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Die Erfindung betrifft ein Profil für Sensoren für die kapazitive Erfassung von Hindernissen, mit wenigstens einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter, wobei die Leiter parallel zur Längsrichtung des Profils verlaufen und voneinander beabstandet sind und wobei zur Erfassung von Hindernissen eine Änderung der Kapazität zwischen dem ersten Leiter und einer Gegen- oder Grundelektrode herangezogen wird.
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Bekannt sind Profile für Sensoren, die als sogenannte Schaltleisten ausgebildet sind, beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DE 196 32 592 C1 . Bei solchen Schaltleisten sind in einem Elastomerprofil zwei leitfähige Bereiche vorgesehen, zwischen denen ein Hohlraum angeordnet ist. Wird das Profil so verformt, dass die beiden Leiter in Kontakt miteinander kommen, wird ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das dann beispielsweise dazu verwendet werden kann, den Antrieb eines Schließelements, beispielsweise einer elektrischen Heckklappe, abzuschalten.
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Bekannt sind auch Profile für Sensoren, die für die kapazitive Erfassung von Hindernissen vorgesehen sind. In der deutschen Patentschrift
DE 103 10 066 B3 ist ein solches Profil gezeigt, bei dem zwei Elektroden eines Profils ein elektrisches Feld erzeugen. Wenn sich ein Gegenstand in dieses elektrische Feld hineinbewegt, führt dies zu einer kapazitiven Änderung, die mittels einer Auswerteelektronik erfasst und zur Erzeugung eines Steuersignals verwendet werden kann. Mittels solcher Systeme kann beispielsweise die Hand einer Person im Schließspalt einer Heckklappe schon erkannt werden, noch bevor sie das Profil überhaupt berührt. Wird das Profil dann verformt, so gelangen die beiden Elektroden in elektrischen Kontakt miteinander und es wird auch dadurch ein Steuersignal erzeugt.
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Aus der europäischen Patentschrift
EP 0 648 628 B1 ist ebenfalls ein Profil für Sensoren bekannt, bei dem eine kapazitive Auswertung des Sensorsignals vorgesehen ist. Die Auswertung erfolgt dabei mittels eines Frequenzvergleichs. Die Änderung der Kapazität zwischen Sensorelektrode und Masse durch ein Hindernis wird dabei dazu benutzt, eine Frequenzänderung einer Messfrequenz hervorzurufen. Nach Vergleich mit einer Referenzfrequenz kann dann die Anwesenheit eines Hindernisses im Schließspalt festgestellt werden.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 102 20 725 C1 ist ein Profil für Sensoren für die kapazitive Erfassung von Hindernissen bekannt, das wenigstens zwei parallel zur Längsrichtung des Profils verlaufende und voneinander beabstandete Leiter aufweist. Zur Erfassung von Hindernissen wird eine Änderung einer Kapazität zwischen dem ersten Leiter und einer Gegen- oder Grundelektrode, beispielsweise einer Kraftfahrzeugkarosserie, herangezogen. Der zweite Leiter dient als Schildelektrode oder Abschirmelektrode und ist im Querschnitt rechteckförmig aufgebaut. Ein Verstärkungswinkel in dem elastischen Material des Profils kann ebenfalls als Schildelektrode eingesetzt werden. Als Schildelektroden oder Abschirmelektroden werden infolgedessen zwei voneinander getrennte ebene Metallstreifen verwendet, die V-artig im Winkel zueinander angeordnet sind. Als erster Leiter dient ein Leiter mit einem ovalen oder elliptischen Querschnitt.
