DE20004248U1

DE20004248U1 - Pressure sensor

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Publication number: DE20004248U1
Application number: DE20004248U
Authority: DE
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: WET Automotive Systems AG
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2010-03-11

Description

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W.E.T. Automotive Systems Ao ·: :.':*: :: :W.E.T. Automotive Systems Ao ·: :.':*: :: : DrucksensorPressure sensor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor mit einem Kondensator mit einem ersten Kondensator-Polelement und mindestens einem zweiten Kondensator-Polelement, welche beabstandet zueinander angeordnet sind.The present invention relates to a pressure sensor with a capacitor having a first capacitor pole element and at least one second capacitor pole element, which are arranged at a distance from one another.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, Drucksensoren z.B. in Fahrzeugsitze zu integrieren, um zu erkennen, ob der jeweilige Sitz besetzt ist. Dies ist beispielsweise für das Auslösen von Airbags relevant.It is known to integrate pressure sensors into vehicle seats, for example, to detect whether the seat is occupied. This is relevant, for example, for the deployment of airbags.

Fig. 1 zeigt den Sockel 11 eines Sitzes. Auf diesen Sockel 11 ist ein Drucksensor 100 mit elektrischen Anschlußleitungen 4 und 5 aufgelegt. Auf den Sockel 11 und den Drucksensor 100 wird ein Sitzpolster 10 aufgebracht.Fig. 1 shows the base 11 of a seat. A pressure sensor 100 with electrical connection lines 4 and 5 is placed on this base 11. A seat cushion 10 is placed on the base 11 and the pressure sensor 100.

In Betrieb erzeugt ein Benutzer durch sein Körpergewicht eine Kraft F auf das Sitzpolster 10. Der Sockel 11 des Sitzes wirkt dieser Kraft entgegen, so daß der Sensor 12 zusammengedrückt wird und eine Belastung des Sitzes registriert.During operation, a user generates a force F on the seat cushion 10 through his body weight. The base 11 of the seat counteracts this force, so that the sensor 12 is compressed and registers a load on the seat.

Bekannte Sensoren besitzen gemäß Fig. 2 ein erstes Kondensator-Polelement 1 und ein zweites Kondensator-Polelement 3, welche aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Hierfür wird beispielsweise eine Metallfolie benutzt. Das erste Kondensator-Polelement 1 und das zweite Kondensator-Polelement 3 sind durch eine Isolationseinrichtung 2 gegeneinander beabstandet. Die Isolationseinrichtung 2 besteht aus einem kompressiblen, elektrisch nicht leitfähigen Material und isoliert die beiden Kondensator-Polelemente 1, 3 voneinander. Das Kondensator-Polelement 3 ist über die Anschlußleitung 5 von Fig. 1 mit einer nicht gezeigten Auswerteelektronik verbunden. Das Kondensator-Polelement 1 ist hierfür mit der Anschlußleitung 4 von Fig. 1 verbunden.According to Fig. 2, known sensors have a first capacitor pole element 1 and a second capacitor pole element 3, which consist of an electrically conductive material. For example, a metal foil is used for this. The first capacitor pole element 1 and the second capacitor pole element 3 are spaced apart from one another by an insulation device 2. The insulation device 2 consists of a compressible, electrically non-conductive material and insulates the two capacitor pole elements 1, 3 from one another. The capacitor pole element 3 is connected to an evaluation electronics (not shown) via the connecting line 5 of Fig. 1. The capacitor pole element 1 is connected to the connecting line 4 of Fig. 1 for this purpose.

Wird ein solcher Sensor durch das Gewicht einer Person belastet, so führt dies zu einer Kompression der Isolationseinrichtung 2 und somit zu einerIf such a sensor is loaded by the weight of a person, this leads to a compression of the insulation device 2 and thus to a

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Annäherung der Kondensator-Polelemente 1, 3 zueinander. Der aus den Kondensator-Polelementen 1, 3 gebildete Kondensator ändert dadurch seine Kapazität. Überschreitet diese Änderung einen vorgegebenen Schaltwert, so wird dies von der Auswerteelektronik als Wechsel vom unbesetzten in den besetzten Zustand erkannt.The capacitor pole elements 1, 3 approach each other. The capacitor formed from the capacitor pole elements 1, 3 changes its capacitance as a result. If this change exceeds a predetermined switching value, this is recognized by the evaluation electronics as a change from the unoccupied to the occupied state.

