrzeugsteuergerät, wie bspw. einem Steuergerät zur Fahrdynamikregelung oder zur Ansteuerung von Sicherheitsmitteln. Denkbar wäre zudem eine Vehicle control unit, such as a control unit for driving dynamics control or for controlling safety devices. One would also be conceivable
Verbindung mehrerer Sensorvorrichtungen, die in ein Bauteil oder an mehrere Bauteile oder Bauteilkomponenten angebracht und/oder in dieselben integrierte sind. Connection of several sensor devices which are attached to and / or integrated into one component or to several components or component components.
Neben der Anordnung bzw. Integration einer Sensorvorrichtung in ein In addition to the arrangement or integration of a sensor device in a
Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung können ebenso mehrere Sensorvorrichtungen an ein solches Faserverbundbauteil angeordnet bzw. in ein solches integriert sein. A fiber composite component according to the present invention can also be arranged or integrated into such a fiber composite component, a plurality of sensor devices.
Die Sensorvorrichtung kann neben einem Sensormodul ebenso mehrere Sensormodule und dabei auch Sensormodule zur Erfassung unterschiedlicher erfassbarere Größen (bspw. Beschleunigung, Drehbeschleunigung, Druck, etc.) aufweisen. In addition to a sensor module, the sensor device can also have a plurality of sensor modules and, in the process, also sensor modules for detecting different, more detectable variables (for example acceleration, rotational acceleration, pressure, etc.).
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Bauteil zur Messung einer auf das Bauteil einwirkenden Größe. Unter einem Bauteil kann vorliegend ein Bauteil verstanden werden, dass zumindest teilweise aus einem Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung besteht. Ferner kann es sich bei dem Bauteil um das Another aspect of the present invention is the use of a fiber composite component according to the present invention in a component for measuring a size acting on the component. In the present case, a component can be understood to mean a component that at least partially consists of a fiber composite component according to the present invention. Furthermore, the component can be the
Faserverbundbauteil selbst handeln. Denkbar ist auch, dass ein Act fiber composite component yourself. It is also conceivable that a
Faserverbundbauteil an dem Bauteil angeordnet bzw. angebracht ist. Die Anordnung bzw. Anbringung muss im Rahmen der vorliegenden Erfindung derart erfolgen, dass eine auf das Bauteil einwirkende Größe durch das Fiber composite component is arranged or attached to the component. The arrangement or attachment must be carried out in the context of the present invention such that a size acting on the component by the
Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen werden kann. Die Anordnung bzw. Anbringen müsste demnach kraftschlüssig sein. Fiber composite component can be measured according to the present invention. The arrangement or attachment should therefore be non-positive.
Die Größe kann eine Beschleunigung sein. Die Größe kann ebenso eine The size can be an acceleration. The size can also be one
Vibration sein. Vibration.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Verwendung umfasst die Verwendung den Schritt des Aufzeichnens der gemessenen Größe. According to an embodiment of the present use, the use comprises the step of recording the measured variable.
Das Aufzeichnen kann in Echtzeit erfolgen. The recording can be done in real time.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Regelung eines Systems. Das System weist ein Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Das Verfahren basiert auf einer Verwendung des Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Bauteil des Systems. Das Verfahren weist die nachstehenden Schritte auf: Another aspect of the present invention is a method for controlling a system. The system has a fiber composite component according to the present invention. The method is based on using the fiber composite component according to the present invention in a component of the system. The process has the following steps:
Messen einer auf das Bauteil einwirkenden Größe. Die Messung der auf das Bauteil einwirkenden Größe erfolgt durch die an dem Faserverbundbauteil angeordnete bzw. in das Faserverbundbauteil integrierte Sensorvorrichtung. Measure a quantity acting on the component. The size acting on the component is measured by the sensor device arranged on the fiber composite component or integrated into the fiber composite component.
Regeln des Systems in Abhängigkeit der gemessenen Größe. Rules of the system depending on the measured size.
