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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Biegesensors.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
eines bandförmigen
Biegesensors für
eine Aufprallsensorvorrichtung eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs.
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Untersuchungen
haben gezeigt, dass ein hoher Anteil an Todesfällen im Straßenverkehr
Fußgänger betrifft.
Aus diesem Grund sind Gesetzgebungsinitiativen im Gange, die zum
Ziel haben, dass Vorrichtungen zum Schutz von Fußgängern im Falle einer Kollision
mit einem Fahrzeug in modernen Kraftfahrzeugen verpflichtend vorgesehen
sind.
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Ein
besonders hohes Verletzungsrisiko für einen Fußgänger stellt im Falle einer
Kollision mit einem Fahrzeug ein sehr geringer Abstand zwischen einer
typischerweise leicht verformbaren Motorhaube und einem starren
Motorblock dar. Die Anordnung von immer mehr elektronischen Komponenten
im Bereich des Motorraums und sehr kompakt ausgebildete Fahrzeuge
haben zur Folge, dass der Motorraum dicht bepackt ist mit sehr starren
Körpern.
Im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger besteht somit die hohe
Gefahr von starken Kopfverletzungen, falls dieser mit seinem Kopf
auf die Motorhaube aufprallt und somit auch in Kontakt kommt mit
den unter der Motorhaube befindlichen Komponenten.
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Ein
ausreichend großer
Abstand zwischen der Motorhaube und den darunter angeordneten Motorkomponenten
von beispielsweise über
10 cm kann hingegen das Verletzungsrisiko stark verringern, da die
Motorhaube durch die Verformung ausreichend viel Energie aufnehmen
kann und den Fußgänger so vergleichsweise
sanft abbremsen kann.
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Um
die Sicherheit für
Fußgänger im
Straßenverkehr
zu erhöhen,
hat sich beispielsweise die Vereinigung der Europäischen Automobilhersteller (ACEA)
gegenüber
den Behörden
der Europäischen Union
verpflichtet, durch Maßnahmen
im Fahrzeugbereich die Anzahl der Verkehrstoten im Bereich der Fußgänger bis
zum Jahr 2010 zu halbieren. Eine Maßnahme hierfür ist die
Konstruktion von Fahrzeugen mit entsprechend beabstandeten Motorhauben. Aufgrund
der geforderten Kompaktheit von Fahrzeugen ist dies jedoch häufig nicht
möglich.
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Zum
Sicherstellen einer ausreichenden Dämpfung im Falle einer Kollision
mit einem Fußgänger ist
vorgeschlagen worden, im Falle eines erkannten Anpralls einer Person
an das Fahrzeug die Motorhaube um mehr als 10 cm von ihrer Schließposition anzuheben,
um so einen ausreichenden Verformungsbereich zu schaffen. Eine große Herausforderung
für derartige
Sicherheitssysteme ist die Notwendigkeit, dass sie einerseits zuverlässig sind,
aber auch sehr kostengünstig
sind.
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Als
Aktuator zum Anheben der Motorhaube ist beispielsweise aus einem
Artikel der Fachzeitschrift "Automototive
Engineer", April
2004, Seite 48 ff., bekannt, einen federbasierten Aktuator vorzusehen,
dessen Feder vorgespannt ist und im Falle einer erkannten Kollision
freigegeben wird, mit der Folge, das die Motorhaube entsprechend
angehoben wird. Darüber
hinaus sind jedoch auch aus dem oben genannten Artikel auch pyrotechnische
Aktuatoren bekannt.
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In
der WO 2004/089 699 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Erkennen eines Zusammenstoßes
zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt offenbart. Lichtleitfasern
sind entlang eines vorderen Stoßfängers des
Fahrzeugs angeordnet. Die Lichtleitfasern umfassen in ihrem Fasermantel Lichtaustrittsbereiche,
die entlang der Lichtleitfasern angeordnet sind. Ein Zusammenstoß führt zu einem Verbiegen
der Lichtleitfasern. Die Dämpfung
des Lichts, das in den Lichtleitfasern übertragen wird, verändert sich
durch das Verbiegen der Lichtleitfaser, wenn die Lichtleitfaser
in dem Lichtaustrittsbereich verbogen wird. Aus dem so modulierten
Licht wird ein Signal gewonnen, das in einem Signalprozessor verarbeitet
wird. Eine Sicher heitsvorrichtung, z.B. zum Anheben einer Motorhaube,
kann so aktiviert werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen eines Biegesensors
zu schaffen, das einfach und preisgünstig ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Gemäß eines
ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren
zum Herstellen eines Biegesensors. An dem Biegesensor wird mindestens
ein Sensierungsbereich ausgebildet durch Vorsehen eines biegeelastischen
Basismantels, der in mindestens einem Teilbereich des Sensierungsbereichs
unterbrochen oder durch Erhebungen und/oder Vertiefungen strukturiert
ist. Mindestens ein planarer Lichtleiterkern wird auf dem Basismantel
erzeugt. Der Lichtleiterkern weist eine größere Brechzahl auf als der
Basismantel. Der Lichtleiterkern wird durch einen Deckmantel abgedeckt.
Der Lichtleiterkern weist eine größere Brechzahl auf als der
Deckmantel.
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Der
Vorteil ist, dass in dem mindestens einen Teilbereich eine Totalreflexion
an einer Grenze zwischen dem Lichtleiterkern und dem Basismantel
für einen
Teil des in dem Lichtleiterkern führbaren Lichts aufgehoben ist.