Eine Entlastung des Sitzes bewirkt eine umgekehrte Bewegung der Kondensatorplatten und führt zu einer ebenfalls registrierbaren Kapazitätsänderung. Ist diese groß genug, so wird der Sitz wieder als "frei" erkannt.Relieving the seat causes the capacitor plates to move in the opposite direction and leads to a change in capacitance that can also be recorded. If this change is large enough, the seat is recognized as "free" again.

Nachteilig beim Stand der Technik ist, daß die erzielbare Funktionssicherheit unzureichend ist. Setzt man den Schaltwert für die erforderliche Kapazitätsänderung zu hoch an, so kann das Gewicht von leichten Personen, wie z.B. Kindern, unter Umständen nicht ausreichen, um den Sitz als besetzt zu erkennen. Wird der erforderliche Schaltwert zu niedrig angesetzt, so können Material-Spannungen im Sitz z.B. durch Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen zu einem falschen "Besetzf-Signal führen.The disadvantage of the current state of the art is that the achievable functional reliability is insufficient. If the switching value for the required capacitance change is set too high, the weight of light people, such as children, may not be sufficient to detect that the seat is occupied. If the required switching value is set too low, material tensions in the seat, e.g. due to temperature and humidity changes, can lead to a false "occupied" signal.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mindestens ein Kondensator-Polelement mindestens eine Unebenheit an der Oberfläche seiner zum anderen Kondensator-Polelement weisenden leitfähigen Bestandteile aufweist, daß der Abstand der beiden Kondensator-Polelemente voneinander im Bereich der Unebenheit anders als in einem der Unebenheit benachbarten Bereich ist, und daß die Differenz dieser beiden verschiedenen Abstände bei Druckbeaufschlagung des Kondensators durch Verformung mindestens eines Kondensator-Polelements veränderbar - insbesondere - verringerbar ist. Dies gestattet eine Erhöhung der Kondensatorkapazität durch Verdichtung von leitfähigem Material des Kondensator-Polelementes nahe dem gegenüberliegenden Kondensator-Polelement.According to the invention, at least one capacitor pole element has at least one unevenness on the surface of its conductive components facing the other capacitor pole element, that the distance between the two capacitor pole elements in the area of the unevenness is different than in an area adjacent to the unevenness, and that the difference between these two different distances can be changed - in particular - reduced when the capacitor is subjected to pressure by deforming at least one capacitor pole element. This allows the capacitor capacitance to be increased by compressing conductive material of the capacitor pole element near the opposite capacitor pole element.

Es kann zweckmäßig sein, daß bei einem Drucksensor mit einem erstenIt may be useful for a pressure sensor with a first

2:2:

Kondensator-Polelement, mit mindestens einem zweiten Kondensator-Polelement und mit mindestens einer elektrisch nicht leitenden Isolationseinrichtung, welche zumindest teilweise zwischen den beiden Kondensator-Polelementen angeordnet ist, mindestens ein Kondensator-Polelement zumindest in einem Teilbereich seiner zum jeweils anderen Kondensator-Polelement gewandten Oberfläche von der Isolationseinrichtung beabstandet ist, und daß der Teilbereich durch Druckbeaufschlagung des Drucksensors durch flexible Verformung des Kondensator-Poles zur Isolationseinrichtung hin bewegbar ist. Dies gestattet eine Erhöhung der Kondensatorkapazität durch Verdichtung von leitfähigem Material des Kondensator-Polelementes nahe dem gegenüberliegenden Kondensator-Polelement. Capacitor pole element, with at least one second capacitor pole element and with at least one electrically non-conductive insulation device which is arranged at least partially between the two capacitor pole elements, at least one capacitor pole element is spaced from the insulation device at least in a partial area of its surface facing the other capacitor pole element, and that the partial area can be moved towards the insulation device by applying pressure to the pressure sensor through flexible deformation of the capacitor pole. This allows an increase in the capacitor capacitance by compacting conductive material of the capacitor pole element near the opposite capacitor pole element.