Dadurch, dass das Regelungsverfahren auf der Verwendung eines The fact that the regulatory procedure is based on the use of a
Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung basiert, können zur Regelung die unterschiedlichen Beschleunigungslastzustände erfasst werden.Fiber composite component based on the present invention, the different acceleration load states can be detected for control.
Die Beschleunigungslastzustände können sich dabei aus der gemessenen einwirkenden Größe abgeleitet werden, wenn es sich bei der gemessenen Größe um eine Beschleunigungsgröße handelt. Dies kann dadurch erfolgen, dass es sich bei den Sensormodulen der Sensorvorrichtungen des Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung um ein Beschleunigungssensormodul ggf. in der Art eines MEMS handelt. The acceleration load states can be derived from the measured size if it is the measured size is an acceleration quantity. This can be done in that the sensor modules of the sensor devices of the fiber composite component according to the present invention are an acceleration sensor module, possibly in the manner of a MEMS.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung eines Bauteils. Das Bauteil weist ein Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Das Verfahren basiert auf der Verwendung des Faserverbundbauteils in dem Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren weist die nachstehenden Schritte auf: Another aspect of the present invention is a method for testing a component. The component has a fiber composite component according to the present invention. The method is based on the use of the fiber composite component in the component according to the present invention. The process has the following steps:
Messen einer auf das Bauteil einwirkenden Größe. Die Messung der auf das Bauteil einwirkenden Größe erfolgt durch die an dem Faserverbundbauteil angeordnete bzw. in das Faserverbundbauteil integrierte Sensorvorrichtung. Measure a quantity acting on the component. The size acting on the component is measured by the sensor device arranged on the fiber composite component or integrated into the fiber composite component.
Auswerten der gemessenen Größe. Evaluate the measured size.
Bestimmen eines Zustands des Bauteils in Abhängigkeit der ausgewerteten gemessenen Größe. Determining a state of the component as a function of the evaluated measured size.
Der Vorteil dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht u.a. darin, dass die bestimmten Zustände dazu verwendet werden können, um eine The advantages of this aspect of the present invention include in that the particular states can be used to make a
Entscheidung über Reaktionsmaßnahmen zu treffen. Reaktionsmaßnahmen können dabei Inspektions- bzw. Instandhaltungsmaßnahmen sein. Make a decision about reaction measures. Reaction measures can be inspection or maintenance measures.
Die Bestimmung der Zustände können bspw. durch einen Abgleich der gemessenen Größe (Ist-Größe) mit einer vorgegebenen Größe (Soll-Größe) erfolgen. Die Entscheidung einer Reaktionsmaßnahme kann von einer The states can be determined, for example, by comparing the measured variable (actual variable) with a predetermined variable (target variable). The decision of a reaction measure can be made by a
Abweichung der gemessenen Ist-Größe von der vorgegebenen Soll-Größe erfolgen. There is a deviation of the measured actual size from the specified target size.
Die Soll-Größe ist dabei von dem Bauteil und dem Anwendungsgebiet des Bauteils abhängig sein. The target size depends on the component and the area of application of the component.
Anwendungsgebiete der Aspekte der vorliegenden Erfindung können u.a. Fields of application of the aspects of the present invention include
Satelliten, Flugzeugkomponenten, Rotorblätter, drehende Maschinenelemente, Roboter, Liegen oder Auflagen, Sportgeräte ggf. auch Rohrleitungen und Satellites, aircraft components, rotor blades, rotating machine elements, Robots, couches or cushions, sports equipment and possibly also pipes and
Druckbehälter sein, die zumindest teilweise in Faserverbundbauweise ausgeführt sind sein. Be pressure vessels that are at least partially made of fiber composite construction.
Insbesondere sich bewegende bzw. dynamische Leitbaukonstruktionen, die als Faserverbundbauteil ausgeführt sind, sind prädestinierte Anwendungsgebiete. In particular, moving or dynamic lead structures, which are designed as fiber composite components, are predestined areas of application.
Ebenso ist der Schwellenwert der Abweichung, der zur Entscheidung über eine Reaktionsmaßnahme sowohl von dem Bauteil, dem Anwendungsgebiet des Bauteils sowie der Auswirkung der Reaktionsmaßnahme abhängig. The threshold value of the deviation, which is used to decide on a reaction measure, also depends on the component, the area of application of the component and the effect of the reaction measure.