In dem mindestens einen Teilbereich ist dadurch ein Lichtaustrittsbereich
gebildet. Abhängig
von einer Biegung des Biegesensors ist ein Grad des Lichtaustritts
und somit eine Dämpfung
des Lichts in dem jeweiligen Lichtleiterkern variabel. Ein weiterer
Vorteil ist, dass der Basismantel und/oder der Deckmantel nicht
entfernt und der mindestens eine Lichtleiterkern nicht nachbearbeitet
werden muss, um den Lichtaustrittsbereich zu schaffen. Der mindestens
eine planare Lichtleiterkern ist einfach und preisgünstig in
unterschiedlichen Formen herstellbar, so dass der Biegesensor sehr
einfach geeignet für
eine gewünschte
Anwendung hergestellt werden kann, beispielsweise als ein Sen sorband
für eine Aufprallsensorvorrichtung
eines Fußgängerschutzsystems
eines Fahrzeugs. Dabei kann der Biegesensor insbesondere entsprechend
der jeweiligen Form eines Stoßfängers ausgebildet
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein biegeelastischer Träger vorgesehen,
der in dem mindestens einen Teilbereich des Sensierungsbereichs des
Biegesensors durch Erhöhungen
und/oder Vertiefungen strukturiert ist. Der Basismantel wird auf dem
Träger
ausgebildet. Durch die Erhöhungen und/oder
Vertiefungen des Trägers
werden die Erhöhungen
und/oder Vertiefungen des Basismantels oder die Unterbrechung des
Basismantels ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der Basismantel
sehr einfach und preisgünstig
kontinuierlich auf den Träger
aufgebracht werden kann. Die Strukturierung oder die Unterbrechungen
des Basismantels ergeben sich selbsttätig an den durch die Strukturierung des
Trägers
vorgegebenen Stellen. Die Strukturierung beziehungsweise die Unterbrechungen
des Basismantels sind so sehr einfach herstellbar.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Basismantel
und/oder der Deckmantel in dem mindestens einen Teilbereich durch
einen Mantelersatz ersetzt, dessen Brechzahl sich von der Brechzahl
des Basismantels unterscheidet oder der auftreffendes Licht absorbiert.
Insbesondere ist die Brechzahl des Mantelersatzes größer als
die Brechzahl des Basismantels. Dies hat den Vorteil, dass der Lichtverlust
in dem mindestens einen Teilbereich abhängig ist von der Brechzahl
des Mantelersatzes und durch geeignete Wahl der Brechzahl des Mantelersatzes
der Lichtverlust sehr einfach vorgebbar ist.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren
zum Herstellen eines Biegesensors. Mindestens ein planarer Lichtleiterkern
wird auf einem biegeelastischen Basismantel erzeugt. Der Lichtleiterkern
weist eine größere Brechzahl
auf als der Basismantel. An dem Biegesensor wird in einem Lichtpfad
zwischen einem Lichteinkoppel bereich und einem Lichtauskoppelbereich des
Lichtleiterkerns mindestens ein Sensierungsbereich ausgebildet durch
Erzeugen eines Deckmantels, der den mindestens einen Lichtleiterkern
abdeckt und der in mindestens einem Teilbereich des Sensierungsbereichs
unterbrochen ist. Der Deckmantel wird in dem mindestens einen Teilbereich durch
einen Mantelersatz ersetzt, dessen Brechzahl sich von der Brechzahl
des Basismantels unterscheidet oder der auftreffendes Licht absorbiert.
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Der
Vorteil ist, dass in dem mindestens einen Teilbereich eine Totalreflexion
an einer Grenze zwischen dem Lichtleiterkern und dem Deckmantel
für einen
Teil des in dem Lichtleiterkern führbaren Lichts aufgehoben ist.
In dem mindestens einen Teilbereich ist dadurch ein Lichtaustrittsbereich
gebildet. Abhängig
von einer Biegung des Biegesensors ist ein Grad des Lichtaustritts
und somit eine Dämpfung
des Lichts in dem jeweiligen Lichtleiterkern variabel. Ein weiterer
Vorteil ist, dass der Basismantel und/oder der Deckmantel nicht
entfernt und der mindestens eine Lichtleiterkern nicht nachbearbeitet
werden muss, um den Lichtaustrittsbereich zu schaffen. Der mindestens
eine planare Lichtleiterkern ist einfach und preisgünstig in
unterschiedlichen Formen herstellbar, so dass der Biegesensor sehr
einfach geeignet für
eine gewünschte
Anwendung hergestellt werden kann, beispielsweise als ein Sensorband
für eine Aufprallsensorvorrichtung
eines Fußgängerschutzsystems
eines Fahrzeugs. Dabei kann der Biegesensor insbesondere entsprechend
der jeweiligen Form eines Stoßfängers ausgebildet
werden. Ferner ist der Lichtverlust in dem mindestens einen Teilbereich
abhängig
von der Brechzahl des Mantelersatzes. Durch geeignete Wahl der Brechzahl
des Mantelersatzes ist der Lichtverlust daher sehr einfach vorgebbar.
Insbesondere ist die Brechzahl des Mantelersatzes größer als
die Brechzahl des Basismantels.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Basismantel
mindestens eine Nut ausgebildet, in der jeweils ein Lichtleiterkern
erzeugt wird. Der Vorteil ist, dass dadurch der Lichtleiterkern
besonders einfach und präzise
herstellbar ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird mindestens ein Spiegel
an dem Lichtleiterkern angeordnet zum Umlenken des in dem Lichtleiterkern
führbaren
Lichts in dem Lichtleiterkern parallel zu einer Ebene des Basismantels.
Dadurch kann das in dem Lichtleiterkern führbare Licht in dem Lichtleiterkern
stärker
umgelenkt werden, als dies durch einen minimalen zulässigen Krümmungsradius
des Lichtleiterkerns ohne Verlust der Totalreflexion an einer Grenze
zwischen dem Lichtleiterkern und dem Basismantel oder dem Deckmantel
möglich
wäre. Das
Licht ist so sehr einfach parallel zu der Ebene des Basismantels
bezogen auf einen unverbogenen Zustand des Biegesensors sehr eng
und mit geringem Flächenbedarf
für den
Verlauf des mindestens einen Lichtleiterkerns führbar. Der Biegesensor kann dadurch
sehr kompakt und Platz sparend ausgebildet werden. Insbesondere
kann ein Umkehrbereich für eine
gegebenenfalls erforderliche Rückführung des Lichtleiterkerns
besonders kompakt ausgebildet werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn an einem Ende des mindestens
einen Lichtleiterkerns jeweils ein Prisma angeordnet wird, dessen Endflächen verspiegelt
sind. Dies hat den Vorteil, dass das Licht in den Lichtleiterkern
zurück
geworfen werden kann. Dadurch ist das Licht in entgegen gesetzten
Richtungen durch den Lichtleiterkern führbar. So muss der Lichtleiterkern
nicht zurück
geführt
werden und so ist eine besonders kompakte Ausbildung des Biegesensors
möglich.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn in dem mindestens
einen Lichtleiterkern ein halbdurchlässiger Spiegel angeordnet wird zum
Trennen des hinlaufenden und des rücklaufenden Lichts in dem jeweiligen
Lichtleiterkern. Dies hat den Vorteil, dass das hin- und rücklaufende
Licht einfach und zuverlässig
trennbar ist. Der halbdurchlässige
Spiegel ist ferner sehr einfach in den Lichtleiterkern integrierbar.