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Mit der Erfindung soll ein Profil für Sensoren bereitgestellt werden, das flexibel einsetzbar ist und das eine verbesserte kapazitive Erfassung von Hindernissen ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Profil für Sensoren für die kapazitive Erfassung von Hindernissen mit wenigstens einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter, wobei die Leiter parallel zur Längsrichtung des Profils verlaufen und voneinander beabstandet sind, und wobei zur Erfassung von Hindernissen eine Änderung der Kapazität zwischen dem ersten Leiter und der Gegen- oder Grundelektrode herangezogen wird, bei dem der erste Leiter eine im Wesentlichen ebene und zur Erfassungsrichtung ausgerichtete Erfassungsfläche aufweist und bei dem der zweite Leiter im Quereschnitt U-artig ausgebildet ist.
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Das Vorsehen einer im Wesentlichen ebenen und zur Erfassungsrichtung ausgerichteten Erfassungsfläche verbessert die Empfindlichkeit bei der kapazitiven Erfassung deutlich. Die im Querschnitt U-artige Ausbildung des zweiten Leiters führt zu einer weiteren Verbesserung, da mittels des zweiten Leiters nämlich das von dem ersten Leiter verursachte Feld ausgerichtet werden kann. Hierzu wird der zweite Leiter als sogenannte Schildelektrode eingesetzt und im Wesentlichen auf das gleiche Potential gelegt wie der erste Leiter. Zwischen dem ersten Leiter und dem wannenförmigen zweiten Leiter werden sich dadurch keine Feldlinien ausbilden, so dass das Feld im Wesentlichen vollständig von der Erfassungsfläche des ersten Leiters und von dem im Querschnitt U-artigen zweiten Leiter weg ausgeht.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der im Querschnitt U-artige zweite Leiter in Erfassungsrichtung gesehen hinter dem ersten Leiter angeordnet und erstreckt sich im Querschnitt des Profils gesehen zu beiden Seiten der Erfassungsfläche wenigstens bis auf deren Höhe.
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Auf diese Weise kann eine Ausrichtung des von dem ersten Leiter erzeugten kapazitiven Felds noch verbessert werden. Speziell kann dadurch erreicht werden, dass Feldlinien von der Erfassungsfläche des ersten Leiters im Wesentlichen zunächst vom Profil weglaufen, und zwar selbst dann, wenn eine Grund- oder Masseelektrode gegenüber dem ersten Leiter auf der anderen Seite des im Querschnitt U-artigen zweiten Leiters liegt. Eine solche Masseelektrode kann beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie darstellen. In jedem Fall wird aber erreicht, dass sich das elektrische Feld ein deutliches Stück weit vom Profil weg erstreckt und dadurch sichergestellt werden kann, dass beispielsweise eine menschliche Hand bereits in deutlichem Abstand vor dem Sensorprofil erfasst werden kann, da bereits bei deutlichem Abstand vor dem Sensorprofil eine kapazitive Änderung verursacht wird.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der erste Leiter einen rechteckförmigen Querschnitt auf.
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Auf diese Weise kann eine flächenmäßig große Erfassungsfläche sichergestellt werden. Die Kanten des rechteckförmigen Querschnitts können abgerundet sein, um lokale Maxima der Feldstärke zu vermeiden oder abzuschwächen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Erfassungsfläche mit einer Oberflächenstruktur zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche versehen.
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Beispielsweise kann die Erfassungsfläche porös ausgebildet sein, mit regelmäßigen oder unregelmäßigen Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehen sein. Beispielsweise können in Längsrichtung des Profils durchlaufende dreieckförmige Erhöhungen vorgesehen sein, so dass die Erfassungsfläche im Querschnitt sägezahnartig erscheint.
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In Weiterbildung der Erfindung sind der erste und zweite Leiter als leitfähige Bereiche eines Elastomerprofils ausgebildet.
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Auf diese Weise kann das Profil extrudiert werden, und es sind keine zusätzlichen Arbeitsschritte notwendig, um elektrische Leiter auf ein elastisches Profil aufzubringen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb der leitfähigen Bereiche eine in Längsrichtung des Profils verlaufende Drahtlitze angeordnet.