Es kann zweckmäßig sein, daß bei einem Drucksensor mit einem ersten Kondensator-Polelement, mit mindestens einem zweiten Kondensator-Polelement und mit mindestens einer elektrisch nicht leitenden Isolationseinrichtung, welche zumindest teilweise zwischen den beiden Kondensator-Polelementen angeordnet ist, mindestens ein Kondensator-Polelement an der Oberfläche seiner dem anderen Kondensator-Polelement zugewandten elektrisch leitfähigen Bestandteile mindestens eine Unebenheit einer bestimmten Normaltiefe besitzt, und daß die Normaltiefe bei Druckbeaufschlagung des Drucksensors durch flexible Verformung des Kondensator-Polelementes auf eine Meßtiefe verringerbar ist.It may be expedient for a pressure sensor with a first capacitor pole element, with at least one second capacitor pole element and with at least one electrically non-conductive insulation device which is arranged at least partially between the two capacitor pole elements, to have at least one unevenness of a certain normal depth on the surface of its electrically conductive components facing the other capacitor pole element, and for the normal depth to be reducible to a measuring depth by flexible deformation of the capacitor pole element when pressure is applied to the pressure sensor.

Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens eines der Kondensator-Polelemente in Richtung auf die Isolationseinrichtung kompressibel ist.It may be expedient for at least one of the capacitor pole elements to be compressible in the direction of the insulation device.

Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens ein Kondensator-Polelement nur in einem der Isolationseinrichtung zugewandten Oberflächenbereich kompressibel ist. Dies ermöglicht eine Sicherstellung der Sensorfunktionalität und gestattet gleichzeitig, das Kondensator-Polelement möglichst stabil auszuführen.It may be expedient for at least one capacitor pole element to be compressible only in a surface area facing the insulation device. This ensures the sensor functionality and at the same time allows the capacitor pole element to be designed to be as stable as possible.

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Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens ein Kondensator-Polelement zumindest teilweise steif und/oder zumindest teilweise flexibel ist.It may be expedient for at least one capacitor pole element to be at least partially rigid and/or at least partially flexible.

Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens eines der Kondensator-Polelemente ein metallisiertes Textil aus synthetischen Fasern aufweist. Dies gestattet eine preisgünstige Herstellung und ausreichende Flexibilität des Kondensator-Polelementes.It may be expedient for at least one of the capacitor pole elements to have a metallized textile made of synthetic fibers. This allows for cost-effective production and sufficient flexibility of the capacitor pole element.

Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens eines der Kondensator-Polelemente elektrisch leitfähige Fasern aufweist, welche in ein elektrisch nicht leitfähiges, elastisch verformbares Material eingebettet sind. Dies gestattet eine preisgünstige Herstellung und ausreichende Flexibilität des Kondensator-Polelementes. It may be expedient for at least one of the capacitor pole elements to have electrically conductive fibers which are embedded in an electrically non-conductive, elastically deformable material. This allows inexpensive production and sufficient flexibility of the capacitor pole element.

Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens zwei verschiedene, elektrisch nicht leitfähige Medien zwischen den Kondensator-Polelementen angeordnet sind, und daß mindestens eines der Medien ein Fluid ist, welches bei Druckbeaufschlagung des Drucksensors aus dem Bereich zwischen den beiden Kondensator-Polelementen verdrängbar ist. Dies gestattet, auch andere Medien als Luft, wie beispielsweise Kohlendioxid oder Öl zu benutzen, um Korrosionsprobleme zu vermeiden.It may be expedient for at least two different, electrically non-conductive media to be arranged between the capacitor pole elements, and for at least one of the media to be a fluid which can be displaced from the area between the two capacitor pole elements when the pressure sensor is pressurized. This allows media other than air, such as carbon dioxide or oil, to be used in order to avoid corrosion problems.