So kann der Biegesensor besonders kompakt ausgebildet werden.
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Alternativ
werden der Lichteinkoppelbereich und der Lichtauskoppelbereich des
jeweiligen Lichtleiterkerns als ein gemeinsamer Lichteinkoppelbereich
und Lichtauskoppelbereich des jeweiligen Lichtleiterkerns ausgebildet,
das heißt
der Lichteinkoppelbereich und der Lichtauskoppelbereich des jeweiligen
Lichtleiterkerns sind an einem gemeinsamen Ende des Lichtleiterkerns
angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das hin- und rücklaufende
Licht nicht getrennt werden muss und der Biegesensor besonders kompakt
ausgebildet werden kann. Die dem jeweiligen Lichtleiterkern zugeordnete
Lichtquelle und der dem jeweiligen Lichtleiterkern zugeordnete Lichtsensor
können
so besonders kompakt und eng beieinander an dem gemeinsamen Lichteinkoppelbereich
und Lichtauskoppelbereich angeordnet werden. Insbesondere können die
Lichtquelle und der Lichtsensor des jeweiligen Lichtleiterkerns
auch als ein gemeinsames Bauelement ausgebildet sein und an dem
gemeinsamen Lichteinkoppelbereich und Lichtauskoppelbereich angeordnet
werden. Der Biegesensor kann so besonders einfach und kompakt aufgebaut
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden auf dem Basismantel
mindestens zwei Lichtleiterkerne ausgebildet. An dem Lichteinkoppelbereich
des Biegesensors wird auf dem Basismantel ein optischer Koppler
ausgebildet, der das an dem Lichteinkoppelbereich einkoppelbare
Licht auf die mindestens zwei Lichtleiterkerne aufteilt. Der Vorteil
ist, dass der optische Koppler einfach und preisgünstig mit
den mindestens zwei Lichtleiterkernen integrierbar ist und somit
keine zusätzlichen
Bauelemente für den
optischen Koppler erforderlich sind. Ferner ist so nur eine Lichtquelle
zur Speisung der mindestens zwei Lichtleiterkerne erforderlich.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird mindestens eine
Lichtquelle an dem Lichteinkoppelbereich des mindestens einen Lichtleiterkerns und/oder
ein Lichtsensor an dem Lichtauskoppelbereich des mindestens einen
Lichtleiterkerns in den Basismantel und/oder in den Lichtleiterkern
und/oder in den Deckmantel eingebettet. Der Vorteil ist, dass dadurch
eine besonders zuverlässige
Einkopplung des Lichts in den jeweiligen Lichtleiterkern beziehungsweise
ein besonders zuverlässiges
Erfassen des Lichts in dem jeweiligen Lichtleiterkern möglich ist.
Ferner ist das Einbetten der mindestens einen Lichtquelle und/oder
des mindestens einen Lichtsensors einfach und preisgünstig. Ein
weiterer Vorteil ist, dass kein aufwändiges und teures Bearbeiten
des mindestens einen Lichtleiterkerns an dem Lichteinkoppelbereich
und/oder dem Lichtauskoppelbereich erforderlich ist für das Einkoppeln
beziehungsweise das Auskoppeln des Lichts. Ferner sind keine zusätzlichen
Bauelemente für
das Einkoppeln beziehungsweise das Auskoppeln des Lichts erforderlich.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der mindestens eine
Lichtleiterkern als flüssiges Polymer
durch einen Spender dosiert entsprechend einem gewünschten
Verlauf des Lichtleiterkerns auf den Basismantel aufgebracht und
anschließend
ausgehärtet.
Das Aufbringen des Polymers erfolgt beispielsweise durch eine feine
Hohlnadel des Spenders. Dadurch ist eine präzise Dosierung und eine präzise Ausgestaltung
des Verlaufs des Lichtleiterkerns möglich. Ferner ist das Aufbringen
des Polymers so einfach, schnell und preisgünstig.
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In
einer alternativen Ausgestaltung wird der mindestens eine Lichtleiterkern
als flüssiges
Polymer durch ein Strahldruckverfahren entsprechend einem gewünschten
Verlauf des Lichtleiterkerns auf den Basismantel aufgebracht und
anschließend
ausgehärtet.
Dies hat den Vorteil, dass eine präzise Dosierung und eine präzise Ausgestaltung
des Verlaufs des Lichtleiterkerns möglich ist. Ferner ist das Aufbringen des
Polymers so einfach, preisgünstig
und besonders schnell.
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In
einer weiteren alternativen Ausgestaltung wird der mindestens eine
Lichtleiterkern als flüssiges Polymer
auf den Basismantel aufgebracht und durch ein Direktschreibeverfahren
entsprechend einem gewünschten
Verlauf des Lichtleiterkerns ausgehärtet. Dies hat den Vorteil,
dass eine präzise
Ausgestaltung des Verlaufs des Lichtleiterkerns möglich ist
und dass das Erzeugen des Lichtleiterkerns so einfach, schnell und
preisgünstig
ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Fahrzeug und ein Aufprallobjekt,
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2 eine
Aufprallsensorvorrichtung,
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3A,
B eine erste Ausführungsform
einer planaren Lichtleiterstruktur,
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4A,
B, C eine zweite Ausführungsform der
planaren Lichtleiterstruktur,
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5A,
B, C eine dritte Ausführungsform der
planaren Lichtleiterstruktur,
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6 eine
erste Ausführungsform
eines Lichtaustrittsbereichs,
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7 eine
zweite Ausführungsform
des Lichtaustrittsbereichs,
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8 ein
Funktionsprinzip der zweiten Ausführungsform des Lichtaustrittsbereichs,
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9 das
Sensorband mit einer ersten Ausführungsform
eines Umkehrbereichs,
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10 das
Sensorband mit einer zweiten Ausführungsform des Umkehrbereichs,
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11 das
Sensorband mit einer dritten Ausführungsform des Umkehrbereichs
und
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12 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des Biegesensors.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Ein
Fahrzeug 1 hat eine Aufprallsensorvorrichtung 2 (1).
Die Aufprallsensorvorrichtung 2 hat einen Sensierungsbereich 4,
der entlang eines Stoßfängers 3 des
Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Mittels des Sensierungsbereichs 4 kann
die Aufprallsensorvorrichtung 2 einen Aufprall eines Aufprallobjekts 5 erkennen.