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Eine solche Drahtlitze stellt durch ihren sehr geringen elektrischen Widerstand sicher, dass über die gesamte Länge des Profils im Wesentlichen das gleiche elektrische Potential innerhalb eines Leiters vorliegt. Die Drahtlitze erleichtert darüber hinaus die Kontaktierung der Leiter und deren Verbindung mit einer Auswerte- und/oder Signalelektronik.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der erste Leiter in Segmente unterteilt, die elektrisch gegeneinander isoliert sind.
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Eine solche Segmentierung des ersten Leiters kann sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung des Profils erfolgen. In Längsrichtung kann eine Segmentierung vorgenommen werden, um nicht benötigte Profilsegmente abschalten zu können. Zum einen ist bei sehr geringen Öffnungsspalten keine verlässliche Detektierung mehr möglich und zum anderen würde dann, wenn beispielsweise bei einer Heckklappe die Heckklappe bereits Teilsegmente des Profils gegen die Karosserie drückt, ein Sensorsignal verfälscht, wenn diese zusammengedrückten Bereiche noch ein elektrisches Feld erzeugen würden. Gerade am Beispiel einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs kann es daher sinnvoll sein, ein Profilsegment zwischen Oberseite des Fahrzeugdachs und Heckklappe abzuschalten, wenn ein Öffnungsspalt zwischen Heckklappe und Fahrzeugdach lediglich noch etwa 4 mm beträgt. Auch an den Seiten der Heckklappe können einzelne Segmente abgeschaltet werden, wenn der Öffnungsspalt so gering ist, dass keine Gefahr mehr besteht, in diesen Segmenten Gegenstände einzuklemmen, oder eine taktile Erfassung ausreicht.
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In Querrichtung kann eine Segmentierung des ersten Leiters sinnvoll sein, um eine Ausrichtung des erzeugten elektrischen Feldes zu erreichen. Beispielsweise können drei nebeneinander liegende und elektrisch voneinander isolierte Segmente des ersten Leiters realisiert werden, die jeweils mittels einer Drahtlitze versehen sind. Je nach vorgesehenem Anwendungsfall können an die einzelnen Segmente dann unterschiedliche elektrische Potentiale angelegt werden, um das erzeugte elektrische Feld an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.
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In ähnlicher Weise kann auch der zweite, im Querschnitt U-artige Leiter in Segmente unterteilt sein, die elektrisch gegeneinander isoliert sind. Auch dadurch kann die Ausrichtung eines erzeugten elektrischen Feldes beeinflusst werden und das Sensorprofil kann flexibel für unterschiedliche Anwendungsfälle eingesetzt werden. Beispielsweise können auch bei ein- und derselben Anwendung die einzelnen Segmente dadurch dazu benutzt werden, in Abhängigkeit der jeweiligen Position entlang dem Profil ein unterschiedliches elektrisches Feld zu erzeugen. Am Beispiel einer Fahrzeugheckklappe könnte dafür gesorgt werden, dass zwischen Dachoberseite und Heckklappe ein anderes elektrisches Feld erzeugt wird als auf der gegenüberliegenden Seite der Heckklappe.
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In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein dritter Leiter vorgesehen, der an einen Hohlraum des Profils angrenzt, wobei wenigstens der erste und/oder zweite Leiter ebenfalls an den Hohlraum angrenzen.
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Durch Vorsehen eines dritten Leiters kann das Profil sowohl für die kapazitive Erfassung von Gegenständen vor dem Profil als auch für die taktile Erfassung eingesetzt werden, wobei das Messprinzip der taktilen Erfassung dann das Detektieren eines elektrischen Kontakts zwischen dem ersten Leiter und dem dritten Leiter ist. Auf diese Weise kann eine sehr zuverlässige Erfassung von Gegenständen sichergestellt werden, da beispielsweise dann, wenn die kapazitive Erfassung ausfällt, immer noch die Funktion des Profils als Schaltleiste bestehen bleibt.