Es kann zweckmäßig sein, daß die Isolationseinrichtung zumindest teilweise steif und /oder zumindest teilweise flexibel und /oder in Richtung der Druckbeaufschlagung im wesentlichen inkompressibel ist.It may be expedient for the insulation device to be at least partially rigid and/or at least partially flexible and/or substantially incompressible in the direction of pressure application.

Es kann zweckmäßig sein, daß die Isolationseinrichtung durch eine Folie gebildet ist. Dies ermöglicht eine sehr flache Bauweise.It may be useful for the insulation device to be made of a film. This allows for a very flat construction.

Es kann zweckmäßig sein, daß die Normalhöhe der Unebenheit zwischen der Isolationseinrichtung und dem Kondensator-Polelement zumindest in einem Teilbereich zwischen einem und zehn Millimetern, insbesondere zwischen zehnIt may be expedient for the normal height of the unevenness between the insulation device and the capacitor pole element to be between one and ten millimetres, in particular between ten

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Mikrometern und einem Millimeter liegt.micrometers and one millimeter.

Es kann zweckmäßig sein, daß eine Vorrichtung zum Detektieren der Anwesenheit einer Person auf einem Fahrzeugsitz einen Drucksensor mit einem der voranstehenden Merkmale aufweist.It may be expedient for a device for detecting the presence of a person on a vehicle seat to have a pressure sensor with one of the preceding features.

Es kann zweckmäßig sein, daß eines der Kondensator-Polelemente durch den Sockel des Fahrzeugsitzes gebildet wird.It may be expedient for one of the capacitor pole elements to be formed by the base of the vehicle seat.

Figurencharacters

Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:The following description deals with possible embodiments of the invention. These statements are to be understood as examples only and are made with reference to:

Fig. 1 Bodenteil eines Sitzes mit Drucksensor von vorn in Explosionsansicht Fig. 2 ein gattungsgemäßer Sensor in perspektivischer Ansicht Fig. 3a ein 1. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht Fig 3b das Ausführungsbeispiel von Fig. 3a bei Belastung in perspektivischer Ansicht von vornFig. 1 Floor part of a seat with pressure sensor from the front in exploded view Fig. 2 a generic sensor in perspective view Fig. 3a a first embodiment from the front in perspective view Fig. 3b the embodiment of Fig. 3a under load in perspective view from the front

Fig. 4a ein 2. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht Fig. 4b das Ausführungsbeispiel von Fig. 4a bei Belastung in perspektivischer Ansicht von vornFig. 4a a second embodiment from the front in perspective view Fig. 4b the embodiment of Fig. 4a under load in perspective view from the front

Fig. 5a ein 3. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht Fig. 5b ein 4. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht Fig. 5c ein 5. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht Fig. 6a ein 6. Ausführungsbeispiel von vorn im Querschnitt Fig. 6b das Ausführungsbeispiel von Fig. 6a bei Belastung im Querschnitt von vomFig. 5a a 3rd embodiment from the front in perspective view Fig. 5b a 4th embodiment from the front in perspective view Fig. 5c a 5th embodiment from the front in perspective view Fig. 6a a 6th embodiment from the front in cross section Fig. 6b the embodiment of Fig. 6a under load in cross section from

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Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Fig. 3a zeigt ein erstes Kondensator-Polelement 1. Dieses ist als flache, rechteckige Schicht aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet. Das Kondensator-Polelement 1 wird von einer Isolationseinrichtung 2 in Form einer ebenfalls rechteckigen, flachen Schicht aus elektrisch nicht leitfähigem Material bedeckt. Die beiden Schichten können wie im Ausführungsbeispiel beispielsweise durch eine mit Kupfer beschichtete Polyethylenfolie gebildet sein.Fig. 3a shows a first capacitor pole element 1. This is designed as a flat, rectangular layer made of electrically conductive material. The capacitor pole element 1 is covered by an insulation device 2 in the form of a likewise rectangular, flat layer made of electrically non-conductive material. The two layers can be formed, for example, by a polyethylene film coated with copper, as in the exemplary embodiment.