Das Aufprallobjekt 5 kann beispielsweise ein Fußgänger sein.
Ferner hat das Fahrzeug 1 eine Auswerteeinheit 6,
in der von der Aufprallsensorvorrichtung 2 gelieferte Messsignale
ausgewertet werden und je nach dem Verlauf des jeweiligen Messsignals
auf einen Aufprall des Aufprallobjekts 5 erkannt wird und
gegebenenfalls Maßnahmen
zum Schutz des Aufprallobjekts 5 oder der Fahrzeuginsassen
eingeleitet werden. Diese Maßnahmen
können
beispielsweise ein leichtes Anheben einer Motorhaube des Fahrzeugs
sein oder auch ein Zünden
eines oder mehrerer Airbags.
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Die
Aufprallsensorvorrichtung 2 umfasst die Auswerteeinheit 6 und
ein Sensorband 7, das einen Biegesensor umfasst oder das
den Biegesensor bildet (2). Das Sensorband 7 weist
einen Zuleitungsbereich 8, einen Umkehrbereich 9 und
den Sensierungsbereich 4 auf. Die Auswerteeinheit 6 umfasst Lichtquellen 33 und
Lichtsensoren 34, die mit dem Sensorband 7 gekoppelt
sind. Alternativ können
die Lichtquellen 33 und/oder die Lichtsensoren 34 auch in
dem Biegesensor angeordnet sein. Durch ein Verbiegen des Sensorbandes 7 in
dem Sensierungsbereich 4 verändert sich die Dämpfung des
Lichts in dem Sensorband 7. Die Auswerteeinheit 6 ist
ausgebildet, diese Veränderung
der Dämpfung
zu erfassen.
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3A und 3B zeigen
eine erste Ausführungsform
einer planaren Lichtleiterstruktur des Sensorbandes 7.
Das Sensor band 7, das den Biegesensor bildet, umfasst einen
biegeelastischen Basismantel 10, der einen Träger 11 bildet.
Auf dem Basismantel 10 ist ein planarer Lichtleiterkern 12 als Schichtwellenleiter
ausgebildet. Der Lichtleiterkern 12 ist durch einen Deckmantel 13 abgedeckt.
Das Sensorband 7 ist beispielsweise etwa 1,5 bis 2,5 Meter
lang und ist vorzugsweise nur wenige Millimeter breit, zum Beispiel
etwa 6 Millimeter. Das Sensorband 7 beziehungsweise der
Biegesensor kann jedoch auch kürzer
oder länger
oder schmaler oder breiter ausgebildet sein. Der Lichtleiterkern 12 weist bevorzugt
eine Breite von weniger als 500 Mikrometern auf. Besonders günstig ist
eine Breite von 100 Mikrometern oder weniger. Der Lichtleiterkern 12 kann
jedoch auch breiter ausgebildet sein.
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Eine
Brechzahl des Basismantels 10 und des Deckmantels 13 ist
jeweils so gewählt,
dass das in dem Lichtleiterkern 12 fährbare Licht an einer Grenze zwischen
dem Lichtleiterkern 12 und dem Basismantel 10 beziehungsweise
dem Deckmantel 13 totalreflektiert wird. Dazu sind der
Basismantel 10 und der Deckmantel 13 so ausgebildet,
dass eine Brechzahl des Lichtleiterkerns 12 jeweils größer ist
als die Brechzahl des Basismantels 10 und des Deckmantels 13.
Vorzugsweise ist die Brechzahl des Deckmantels 13 gleich
der Brechzahl des Basismantels 10.
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Ferner
sind der Basismantel 10 und der Deckmantel 13 vorzugsweise
aus dem gleichen Material hergestellt. Beispielsweise sind der Lichtleiterkern 12,
der Basismantel 10 und der Deckmantel 13 aus dem
gleichen Material hergestellt, beispielsweise aus einem Polyimid,
einem Epoxidharz oder Polymethylmethacrylat, kurz: PMMA. Jedoch
sind der Lichtleiterkern 12 einerseits und der Basismantel 10 und der
Deckmantel 13 andererseits unterschiedlich dotiert, zum
Beispiel mit Fluor, so dass diese eine unterschiedliche Brechzahl
aufweisen.
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Der
Lichtleiterkern 12 ist vorzugsweise ein Polymerlichtleiterkern,
der erzeugt wird durch Aufbringen des Polymers in flüssiger Form
auf den Basismantel 10 und durch anschließen des Aushärten des
Polymers in einem gewünschten
Verlauf und in einer gewünschten
Form. Dazu ist das flüssige
Polymer vorzugsweise lichtempfindlich ausgebildet, so dass das flüssige Polymer
durch Belichten ausgehärtet
werden kann, zum Beispiel durch Belichten mittels UV-Licht.
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4A, 4B und 4C zeigen
eine zweite Ausführungsform
der planaren Lichtleiterstruktur des Sensorbands 7. Der
Träger 11 ist
als separat vorgefertigtes, biegeelastisches Bauelement ausgebildet.
Der Träger 11 ist
beispielsweise aus Polyethylen hergestellt, kann jedoch auch aus
einem anderen Material hergestellt sein. Der Träger 11 muss keine
besonderen optischen Eigenschaften aufweisen. Der Träger 11 ist
jedoch, je nach Ausgestaltung des Biegesensors, bevorzugt aus einem Licht
absorbierenden Material hergestellt. Auf dem Träger 11 ist der Basismantel 10 ausgebildet.
Auf dem Basismantel 10 ist der Lichtleiterkern 12 ausgebildet.
Der Lichtleiterkern 12 ist durch den Deckmantel 13 abgedeckt.
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5A, 5B und 5C zeigen
eine dritte Ausführungsform
der planaren Lichtleiterstruktur des Sensorbands 7. In
dem Basismantel 10 ist eine Nut 14 ausgebildet,
in der der Lichtleiterkern 12 ausgebildet ist. Der Lichtleiterkern 12 ist
durch den Deckmantel 13 abgedeckt.
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Bezüglich der
optischen Eigenschaften, insbesondere der Brechzahlen, des Lichtleiterkerns 12, des
Basismantels 10, des Deckmantels 13 und des Trägers 11 gelten
für alle
Ausführungsformen
grundsätzlich
die gleichen Voraussetzungen, die oben bereits erläutert wurden.