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In Weiterbildung der Erfindung ragt der erste Leiter mit einer, der Erfassungsfläche gegenüberliegenden Fläche in den Hohlraum hinein.
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Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein sehr geringer Abstand zwischen dem dritten Leiter und dem ersten Leiter vorliegt und dadurch bei Berührung des Profils bereits nach kurzer Distanz ein elektrischer Kontakt zwischen erstem und drittem Leiter hergestellt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der dritte Leiter an einer dem ersten Leiter gegenüberliegenden Seite des Hohlraums auf einer freien Kante eines sich in den Hohlraum hinein erstreckenden Stegs angeordnet.
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Auf diese Weise kann eine sehr platzsparende Anordnung eingesetzt werden, da der dritte Leiter innerhalb des zweiten, wannenförmigen Leiters angeordnet ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Steg leitfähig ausgebildet.
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Auf diese Weise kann eine Zweileiterversion des Profils realisiert werden, beispielsweise dann, wenn lediglich eine kapazitive Erfassung vorgesehen sein soll oder wenn das Profil lediglich in seiner Funktion als Schaltleiste eingesetzt werden soll. Eine Dreileiterversion und eine Zweileiterversion des Profils können dann auf denselben Werkzeugen hergestellt werden, lediglich das Material des Stegs muss einmal leitfähig und einmal elektrisch isolierend sein.
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In Weiterbildung der Erfindung weist das Profil einen Hohlraum auf, wobei der Hohlraum im Wesentlichen durch eine Innenseite des im Querschnitt U-artigen zweiten Leiters und eine der Erfassungsfläche gegenüberliegende Innenseite des ersten Leiters begrenzt ist. Vorteilhafterweise ist symmetrisch zum im Querschnitt U-artigen zweiten Leiter ein Mittelsteg angeordnet, der sich in den Hohlraum hinein erstreckt und an dessen freier Kante ein dritter Leiter angeordnet ist.
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Auf diese Weise lässt sich sowohl eine gleichmäßige, im Querschnitt U-artige Form des zweiten Leiters als auch ein sehr geringer Abstand zwischen dem dritten Leiter und dem ersten Leiter realisieren. Dadurch kann sowohl die kapazitive Erfassungswirkung verbessert werden als auch ein kurzer Signal- oder Betätigungsweg bei der Schaltleistenfunktion erreicht werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist ein Profilträger zum Befestigen des Profils vorgesehen, wobei der zweite Leiter Teil des Profilträgers ist, der im Querschnitt des Profils gesehen auf seiner, dem ersten Leiter zugewandten Seite im Querschnitt U-artig ausgebildet und elektrisch leitfähig ist.
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Dadurch kann die Funktion des Schildelektrode mit der Funktion des Profilträgers kombiniert werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Profils,
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2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Profils,
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3 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Profils,
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4 eine schematische Ansicht einer mit dem erfindungsgemäßen Profil versehenen Karosserieöffnung und
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5 eine schematische Darstellung eines Sensorsystems mit dem Profil der 1.
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Die Schnittansicht der 1 zeigt ein Profil 10, das aus Elastomermaterial besteht und einen Hohlraum 12 aufweist. Das Profil 10 kann zusammengedrückt werden, wobei der Hohlraum 12 beispielsweise auch mit Gas unter niedrigem Druck oder einem anderen Medium gefüllt sein kann.