An der dem ersten Kondensator-Polelement 1 abgewandten Seite der Isolationseinrichtung 2 ist eine zweites Kondensator-Polelement 3 angeordnet. Es ist ebenfalls im wesentlichen als eine flache, rechteckige Schicht aus leitfähigem Material ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist das zweite Kondensator-Polelement 3 durch eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Schaummaterial gebildet. Das Kondensator-Polelement 3 weist an seiner der Isolationseinrichtung 2 zugewandten Oberfläche Unebenheiten in Form von Vorsprüngen 31 und Vertiefungen 32 auf. Die Vorsprünge 31 liegen an der Isolationseinrichtung 2 an. Die Vertiefungen 32 sind von der Oberfläche der Isolationseinrichtung 2 beabstandet. Die Vertiefungen 32 besitzen eine Normaltiefe H.A second capacitor pole element 3 is arranged on the side of the insulation device 2 facing away from the first capacitor pole element 1. It is also essentially designed as a flat, rectangular layer of conductive material. In the exemplary embodiment, the second capacitor pole element 3 is formed by a layer of electrically conductive foam material. The capacitor pole element 3 has unevenness in the form of projections 31 and depressions 32 on its surface facing the insulation device 2. The projections 31 rest against the insulation device 2. The depressions 32 are spaced apart from the surface of the insulation device 2. The depressions 32 have a normal depth H.

Fig. 3b zeigt die Ausführungsform von Fig. 3a bei flächiger Belastung mit einer Kraft F. Das Kondensator-Polelement 1 und die Isolationseinrichtung 2 bleiben dabei im Wesentlichen unverändert. Die der Isolationseinrichtung 2 zugewandten Vorsprünge 31 des Kondensator-Polelementes 1 werden an ihren Spitzen komprimiert und abgeflacht. Dadurch vergrössert sich die Anlagefläche des Kondensator-Polelements 3 an der Isolationseinrichtung 2. Ausserdem wird die Normaltiefe H der Vertiefungen 32 auf eine Messtiefe h reduziert. Beide Effekte bewirken, dass sich die Menge leitfähigen Materials, das sich in der Nähe der Isolationseinrichtung 2 befindet, vergrössert. Dadurch steigt die Kapazität des Kondensators. Eine Belastung des Drucksensors lässt sich somit als Änderung der Kapazität des Kondensators erkennen.Fig. 3b shows the embodiment of Fig. 3a when loaded over a large area with a force F. The capacitor pole element 1 and the insulation device 2 remain essentially unchanged. The projections 31 of the capacitor pole element 1 facing the insulation device 2 are compressed and flattened at their tips. This increases the contact surface of the capacitor pole element 3 on the insulation device 2. In addition, the normal depth H of the depressions 32 is reduced to a measuring depth h. Both effects cause the amount of conductive material located near the insulation device 2 to increase. This increases the capacitance of the capacitor. A load on the pressure sensor can thus be recognized as a change in the capacitance of the capacitor.

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Fig. 4a zeigt eine weitere Variante eines Drucksensors. Er besitzt wie die Ausführungsform von Figur 3 ein erstes, schichtartiges Kondensator-Polelement 1 und eine dieses überdeckende Isolationseinrichtung 2.Fig. 4a shows a further variant of a pressure sensor. Like the embodiment of Figure 3, it has a first, layer-like capacitor pole element 1 and an insulation device 2 covering it.

Das zweite Kondensator-Polelement 3 ist jedoch als wellenförmig gebogener, langgestreckter elektrischer Leiter gestaltet. Vorzugsweise ist er eine Faser oder ein Faden in einem elektrisch leitfähigen Textil. Im Bereich seiner Wellentäler 31' liegt das Kondensator-Polelement 3 an der dem Kondensator-Polelement 1 abgewandten Oberfläche der Isolationseinrichtung 2 an. Seine Wellengipfel 32' sind gegenüber der Oberfläche der Isolationseinrichtung 2 beabstandet. Sie besitzen eine Normaltiefe H.The second capacitor pole element 3, however, is designed as a wave-shaped, elongated electrical conductor. Preferably, it is a fiber or a thread in an electrically conductive textile. In the area of its wave troughs 31', the capacitor pole element 3 rests against the surface of the insulation device 2 facing away from the capacitor pole element 1. Its wave peaks 32' are spaced from the surface of the insulation device 2. They have a normal depth H.