Es können
auch zwei oder mehr als zwei Lichtleiterkerne 12 auf dem
Basismantel 10 ausgebildet sein, die bevorzugt parallel
zueinander in Längsrichtung
des Sensorbands 7 verlaufen.
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Für die Funktion
als Biegesensor umfasst das Sensorband 7 in dem Sensierungsbereich 4 mindestens
einen Lichtaustrittsbereich 16. Der mindestens eine Lichtaustrittsbereich 16 ist
so ausgebildet, dass abhängig
von einer Biegung des Biegesensors in dem Lichtaustrittsbereich 16 ein
unterschiedlich großer
Teil des in dem Lichtleiterkern 12 geführten Lichts aus dem Lichtleiterkern 12 austreten
kann. Dadurch erfährt
das in den Lichtleiterkern 12 eingekoppelte Licht abhängig von
der Biegung des Biegesensors in dem Lichtaustrittsbereich 16 entsprechend eine
unterschiedlich große
Dämpfung.
Aus der Dämpfung
des Lichts kann so rückgeschlossen
werden auf die aktuelle Biegung des Biegesensors. Ist mehr als ein
Lichtleiterkern 12 vorgesehen, dann weist jeder Lichtleiterkern 12 den
mindestens einen Lichtaustrittsbereich 16 vorzugsweise
an einer anderen Position innerhalb des Sensierungsbereichs 4 auf.
Dadurch kann eine Position der Biegung des Biegesensors abhängig von
der Dämpfung
des Lichts in dem jeweiligen Lichtleiterkern 12 ermittelt
werden.
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6 zeigt
eine erste Ausführungsform
des Lichtaustrittsbereichs 16. Der Träger 11 weist in dem Lichtaustrittsbereich 16 eine
Strukturierung 15 in Form von Erhöhungen und/oder Vertiefungen
auf. Bei dem Ausbilden des Basismantels 10 auf dem Träger 11 wird
durch diese Strukturierung 15 des Trägers 11 der Basismantel 10 in
dem Lichtaustrittsbereich 16 unterbrochen oder entsprechend
der Strukturierung 15 des Trägers 11 in Form von
Erhöhungen und/oder
Vertiefungen strukturiert. Bei dem Erzeugen des Lichtleiterkerns 12 auf
dem Basismantel 10 kann so auch der Lichtleiterkern 12 in
dem Lichtaustrittsbereich 16 strukturiert werden. Durch
die Strukturierung 15 ist für einen Teil des Lichts in
dem Lichtleiterkern 12 die Totalreflexion in dem Lichtaustrittsbereich 16 an
der Grenze des Lichtleiterkerns 12 und des Basismantels 10 aufgehoben,
so dass Licht aus dem Lichtleiterkern 12 austreten kann.
Bevorzugt ist der Träger 11 Licht
absorbierend ausgebildet, so dass der aus dem Lichtleiterkern 12 austretende
Teil des Lichts in dem Träger 11 absorbiert
wird.
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Bei
einer Biegung des Biegesensors in dem Lichtaustrittsbereich 16 in
einer so genannten positiven Richtung, bei der der Lichtaustrittsbereich 16 gestreckt
wird, wird durch Streuung und/oder Absorption mehr Licht aus dem
Lichtleiter kern 12 ausgekoppelt als in einem unverbogenen
Zustand des Biegesensors. Es kann somit weniger Lichtleistung am Ende
des Lichtleiterkerns 12 gemessen werden, die Dämpfung des
Lichts in dem Lichtleiterkern 12 ist vergrößert. Bei
einer Biegung des Biegesensors in dem Lichtaustrittsbereich 16 in
eine entgegen gesetzte negative Richtung, bei der der Lichtaustrittsbereich 16 gestaucht
wird, wird der Lichtverlust verringert und es kann eine größere Lichtleistung
am Ende des Lichtleiterkerns 12 gemessen werden als in
dem unverbogenen Zustand des Biegesensors, die Dämpfung des Lichts in dem Lichtleiterkern 12 ist verringert.
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7 zeigt
eine alternative oder zusätzliche Ausführungsform
des Lichtaustrittsbereichs 16. Der Basismantel 10 ist
in dem Lichtaustrittsbereich 16 unterbrochen und durch
einen Mantelersatz 17 ersetzt. Entsprechend kann ebenso
alternativ oder zusätzlich der
Deckmantel 13 in dem Lichtaustrittsbereich 16 unterbrochen
und durch den Mantelersatz 17 ersetzt sein. Die Brechzahl
des Mantelersatzes 17 unterscheidet sich von der Brechzahl
des Basismantels 10. Bevorzugt ist die Brechzahl des Mantelersatzes 17 größer als
die Brechzahl des Basismantels 10. Ferner ist die Brechzahl
des Mantelersatzes 17 bevorzugt kleiner oder gleich der
Brechzahl des mindestens einen Lichtleiterkerns 12. Die
Brechzahl des Mantelersatzes 17 kann jedoch auch kleiner
als die Brechzahl des Basismantels 10 oder größer als
die Brechzahl des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 sein.
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8 zeigt
ein Funktionsprinzip der zweiten Ausführungsform des Lichtaustrittsbereichs 16 gemäß 7.
Ein erster Lichtstrahl 18 trifft mit einem ersten Einfallswinkel 19 auf
die Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und dem Basismantel 10.
Der erste Einfallswinkel 19 ist größer als ein Grenzwinkel für die Totalreflexion
an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und dem Basismantel 10,
das heißt der
erste Lichtstrahl 18 wird an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und
dem Basismantel 10 totalreflektiert und verbleibt daher
in dem Lichtleiterkern 12. Ein zweiter Licht strahl 20 mit
einem zweiten Einfallswinkel 21, der dem ersten Einfallswinkel 19 entspricht,
trifft auf eine Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und
dem Mantelersatz 17. Die Brechzahl des Mantelersatzes 17 ist
größer als
die Brechzahl des Basismantels 10. Dadurch ist der zweite
Einfallswinkel 21 kleiner als ein Grenzwinkel für die Totalreflexion
an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und dem Mantelersatz 17,
das heißt
der zweite Lichtstrahl 20 wird an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und
dem Mantelersatz 17 nicht totalreflektiert und tritt somit
zumindest teilweise aus dem Lichtleiterkern 12 aus. Ein
dritter Lichtstrahl 22 trifft mit einem dritten Einfallswinkel 23 ebenfalls
auf die Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und dem Mantelersatz 17.