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Embodiments of the invention are described below with reference to
Zeichnungen erläutert. Drawings explained.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer Ausführungsform aus dem Non-Automotive- Bereich der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an embodiment from the non-automotive area of the present invention;
Fig. 2 eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer weiteren Ausführungsform aus dem Gebiet der Sportgeräte der vorliegenden Erfindung; 2 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the field of sports equipment of the present invention;
Fig. 3 eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer weiteren Ausführungsform aus dem Automotive- Bereich der vorliegenden Erfindung; 3 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the automotive field of the present invention;
Fig. 4 eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer alternativen Ausführungsform aus dem Automotive- Bereich der vorliegenden Erfindung; 4 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an alternative embodiment from the automotive field of the present invention;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung; 5 shows a flowchart of a method for control according to the present invention;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zur Prüfung gemäß der Fig. 6 is a flowchart of a method for testing according to the
vorliegenden Erfindung. Figur 1 zeigt eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer Ausführungsform aus dem Non-Automotive- Bereich der vorliegenden Erfindung. Bei dem Faserverbundbauteil 2 handelt es sich um einen Faserverbundtank. Das Faserverbundbauteil 2 weist eine im Innern des Bauteils 2 integrierte present invention. FIG. 1 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an embodiment from the non-automotive area of the present invention. The fiber composite component 2 is a fiber composite tank. The fiber composite component 2 has an integrated component 2
Sensorvorrichtung 1 mit einem flexiblen Schaltungsträger 3 und auf dem Sensor device 1 with a flexible circuit carrier 3 and on the
Schaltungsträger 3 angeordneten Sensormodulen 4 auf. Das Ende des flexiblen Schaltungsträgers 3 bzw. der Sensorvorrichtung 1 kann aus dem Bauteil herausgeführt und mit einer Auswerteeinheit 11 verbunden werden. Circuit carrier 3 arranged sensor modules 4. The end of the flexible circuit carrier 3 or the sensor device 1 can be led out of the component and connected to an evaluation unit 11.
Der dargestellten Ausführungsform lässt sich leicht der Vorteil von The illustrated embodiment can easily take advantage of
Faserverbundbauteilen 2 entnehmen, die sich einfach in beinahe beliebige geometrische Formen umsetzen lassen. Der Einsatz von flexiblen Remove fiber composite components 2, which can be easily converted into almost any geometric shape. The use of flexible
Schaltungsträgern 3, bspw. in Form von Leiterfolien und darauf angebrachten mikromechanischen Sensormodulen 4 schränkt dabei die Formbildung von Faserverbundbauteilen 2 nicht wesentlich ein. Dadurch ist es möglich nahezu jede Form von Faserverbundbauteil 2 mit einer entsprechenden Circuit carriers 3, for example in the form of conductor foils and micromechanical sensor modules 4 mounted thereon, do not significantly restrict the form formation of fiber composite components 2. This makes it possible to use almost any form of fiber composite component 2 with a corresponding one
Sensorvorrichtung 1 zu versehen und somit für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet zu gestalten. To provide sensor device 1 and thus make it suitable for the method of the present invention.
Figur 2 zeigt eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer weiteren Ausführungsform aus dem Gebiet der Sportgeräte der vorliegenden Erfindung. Bei dem Faserverbundbauteil 2 handelt es sich um ein Sportgerät.FIG. 2 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the field of sports equipment of the present invention. The fiber composite component 2 is a sports device.
Das Sportgerät ist schematisch als Snowboard dargestellt. Das The sports equipment is shown schematically as a snowboard. The
Faserverbundbauteil 2 weist eine im Innern des Bauteils 2 integrierte Fiber composite component 2 has an integrated component 2
Sensorvorrichtung 1 mit einem flexiblen Schaltungsträger 3 und auf dem Sensor device 1 with a flexible circuit carrier 3 and on the
Schaltungsträger 3 angeordneten Sensormodulen 4 auf. Ferner ist in der Figur eine Auswerteeinheit 11 dargestellt. Diese kann sich - wie dargestellt - bspw. an der Bindung für einen Snowboardschuh befinden. Circuit carrier 3 arranged sensor modules 4. Furthermore, an evaluation unit 11 is shown in the figure. As shown, this can be, for example, on the binding for a snowboard shoe.