Fig. 4b zeigt den Sensor von Figur 4a bei Belastung mit einer flächig wirkenden Kraft F. Während das Kondensator-Polelement 1 und die IsolationseinrichtungFig. 4b shows the sensor of Figure 4a when loaded with a surface-acting force F. While the capacitor pole element 1 and the insulation device

2 im Wesentlichen unverändert bleiben, werden die Wellengipfel 32' auf die Isolationseinrichtung 2 zubewegt. Dadurch verringert sich deren Normaltiefe H auf eine Messtiefe h. Die Wellenstruktur verflacht insgesamt. Dadurch erhöht sich im Bereich der Wellentäler 31" die Menge des elektrisch leitfähigen Materials, welche wirksam zur Kapazität des Kondensators beiträgt. Dadurch ergibt auch diese Anordnung eine Kapazitätserhöhung bei Belastung des Drucksensors.2 remain essentially unchanged, the wave peaks 32' are moved towards the insulation device 2. This reduces its normal depth H to a measuring depth h. The wave structure flattens out overall. This increases the amount of electrically conductive material in the area of the wave troughs 31", which effectively contributes to the capacitance of the capacitor. This arrangement also results in an increase in capacitance when the pressure sensor is loaded.

Fig. 5 zeigt verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der Sensoren von Fig. 3 und Fig. 4.Fig. 5 shows different possible combinations of the sensors from Fig. 3 and Fig. 4.

Fig. 5a zeigt einen Drucksensor, bei dem beide Kondensatorplatten, die in Fig.Fig. 5a shows a pressure sensor in which both capacitor plates shown in Fig.

3 dargestellte Struktur des Kondensator-Polelementes besitzen. Eine solche Anordnung lässt sich beispielsweise durch Übereinanderordnen zweier elektrisch leitfähiger Schaumschichten mit einer dazwischenliegenden Polyethylenfolie erzielen.3. Such an arrangement can be achieved, for example, by superimposing two electrically conductive foam layers with a polyethylene film in between.

Fig. 5b zeigt einen Drucksensor, bei dem beide Kondensator-Polelemente, die in Fig. 4 dargestellte Struktur des Kondensator-Polelementes aufweisen. Eine solche Anordnung ergibt sich beispielsweise durch Ubereinanderlegen zweier elektrisch leitfähiger Textilien mit einer dazwischen liegenden Kunststoff-Folie.Fig. 5b shows a pressure sensor in which both capacitor pole elements have the structure of the capacitor pole element shown in Fig. 4. Such an arrangement is obtained, for example, by placing two electrically conductive textiles on top of each other with a plastic film in between.

Fig. 5c zeigt eine Kombination eines gewellten Kondensator-Polelementes gemäß Fig. 4 mit einem oberflächenstrukturierten Kondensator-Polelement 1 nach Fig. 3. Diese Anordnung lässt sich durch Ubereinanderlegen eines leitfähigen Schaumes, einer isolierenden Kunststoff-Folie und eines elektrisch leitfähigen Textils erzielen.Fig. 5c shows a combination of a corrugated capacitor pole element according to Fig. 4 with a surface-structured capacitor pole element 1 according to Fig. 3. This arrangement can be achieved by superimposing a conductive foam, an insulating plastic film and an electrically conductive textile.

Eine weitere - nicht dargestellte - Ausführungsform besitzt ein im wesentlichen steifes Kondensator-Polelement mit Vorsprüngen und Vertiefungen an mindestens einer seiner Oberflächen. Auf dieser ist eine Isolationseinrichtung mit im wesentlichen gleichbleibender Dicke aufgetragen. Dadurch besitzt die Isolationseinrichtung an ihrer dem ersten Kondensator-Polelement abgewandten Seite wie das Kondensator-Polelement Vorsprünge und Vertiefungen. Der Verbund aus Kondensator-Polelement und Isolationseinrichtung lässt sich beispielsweise durch Beschichtung eines elektrisch leitfähigen Textils herstellen.A further embodiment - not shown - has a substantially rigid capacitor pole element with projections and depressions on at least one of its surfaces. An insulation device with a substantially constant thickness is applied to this. As a result, the insulation device has projections and depressions on its side facing away from the first capacitor pole element, like the capacitor pole element. The combination of capacitor pole element and insulation device can be produced, for example, by coating an electrically conductive textile.