Der dritte Einfallswinkel 23 ist jedoch größer als
der zweite Einfallswinkel 21 und größer als der Grenzwinkel für die Totalreflexion
an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und dem Mantelersatz 17.
Dadurch wird der dritte Lichtstrahl 22 an der Grenze zwischen
dem Lichtleiterkern 12 und dem Mantelersatz 17 totalreflektiert,
das heißt der
dritte Lichtstrahl 22 verbleibt in dem Lichtleiterkern 12.
Durch geeignete Wahl der Brechzahl des Mantelersatzes 17 kann
so sehr präzise
vorgegeben werden, wie viel Licht in dem Lichtaustrittsbereich 16 bei
einer vorgegebenen Biegung des Biegesensors in dem Lichtaustrittsbereich 16 aus
dem Lichtleiterkern 12 austreten kann.
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Beispielsweise
beträgt
die Brechzahl des Lichtleiterkerns 12 1,49, die Brechzahl
des Basismantels 10 und des Deckmantels 13 1,35
und die Brechzahl des Mantelersatzes 17 1,42. Der Grenzwinkel
für die
Totalreflexion an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und
dem Basismantel 10 ergibt sich dann als Arkussinus des
Quotienten aus 1,35 und 1,49 und beträgt etwa 65°. Der Grenzwinkel für die Totalreflexion
an der Grenze zwischen dem Lichtleiterkern 12 und dem Mantelersatz 17 ergibt
sich entsprechend als Arkussinus des Quotienten aus 1,42 und 1,49
und beträgt
etwa 72°.
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Die
Brechzahl des Mantelersatzes 17 kann beispielsweise auch
etwa gleich oder größer der Brechzahl
des Lichtleiterkerns 12 gewählt werden. Jedoch ist dann
zur Vermeidung eines zu großen Lichtverlusts
der Lichtaustrittsbereich 16 in seiner Ausdehnung entsprechend
klein zu wählen.
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9 zeigt
ein Sensorband 7 mit einer ersten Ausführungsform des Umkehrbereichs 9.
Der Biegesensor umfasst vier Lichtleiterkerne 12 und einen
optischen Koppler 24. Der optische Koppler 24 teilt
das in einen Lichteinkoppelbereich 25 eingekoppelte Licht
auf die vier Lichtleiterkerne 12 auf. Der optische Koppler 24 ist
zusammen mit den vier Lichtleiterkernen 12 als ein weiterer
planarer Lichtleiterkern ausgebildet.
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Ausgehend
von dem Lichteinkoppelbereich 25 an einem Ende des Trägers 11 sind
die Lichtleiterkerne 12 in Längsrichtung des Trägers 11 und
parallel zueinander ausgebildet. In dem Umkehrbereich 9 sind
die Lichtleiterkerne 12 bogenförmig und dann parallel zueinander
und längs
des Trägers 11 zurück an das
Ende des Trägers 11 zu
einem jeweiligen Lichtauskoppelbereich 26 der vier Lichtleiterkerne 12 geführt. Dabei
ist zu berücksichtigen,
dass ein Umlenkradius des jeweiligen Lichtleiterkerns 12 einen vorgegebenen
minimalen Umlenkradius nicht unterschreitet. Bei Unterschreiten
des minimalen Umlenkradius ist der Grenzwinkel für die Totalreflexion an der
Grenze zwischen dem jeweiligen Lichtleiterkern 12 und dem
jeweiligen Basismantel 10 beziehungsweise dem jeweiligen
Deckmantel 13 für
das in dem jeweiligen Lichtleiterkern 12 führbare Licht
unterschritten, so dass das Licht nicht weiter in dem jeweiligen
Lichtleiterkern 12 geführt
wird und aus diesem zumindest teilweise austritt.
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10 zeigt
eine zweite Ausführungsform des
Umkehrbereichs 9 anhand eines einzelnen Lichtleiterkerns 12.
Der Lichtleiterkern 12 ist in dem Umkehrbereich 9 rechtwinklig
in einer Ebene parallel zu dem Basismantel 10 auf dem Basismantel 10 ausgebildet.
In jedem rechten Winkel des Lichtleiterkerns 12 ist ein
Spiegel, insbesondere ein Mikrospiegel, in den Lichtleiterkern 12 eingebettet.
Für das
Rückführen des
Lichts sind in dem Umkehrbereich 9 ein erster Spiegel 27 und
ein zweiter Spiegel 28 vorgesehen, die das Licht jeweils
in einem Winkel von etwa 90° umlenken.
Dadurch muss für
das Umlenken des Lichts in dem Umkehrbereich 9 der minimale
Umlenkradius nicht berücksichtigt
werden, so dass der mindestens eine Lichtleiterkern 12 in
dem Umkehrbereich 9 kompakt und mit einem geringen Flächenbedarf
ausgebildet werden kann. Durch das Vorsehen mindestens eines Spiegels
in dem mindestens einen Lichtleiterkern 12 und bei geeigneter
Ausrichtung des mindestens einen Spiegels in Bezug auf den Verlauf
des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 kann das Licht
jedoch auch in anderen Winkeln abgelenkt werden.
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11 zeigt
eine dritte Ausführungsform
des Umkehrbereichs 9 anhand eines einzelnen Lichtleiterkerns 12.
Der Lichtleiterkern 12 weist in dem Umkehrbereich 9 ein
Prisma 29 auf, das an einer ersten Endfläche einen
ersten verspiegelten Bereich 30 und an einer zweiten Endfläche einen
zweiten verspiegelten Bereich 31 aufweist. Der erste verspiegelte
Bereich 30 und der zweite verspiegelte Bereich 31 entsprechen
in ihrer Funktion im Wesentlichen dem ersten Spiegel 27 und
dem zweiten Spiegel 28. Jedoch wird das Licht so umgelenkt,
dass es in dem Lichtleiterkern 12 in Richtung zu dem Lichteinkoppelbereich 25 zurückgeführt wird.
Zum Trennen des Anteils des Lichts, das von dem Lichteinkoppelbereich 25 hin
zu dem Umkehrbereich 9 geführt wird, und des Anteils des
Lichts, das von dem Umkehrbereich 9 zurück in Richtung des Lichteinkoppelbereichs 25 geführt wird, ist
in dem Lichtleiterkern 12 ein halbdurchlässiger Spiegel 32 angeordnet.