Figur 3 zeigt eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer weiteren Ausführungsform aus dem Automotive- Bereich der vorliegenden Erfindung. Bei dem Faserverbundbauteil 2 handelt es sich um ein FIG. 3 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to a further embodiment from the automotive field of the present invention. The fiber composite component 2 is a
Stoßfängerbauteil für ein Fahrzeug. Das Faserverbundbauteil 2 weist eine im Innern des Bauteils 2 integrierte Sensorvorrichtung 1 mit einem flexiblen Schaltungsträger 3 und auf dem Schaltungsträger 3 angeordneten Bumper component for a vehicle. The fiber composite component 2 has a sensor device 1 integrated in the interior of the component 2 with a flexible one Circuit carrier 3 and arranged on the circuit carrier 3
Sensormodulen 4 auf. In der dargestellten Ausführungsform sind die Enden des Schaltungsträgers 3 aus dem Faserverbundbauteil 2 herausgeführt und können als Anschlusseinheit für die Sensorvorrichtung 1 dienen. Sensor modules 4. In the embodiment shown, the ends of the circuit carrier 3 are led out of the fiber composite component 2 and can serve as a connection unit for the sensor device 1.
Figur 4 zeigt eine schematische Zeichnung eines Faserverbundteils gemäß einer alternativen Ausführungsform aus dem Automotive- Bereich der vorliegenden Erfindung. Bei dem Faserverbundbauteil 2 handelt es sich um ein FIG. 4 shows a schematic drawing of a fiber composite part according to an alternative embodiment from the automotive field of the present invention. The fiber composite component 2 is a
Stoßfängerbauteil für ein Fahrzeug. Das Faserverbundbauteil 2 weist mehrere im Innern des Bauteils 2 integrierte Sensorvorrichtungen 1 mit einem flexiblen Schaltungsträgern 3 auf. Auf jedem Schaltungsträger 3 ist lediglich ein Bumper component for a vehicle. The fiber composite component 2 has a plurality of sensor devices 1 integrated in the interior of the component 2 with a flexible circuit carrier 3. There is only one on each circuit carrier 3
Sensormodul 4 angeordnet. Von jeder Sensorvorrichtung 1 ragt ein Teil des jeweiligen Schaltungsträgers 3 aus dem Faserverbundbauteil 2 heraus. Dieser Teil kann als Anschlusseinheit für die jeweilige Sensorvorrichtung 1 dienen. Sensor module 4 arranged. A part of the respective circuit carrier 3 projects out of the fiber composite component 2 from each sensor device 1. This part can serve as a connection unit for the respective sensor device 1.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung. FIG. 5 shows a flow chart of a method for control according to the present invention.
Die Regelung erfolgt für ein System, das ein Bauteil mit einem The regulation takes place for a system that is a component with a
Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei das Bauteil gemäß der Verwendung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Has fiber composite component according to the present invention, wherein the component is used according to the use of the present invention.
In Schritt 501 wird eine auf das Bauteil einwirkende Größe gemessen. In step 501, a quantity acting on the component is measured.
In Schritt 502 wird das System in Abhängigkeit der gemessenen Größe geregelt. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, dass die gemessene Größe als In step 502, the system is regulated depending on the measured variable. This can be done, for example, by the measured variable being
Eingangsgröße für die Regelung des Systems verwendet wird. Input variable for the control of the system is used.
Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zur Prüfung gemäß der vorliegenden Erfindung. FIG. 6 shows a flow chart of a method for testing in accordance with the present invention.
Die Prüfung erfolgt für ein Bauteil mit einem Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Bauteil gemäß der Verwendung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. The test is carried out for a component with a fiber composite component according to the present invention, the component being used according to the use of the present invention.