Auf der dem ersten Kondensator-Polelement abgewandten Seite der Isolationseinrichtung ist ein zweites Kondensator-Polelement auf der Isolationseinrichtung angeordnet. Es liegt an den Vorsprüngen der Isolationseinrichtung an. Im Ruhezustand besitzt das zweite Kondensator-Polelement insbesondere an seiner der Isolationseinrichtung zugewandten Oberfläche einen ebenen Verlauf. Es ist deshalb gegenüber den Vertiefungen der Isolationseinrichtung beabstandet. Der Abstand entspricht im unbelasteten Zustand einer gewissen Normaltiefe.A second capacitor pole element is arranged on the side of the insulation device facing away from the first capacitor pole element. It rests against the projections of the insulation device. In the resting state, the second capacitor pole element has a flat profile, particularly on its surface facing the insulation device. It is therefore spaced apart from the recesses of the insulation device. In the unloaded state, the distance corresponds to a certain normal depth.

Im belasteten Zustand führt eine Kraft F zu einer Anpressung des zweiten, flexiblen Kondensator-Polelementes an die Isolationseinrichtung. DasIn the loaded state, a force F causes the second, flexible capacitor pole element to be pressed against the insulation device.

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normalerweise ebene Kondensator-Polelement nimmt dabei eine gewellte Kontur an. Das erste Kondensator-Polelement und die Isolationseinrichtung bleiben dabei in ihrer räumlichen Gestalt im wesentlichen unbeeinflusst. Auch bei dieser Ausführungsform führt der im Bereich der Vertiefungen geringere Abstand zwischen dem zweiten Kondensator-Polelement und der Isolationseinrichtung zu einer Erhöhung der Sensorkapazität.The normally flat capacitor pole element takes on a wavy contour. The first capacitor pole element and the insulation device remain essentially unaffected in their spatial shape. In this embodiment too, the smaller distance between the second capacitor pole element and the insulation device in the area of the depressions leads to an increase in the sensor capacitance.

Eine weitere - nicht dargestellte - Ausführungsform besitzt ein erstes flaches, elektrisch leitfähiges Kondensator-Polelement. Auf diesem ist ein aus elektrisch leitfähigen Partikeln gebildetes zweites Kondensator-Polelement angeordnet. Das zweite Kondensator-Polelement ist in ein elektrisch nicht leitfähiges Material eingebettet. Dieses Material bildet zum ersten Kondensator-Polelement hin gleichzeitig eine Isolationseinrichtung.A further embodiment - not shown - has a first flat, electrically conductive capacitor pole element. A second capacitor pole element made of electrically conductive particles is arranged on this. The second capacitor pole element is embedded in an electrically non-conductive material. This material simultaneously forms an insulating device towards the first capacitor pole element.

Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Kondensator-Polelement durch ein Vlies aus metallisierten Fasern gebildet. Die Isolationseinrichtung wird durch einen das Vlies vollständig durchdringenden und umgebenden Polyethylenschaum gebildet.In this embodiment, the second capacitor pole element is formed by a fleece made of metallized fibers. The insulation device is formed by a polyethylene foam that completely penetrates and surrounds the fleece.

Bei einer Beaufschlagung der Anordnung mit Druck wird das die Isolationseinrichtung bildende Schaummaterial elastisch verformt. Dabei nähern sich die in das Schaummaterial eingebetteten Partikel des zweiten Kondensator-Polelementes dem ersten Kondensator-Polelement. Dadurch vergrössert sich die Kapazität des Sensors.When pressure is applied to the arrangement, the foam material forming the insulation device is elastically deformed. The particles of the second capacitor pole element embedded in the foam material approach the first capacitor pole element. This increases the capacitance of the sensor.