Der halbdurchlässige
Spiegel 32 ist vorzugsweise in dem Zuleitungsbereich 8 nahe
dem Lichteinkoppelbereich 25 angeordnet.
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Das
in dem Lichtleiterkern 12 von dem Umkehrbereich 9 rückgeführte Licht
wird durch den halbdurchlässigen
Spiegel 32 teilweise umgelenkt hin zu dem Lichtaunkoppelbereich 26,
der beispielsweise in einem Winkel von etwa 90° zu dem Lichteinkoppelbereich 25 an
dem Lichtleiterkern 12 angeordnet ist.
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Auch
die dritte Ausführungsform
des Umkehrbereichs 9 hat den Vorteil, dass durch Vorsehen des
Prismas mit seinen verspiegelten Endflächen für das Umlenken des Lichts in
dem Umkehrbereich 9 der minimale Umlenkradius nicht berücksichtigt
werden muss und der jeweilige Lichtleiterkern 12 so in dem
Umkehrbereich 9 kompakt und mit einem geringen Flächenbedarf
ausgebildet werden kann. Alternativ zu dem Vorsehen des halbdurchlässigen Spiegels 32 können der
Lichteinkoppelbereich 25 und der Lichtauskoppelbereich 26 des
jeweiligen Lichtleiterkerns 12 jeweils als ein gemeinsamer
Lichteinkoppelbereich 25 und Lichtauskoppelbereich 26 ausgebildet
sein und können
die jeweilige Lichtquelle 33 und der jeweilige Lichtsensor 34 an
dem jeweiligen gemeinsamen Lichteinkoppelbereich 25 und
Lichtauskoppelbereich 26 angeordnet sein. Bevorzugt sind die
jeweilige Lichtquelle 33 und der jeweilige Lichtsensor 34 dann
als ein gemeinsames Bauelement ausgebildet.
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An
dem Lichteinkoppelbereich 25 ist vorzugsweise die Lichtquelle 33 in
den Lichtleiterkern 12 eingebettet. Die Lichtquelle 33 ist
zum Beispiel eine Leuchtdiode. Es kann auch in dem Lichteinkoppelbereich 25 jedes
Lichtleiterkerns 12 jeweils eine Lichtquelle 33 vorgesehen
sein. Entsprechend ist vorzugsweise an den jeweiligen Lichtauskoppelbereichen 26 jeweils
ein Lichtsensor 34 in den Lichtleiterkern 12 eingebettet.
Die Lichtquellen 33 und/oder die Lichtsensoren 34 können jedoch
ebenso in dem Basismantel 10 oder dem Deckmantel 13 eingebettet sein,
sofern das Licht aus der jeweiligen Lichtquelle 33 in geeigneter
Weise in den Lichtleiterkern 12 einkoppelt beziehungsweise
aus dem Lichtleiterkern 12 hin zu dem jeweiligen Lichtsensor 34 auskoppelt.
In dem jeweiligen Lichteinkoppelbereich 25 und/oder Lichtauskoppelbereich 26 kann
jeweils auch ein weiterer Spiegel vorgesehen sein zum Umlenken des Lichts
in den jeweiligen Lichtleiterkern 12 hinein beziehungsweise
aus diesem heraus.
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In
dem Träger 11 und/oder
in dem Basismantel 10 und/oder in dem Deckmantel 13 kann
zusätzlich
mindestens ein mechanisches Verstärkungselement angeordnet sein.
Das mindestens eine me chanische Verstärkungselement ist beispielsweise
als mechanische Verstärkungsfaser
parallel zu dem mindestens einen Lichtleiterkern 12 angeordnet.
Das mindestens eine Verstärkungselement
wird zum Beispiel während
des Herstellens des Trägers 11 beziehungsweise
des Basismantels 10 oder des Deckmantels 13 in
diese eingebettet.
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Bevorzugt
sind mechanische Verstärkungselemente
so angeordnet, dass der mindestens eine Lichtleiterkern 12 zwischen
mechanischen Verstärkungselementen
angeordnet ist. Bevorzugt ist der Durchmesser der mechanischen Verstärkungselemente
größer als
ein Durchmesser des mindestens einen Lichtleiterkerns 12.
Dadurch ist der mindestens eine Lichtleiterkern 12 besonders
gut gegen Kräfte quer
zu seiner Längsrichtung
geschützt.
Insbesondere kann so verhindert werden, dass Druckkräfte quer zu
der Längsrichtung
des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 auf den mindestens
einen Lichtleiterkern 12 einwirken. Dies ist vorteilhaft,
da solche Druckkräfte
zu einer Veränderung
der Dämpfung
des Lichts in dem mindestens einen Lichtleiterkern 12 führen können, die
Aufprallsensorvorrichtung 2 jedoch nur ein Verbiegen des
Sensorbandes 7 in dem Sensierungsbereich 4 erfassen
soll. Ferner sind der mindestens eine Lichtleiterkern 12 und
das mindestens eine mechanische Verstärkungselement bevorzugt flächig nebeneinander
angeordnet.
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Das
mindestens eine mechanische Verstärkungselement ist vorzugsweise
aus glasfaserverstärktem
Kunststoff hergestellt. Das mindestens eine mechanische Verstärkungselement
kann jedoch auch zum Beispiel aus Polyalkylenterephthalaten, z.B.
Mylarfolien, hergestellt werden. Ferner können zum Übertragen von Zugkräften beispielsweise
auch Kevlar- oder Glasgarne genutzt werden, und zum Schutz vor Querdruckkräften können auch
Kunststoffstäbe
genutzt werden.
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12 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des Sensorbandes 7.
Das Verfahren beginnt in einem Schritt S1. In einem Schritt S2 wird
gegebenenfalls der Trä ger 11 bereitgestellt
und/oder wird die Strukturierung 15 auf dem Träger 11 ausgebildet.