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In dem Profil sind drei Leiter 14, 16, 18 vorgesehen. Der erste Leiter 14 weist einen leitfähigen Bereich 20 auf, der aus einem leitfähigen Werkstoff, beispielsweise leitfähiges Elastomer besteht, der einen allgemein rechteckigen Querschnitt hat und in dessen Mittelpunkt eine Drahtlitze 22 verläuft. Der Bereich 20 kann auch aus Metall bestehen, wobei in diesem Fall dann keine Drahtlitze vorgesehen ist. Die Drahtlitze 22 dient zum einen zur einfachen Kontaktierung des leitfähigen Bereichs 20 und stellt darüber hinaus sicher, dass im Wesentlichen über die vollständige Länge des Profils 10 das gleiche elektrische Potential im ersten Leiter 14 vorliegt. Der erste Leiter 14 weist eine Erfassungsfläche 24 auf, die vom Profil 10 aus nach außen gerichtet ist. Diese Erfassungsfläche 24 bildet eine erste Kondensatorplatte zur Erzeugung eines elektrischen Felds für die kapazitive Erfassung von Gegenständen vor dem Profil 10. Die Erfassungsfläche 24 ist allgemein eben und nicht gekrümmt ausgebildet, weist aber eine Oberflächenstruktur mit in Längsrichtung des Profils 10 verlaufenden sägezahnartigen Erhöhungen auf. Mittels dieser sägezahnartigen Struktur der Erfassungsfläche 24 wird deren Oberfläche vergrößert, was einer zuverlässigen kapazitiven Erfassung von Gegenständen entgegenkommt.
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Der zweite Leiter 16 ist wannenförmig ausgebildet und weist einen leitfähigen Elastomerbereich 26 und eine in der Basis des U-artigen Querschnitts des wannenförmigen zweiten Leiters 16 angeordnete Drahtlitze 28 auf. Der im Querschnitt U-artige zweite Leiter 16 wird als sogenannte Schildelektrode eingesetzt und im Wesentlichen auf das gleiche Potential gelegt wie der erste Leiter 14. Da sich die Schenkel des im Querschnitt U-artigen zweiten Leiters 16 zu beiden Seiten der Erfassungsfläche 24 bis auf deren Höhe erstrecken, werden sich vom ersten Leiter 14 keine Feldlinien zum zweiten Leiter 16 ausbilden, sondern im Wesentlichen alle Feldlinien werden von der Erfassungsfläche 24 vom Profil weg nach oben ausgehen. Der als Schildelektrode eingesetzte zweite Leiter 16 vergrößert dadurch die Reichweite des von dem ersten Leiter 14 erzeugten elektrischen Feldes.
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Der Hohlraum 12 dient auch als Dielektrikum und ist mit einem Medium mit niedriger Dielektrizitätskonstante gefüllt, beispielsweise mit Gas, wobei die Dielektrizitätskonstante zwischen 0 und 1 liegen kann.
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Eine Gegen- oder Grundelektrode zum ersten Leiter 14 kann beispielsweise eine Erdoberfläche darstellen oder auch eine elektrisch leitfähige Kraftfahrzeugkarosserie. Der erste Leiter 14 bildet dann beispielsweise mit der Erdoberfläche einen Kondensator und eine Änderung des elektrischen Feldes in diesem Kondensator, beispielsweise durch eine menschliche Hand oberhalb des Profils 10, führt dann zu einer Kapazitätsänderung, die mittels bekannter Verfahren detektiert werden kann und ein Steuersignal auslöst. Alternativ bildet eine leitfähige Kraftfahrzeugkarosserie eine Gegenelektrode zum ersten Leiter 14 und eine Änderung dieser Kapazität kann mittels einer geeigneten Auswerteelektronik detektiert werden.
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Der erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 sind von einem Bereich 30 des Profils 10 umschlossen, der aus nicht leitfähigem Elastomer besteht und der in nicht dargestellter Weise auch mit Dichtlippen, Rastfortsätzen oder dergleichen versehen sein kann. Der nicht leitfähige Bereich 30 ist schlauchartig ausgebildet und in seinem Innenraum sind der Hohlraum 12, der erste Leiter 14, der zweite Leiter 16 und der dritte Leiter 18 angeordnet.