Eine Druckentlastung führt zu einer Rückstellbewegung des flexibel verformten Schaummaterials.A pressure relief leads to a recovery movement of the flexibly deformed foam material.

Claims

1. Pressure sensor with a capacitor with a first capacitor pole element ( 1 ) and at least one second capacitor pole element ( 3 ), which are arranged at a distance from one another, characterized in that at least one capacitor pole element ( 1 , 3 ) has at least one unevenness ( 31 , 31 'or 32 , 32 ') on the surface of its conductive components facing the other capacitor pole element ( 3 , 1 ), that the distance between the two capacitor pole elements ( 1 , 3 ) in the region of the unevenness ( 31 , 31 'or 32 , 32 ') is different than in a region ( 32 , 32 'or 31 , 31 ') adjacent to the unevenness ( 31 , 31 'or 32 , 32 '), and that the difference between these two different distances at Pressurization of the capacitor can be changed - in particular - reduced - by deforming at least one capacitor pole element ( 1 , 3 ).

2. Pressure sensor with a first capacitor pole element ( 1 ), with at least one second capacitor pole element ( 3 ) and with at least one electrically non-conductive insulation device ( 2 ) which is arranged at least partially between the two capacitor pole elements ( 1 , 3 ), characterized in that at least one capacitor pole element ( 1 , 3 ) is spaced from the insulation device ( 2 ) at least in a partial area ( 4 ) of its surface facing the other capacitor pole element ( 1 , 3 ), and that the partial area ( 4 ) can be moved towards the insulation device ( 2 ) by applying pressure to the pressure sensor ( 100 ) through flexible deformation of the capacitor pole ( 1 , 3 ).

3. Pressure sensor with at least one first capacitor pole element ( 1 ), with a second capacitor pole element ( 3 ) and with at least one electrically non-conductive insulation device ( 2 ) which is arranged at least partially between the two capacitor pole elements ( 1 , 3 ), characterized in that at least one capacitor pole element ( 1 , 3 ) has at least one unevenness ( 31 , 31 ', 32 , 32 ') of a certain normal depth (H) on the surface of its electrically conductive components facing the other capacitor pole element ( 1 , 3 ), and that the normal depth (H) can be reduced to a measuring depth (h) by flexible deformation of the capacitor pole element ( 1 , 3 ) when pressure is applied to the pressure sensor ( 100 ).

4. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the capacitor pole elements ( 1 , 3 ) is compressible in the direction of the insulation device ( 2 ).

5. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one capacitor pole element ( 1 , 3 ) is compressible only in a surface area facing the insulation device ( 2 ).

6. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one capacitor pole element ( 1 , 3 ) is at least partially rigid and/or at least partially flexible.

7. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the capacitor pole elements ( 1 , 3 ) comprises a metallized textile made of synthetic fibers.

8. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the capacitor pole elements ( 1 , 3 ) has electrically conductive fibers which are embedded in an electrically non-conductive, elastically deformable material.

9. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least two different, electrically non-conductive media are arranged between the capacitor pole elements ( 1 , 3 ), and that at least one of the media is a fluid which can be displaced from the region between the two capacitor pole elements ( 1 , 3 ) when pressure is applied to the pressure sensor ( 100 ).

10. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation device ( 2 ) is at least partially rigid and/or at least partially flexible and/or substantially incompressible in the direction of pressure application.

11. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation device ( 2 ) is formed by a film.

12. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the normal height (H) of the unevenness ( 31 , 31 ', 32 , 32 ') between the insulation device ( 2 ) and the capacitor pole element ( 1 , 3 ) is at least in a partial area ( 4 ) between one and ten millimeters, in particular between ten micrometers and one millimeter.

13. Device for detecting the presence of a person on a vehicle seat, characterized in that the device comprises a pressure sensor according to one of the preceding claims.

14. Device according to claim 12, characterized in that one of the capacitor pole elements ( 1 , 3 ) is formed by the base of the vehicle seat.