In Schritt 601 wird eine auf das Bauteil einwirkende Größe gemessen. In Schritt 602 wird die gemessene Größe ausgewertet. In step 601, a quantity acting on the component is measured. In step 602, the measured variable is evaluated.
In Schritt 603 wird ein Zustand des Bauteils in Abhängigkeit der ausgewerteten gemessenen Größe bestimmt. In step 603, a state of the component is determined as a function of the evaluated measured size.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Faserverbundbauteil (2), aufweisend eine an und/oder in das 1. Fiber composite component (2), having one on and / or in the
Faserverbundbauteil (2) integrierte Sensorvorrichtung (1), wobei die Fiber composite component (2) integrated sensor device (1), the
Sensorvorrichtung (1) einen flexiblen Schaltungsträger (3) und ein mit dem flexiblen Schaltungsträger (3) verbundenes und/oder auf dem flexiblen Sensor device (1) a flexible circuit carrier (3) and one connected to and / or on the flexible circuit carrier (3)
Schaltungsträger (3) angeordnetes Sensormodul (4), insbesondere ein mikromechanisches Sensormodul, insbesondere ein mikromechanisches Beschleunigungssensormodul, aufweist. Circuit carrier (3) arranged sensor module (4), in particular a micromechanical sensor module, in particular a micromechanical acceleration sensor module.
2. Faserverbundbauteil (2) nach Anspruch 1, wobei die Sensorvorrichtung (1) eine Schnittstelle, insbesondere einen Stecker und/oder eine 2. Fiber composite component (2) according to claim 1, wherein the sensor device (1) an interface, in particular a plug and / or
Steckerschnittstelle, zur elektrischen Kontaktierung des Sensormoduls (4), insbesondere mittels des flexiblen Schaltungsträgers (3), und zur Verbindung der Sensorvorrichtung (1) mit einer Peripherie aufweist. Plug interface, for electrical contacting of the sensor module (4), in particular by means of the flexible circuit carrier (3), and for connecting the sensor device (1) to a periphery.
3. Verwendung eines Faserverbundbauteils (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Bauteil zur Messung einer auf das Bauteil einwirkenden Größe, insbesondere einer Beschleunigung und/oder einer Vibration. 3. Use of a fiber composite component (2) according to one of the preceding claims in a component for measuring a size acting on the component, in particular an acceleration and / or a vibration.
4. Verwendung nach Anspruch 3 mit dem zusätzlichen Schritt des 4. Use according to claim 3 with the additional step of
Aufzeichnens der gemessenen Größe. Record the measured size.
5. Verfahren (500) zur Regelung eines Systems aufweisend ein 5. A method (500) for regulating a system comprising
Faserverbundbauteil nach Anspruch 1 oder 2 durch Verwendung des Fiber composite component according to claim 1 or 2 by using the
Faserverbundbauteils in einem Bauteil des Systems nach Anspruch 3 oder 4 mit den Schritten: Fiber composite component in a component of the system according to claim 3 or 4 with the steps:
Messen (501) einer auf das Bauteil einwirkenden Größe; Measuring (501) a quantity acting on the component;
Regeln (602) des Systems in Abhängigkeit der gemessenen Größe. Rules (602) of the system depending on the measured size.
6. Verfahren (600) zur Prüfung eines Bauteils, aufweisend ein 6. Method (600) for testing a component, comprising a
Faserverbundbauteil nach Anspruch 1 oder 2 durch Verwendung des Fiber composite component according to claim 1 or 2 by using the
Faserverbundbauteils nach Anspruch 3 oder 4 mit den Schritten: Composite component according to claim 3 or 4 with the steps:
Messen (601) einer auf das Bauteil einwirkenden Größe; Measuring (601) a quantity acting on the component;
Auswerten (602) der gemessenen Größe; Evaluating (602) the measured variable;
Bestimmen (603) eines Zustands des Bauteils in Abhängigkeit der ausgewerteten gemessenen Größe. Determining (603) a state of the component as a function of the evaluated measured size.
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