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Der dritte Leiter 18 weist eine kreisförmige Querschnittsform auf und besteht aus einem leitfähigen Elastomerbereich 32, in dessen Mitte eine Drahtlitze 34 verläuft. Ersichtlich kann der dritte Leiter auch eine andere Querschnittsform aufweisen. Zwischen dem dritten Leiter 18 und einer Innenseite des wannenförmigen zweiten Leiters 16 ist ein Steg 36 angeordnet, auf dessen freier, dem ersten Leiter 14 zugewandten Kante der dritte Leiter 18 angeordnet ist. Der dritte Leiter 18 ragt dadurch in den Hohlraum 12 hinein, auf den ersten Leiter 14 zu, ist gleichzeitig aber durch den aus elektrisch isolierendem Elastomermaterial bestehenden Steg 36 gegen den zweiten Leiter 16 isoliert. In dem in 1 dargestellten Zustand ist der dritte Leiter 18 gegen den ersten Leiter 14 durch die Luft im Hohlraum 12 isoliert.
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Der erste Leiter 14 und der dritte Leiter 18 können eine Schaltleistenfunktion des Profils 10 übernehmen. Wirkt auf das Profil 10 eine Kraft von oben, so wird das Profil 10 zusammengedrückt, bis eine dem Hohlraum 12 zugewandte Innenseite des ersten Leiters 14 den dritten Leiter 18 kontaktiert. Der Kontakt zwischen erstem Leiter 14 und drittem Leiter 18 kann in bekannter Weise detektiert werden und zu einem Steuersignal führen.
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Um die kapazitive Erfassung mittels des ersten Leiters 14 nicht oder nur unwesentlich zu beeinflussen, kann eine Potentialdifferenz zwischen drittem Leiter 18 und erstem Leiter 14 sehr gering gewählt werden. Alternativ kann eine getaktete Erfassung vorgesehen sein, so dass in einem ersten Zeitschlitz lediglich eine kapazitive Erfassung betrieben wird, während der dritte Leiter 18 auf demselben elektrischen Potential wie der erste Leiter 14 gehalten werden kann. In einem zweiten Zeitschlitz liegt der dritte Leiter 18 dann auf anderem Potential als der erste Leiter, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen erstem Leiter 14 und drittem Leiter 18 in einfacher und zuverlässiger Weise detektiert werden kann. Werden die Zeitschlitze entsprechend kurz gewählt und fortlaufend hintereinander ausgeführt, entsteht kein sicherheitstechnisch relevanter Zeitbereich, in dem nur eine eingeschränkte Erfassung möglich ist.
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Der die Leiter 14, 16 und 18 und den Hohlraum 12 umgebende Bereich aus isolierendem Elastomermaterial 30 ist auf seiner in 1 unten liegenden Rückseite mit einem Träger 38 versehen. Der Träger 38 kann beispielsweise als Kunststoffstreifen ausgebildet sein und wird zur Befestigung des Profils 10 benutzt. Dazu kann der Träger 38 beispielsweise mit einem Selbstklebefilm versehen sein, so dass das Profil 10 in eine Dichtungsnut eines Kraftfahrzeugs eingeklebt werden kann.
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Die Schnittansicht der 2 zeigt ein Profil 40, das im Wesentlichen gleich zum Profil 10 der 1 aufgebaut ist, so dass lediglich die Unterschiede zum Profil 10 erläutert werden sollen.
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Im Unterschied zum Profil 10 der 1 sind der erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 segmentiert. So weist der erste Leiter 14 drei Segmente 42, 44 und 46 auf, die jeweils aus einem leitfähigen Elastomerbereich und einer im Mittelpunkt des Segments 42, 44, 46 geführten Drahtlitze bestehen. Eine elektrische Isolierung der Segmente 42, 44, 46 gegeneinander ist jeweils durch einen senkrechten schwarzen Strich angedeutet.