In einem Schritt S3 wird der Basismantel 10 entweder als
Träger 11 ausgebildet oder
wird der Basismantel 10 auf dem gegebenenfalls vorgesehenen
separaten Träger 11 ausgebildet. In
dem vorgesehenen Lichtaustrittsbereich 16 wird der Basismantel 10 entsprechend
durch die Strukturierung 15 des Trägers 11 unterbrochen
oder strukturiert oder der Basismantel 10 wird in dem vorgesehenen
Lichtaustrittsbereich 16 unterbrochen, das heißt nicht
ausgebildet.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann in einem Schritt S4 der Mantelersatz 17 zum Auffüllen des
unterbrochenen Basismantels 10 ausgebildet werden. In einem
Schritt S5 wird der mindestens eine Lichtleiterkern 12 auf
dem Basismantel 10 ausgebildet. Ferner kann auch der optische
Koppler 24 zusammen mit dem mindestens einen Lichtleiterkern 12 ausgebildet
werden. Ferner können
gegebenenfalls zusätzlich
die mindestens eine Lichtquelle 33, der mindestens eine
Lichtsensor 34, der erste und der zweite Spiegel 27, 28 oder
weitere Spiegel, der halbdurchlässige
Spiegel 32 oder das Prisma 29 auf dem Sensorband 7 angeordnet
und vorzugsweise in den jeweiligen Lichtleiterkern 12 eingebettet
werden.
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In
einem Schritt 56 wird der mindestens eine Lichtleiterkern 12 durch
den Deckmantel 13 abgedeckt. Alternativ oder zusätzlich zu
dem Schritt S6 wird der Deckmantel 13 so ausgebildet, dass
dieser Unterbrechungen aufweist, die bevorzugt durch den Mantelersatz 17 ersetzt
werden. Das Verfahren endet in einem Schritt S8. Gegebenenfalls
können
weitere Schritte vorgesehen sein, beispielsweise zum Einbetten des
mindestens einen Verstärkungselements
oder zum Erzeugen einer Schutzhülle
um den Biegesensor.
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Für das Erzeugen
des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 auf dem Basismantel 10 eignen sich
unterschiedliche Herstellungsverfahren. Beispielsweise wird der
mindestens eine Lichtleiterkern 12 durch ein Dosier-Verfahren
als flüssiges
Poly- Polymer durch
einen Spender, einem so genannten "Dispenser", mit dem gewünschten Verlauf auf den Basismantel 10 aufgebracht
und anschließend
ausgehärtet,
zum Beispiel durch Bestrahlung mit UV-Licht. Auf diese Weise können einfach
und preisgünstig
sehr feine Lichtleiterkerne 12 von weniger als 100 Mikrometern
Breite und mehr als einem Meter Länge hergestellt werden. Alternativ
kann das flüssige
Polymer auch durch ein Strahldruckverfahren, das auch als Sprühverfahren
bezeichnet werden kann, mit dem gewünschten Verlauf auf den Basismantel 10 aufgedruckt
beziehungsweise aufgesprüht
und anschließend
ausgehärtet
werden. Bei beiden Verfahren wird das Sensorband 7 während der
Erzeugung des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 bevorzugt
auf einem Schlitten in Längsrichtung
bewegt unter einem im Wesentlichen stationären Spender beziehungsweise
Druckkopf. Dadurch kann der mindestens eine Lichtleiterkern 12 sehr
präzise
und homogen auf einer Länge
von mehr als einem Meter hergestellt werden. Ein weiteres Herstellungsverfahren
zum Erzeugen des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 ist
ein Direktschreibeverfahren. Das flüssige Polymer wird flächig auf
den Basismantel 10 aufgebracht und anschließend entlang
dem gewünschten Verlauf
des mindestens einen Lichtleiterkerns 12 durch Belichten
ausgehärtet.
Das Belichten kann durch eine entsprechend ausgebildete Maske erfolgen
oder direkt durch einen Laser. Nicht belichtete Bereiche des aufgebrachten
flüssigen
Polymers werden anschließend
entfernt, zum Beispiel durch ein Lösungsmittel.
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Der
Vorteil ist, dass durch die genannten Herstellungsverfahren mehrere
Lichtleiterkerne 12 sehr eng nebeneinander ausgebildet
werden können.
Zum Beispiel können 16 oder
auch 32 Lichtleiterkerne 12 zuverlässig auf
einem 6 Millimeter breiten Sensorband 7 ausgebildet werden.
Die Lichtaustrittsbereiche 16 in dem Sensierungsbereich 4 können sehr
präzise
positioniert und dimensioniert werden, so dass die Eigenschaften
des Biegesensors zuverlässig
und präzise
vorgebbar sind. Durch Ausbilden der Lichtleiterkerne 12 auf
Polyimidbasis ist ferner eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 380°C gegeben,
Lichtleiterkerne 12 auf Epoxidharzbasis sind bis zu 200°C temperaturbeständig. Dies
ist insbesondere vorteilhaft für
die Nutzung in Kraftfahrzeugen. Ein weiterer Vorteil ist, dass das
Sensorband 7 sehr einfach entsprechend einer gewünschten
Form herstellbar ist. Beispielsweise weisen Stoßfänger einiger Kraftfahrzeugmodelle
einen V-förmigen
Verlauf auf. Das Sensorband 7 und die darauf ausgebildeten Lichtleiterkerne 12 sind
sehr einfach in dieser V-Form ausbildbar, so dass das Sensorband 7 nicht
nachträglich
in die gewünschte
Form gebracht werden muss. Ferner ist das Herstellen des mindestens
einen Lichtleiterkerns 12 schnell, präzise und preisgünstig möglich.
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Aufprallsensorvorrichtung
- 3
- Stoßfänger
- 4
- Sensierungsbereich
- 5
- Aufprallobjekt
- b
- Auswerteeinheit
- 7
- Sensorband
- 8
- Zuleitungsbereich
- 9
- Umkehrbereich
- 10
- Basismantel
- 11
- Träger
- 12
- Lichtleiterkern
- 13
- Deckmantel
- 14
- Nut
- 15
- Strukturierung
- 16
- Lichtaustrittsbereich
- 17
- Mantelersatz
- 18
- erster
Lichtstrahl
- 19
- erster
Einfallswinkel
- 20
- zweiter
Lichtstrahl
- 21
- zweiter
Einfallswinkel
- 22
- dritter
Lichtstrahl
- 23
- dritter
Einfallswinkel
- 24
- optischer
Koppler
- 25
- Lichteinkoppelbereich
- 26
- Lichtauskoppelbereich
- 27
- erster
Spiegel
- 28
- zweiter
Spiegel
- 29
- Prisma
- 30
- erster
verspiegelter Bereich
- 31
- zweiter
verspiegelter Bereich
- 32
- halbdurchlässiger Spiegel
- 33
- Lichtquelle
- 34
- Lichtsensor
- S
- Schritt