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Der zweite Leiter 16 ist ebenfalls in drei Segmente 48, 50, 52 unterteilt, wobei jedes Segment 48, 50, 52 aus einem elektrisch leitfähigen Elastomerbereich und einer darin geführten Drahtlitze besteht. Die Segmente 48, 50, 52 sind elektrisch gegeneinander isoliert, was jeweils durch einen schwarzen Strich angedeutet ist. Das Segment 50 bildet die Basis des im Querschnitt U-förmigen zweiten Leiters 16, das Segment 48 bildet den in der Ansicht der 2 linken Schenkel des U-artigen Querschnitts und das Segment 52 bildet den in der Ansicht der 2 rechten Schenkel des U-artigen Querschnitts.
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Die Segmentierung des ersten Leiters 14 und des zweiten Leiters 16 ermöglicht es, das erzeugte elektrische Feld in seiner Form zu beeinflussen. So kann beispielsweise dadurch, dass das Segment 44 des ersten Leiters 14 mit anderem Potential als die Segmente 42, 46 beaufschlagt wird, eine Konzentration des erzeugten elektrischen Feldes auf den Mittenbereich des Profils 40 erreicht werden. Alternativ können einzelne Segmente 42, 44, 46 des ersten Leiters 14 oder einzelne Segmente 48, 50 52 des zweiten Leiters 16 abgeschaltet werden, um eine Veränderung des erzeugten Feldes zu erzielen. Eine solche Konzentration des erzeugten elektrischen Feldes auf den Mittenbereich des Profils 40 kann beispielsweise auch dadurch erreicht werden, dass die Segmente 48, 52 des zweiten Leiters 16 auf ein höheres Potential gelegt werden als das mittlere Segment 44 des ersten Leiters 14, aber auf gleiches Potential wie die Segmente 42, 46 des ersten Leiters 14. Eine unterschiedliche Beaufschlagung der einzelnen Segmente 42, 44, 46, 48, 50, 52 kann auch innerhalb des Verlaufs des Profils vorgenommen werden. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, im Bereich der Scharnieranlenkung einer Heckklappe ein anders geformtes elektrisches Feld für die kapazitive Erfassung zu verwenden als in einem den Scharnieren der Heckklappe gegenüberliegenden Bereich. Die hierzu erforderliche Segmentierung des Profils in Längsrichtung wird noch anhand der 4 näher erläutert.
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Die Schnittansicht der 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Profil 60 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das Profil 60 der 3 weist ein zusammendrückbares Teilprofil 61 und einen Profilträger 62 auf. Das Teilprofil 61 weist den ersten Leiter 14 und den dritten Leiter 18 auf, die an gegenüberliegenden Seiten eines Hohlraums 63 angeordnet sind, der wiederum in einem schlauchförmigen Elastomerabschnitt 64 vorgesehen ist. Der dritte Leiter 18 ist auf einem Mittelsteg angeordnet, der von dem Elastomerbereich 64 ausgeht und in den Hohlraum 63 hineinragt.
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Ein rinnenförmiger zweiter Leiter 65 ist an dem Träger 62 vorgesehen und ist aber, im Unterschied zu den in 1 und 2 gezeigten Profilen, nicht innerhalb des Elastomerbereichs 64 sondern außerhalb hiervon realisiert. Der rinnenförmige zweite Leiter 65 erstreckt sich in der Querschnittsansicht der 3 auf beiden Seiten des ersten Leiters 14 bis auf die Höhe von dessen Erfassungsfläche, die im Querschnitt sägezahnartig ausgebildet ist. Wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen dient der zweite Leiter 65 als Schildelektrode und somit zur Formung eines elektrischen Feldes, das vom ersten Leiter 14 ausgeht. Der Elastomerbereich 64 ist mittels eines Klebestreifens 66 in den Grund des rinnenförmigen zweiten Leiters 65 eingeklebt oder in anderer Weise befestigt. Der rinnenförmige Leiter 65 ist durch seine Anordnung außerhalb des Elastomerbereichs 64 wesentlich weiter vom ersten Leiter 14 entfernt, als dies bei den in 1 und 2 gezeigten Profilen der Fall ist. Mittels des zweiten Leiters 65 kann das vom ersten Leiter 14 ausgehende Feld dadurch gut geformt werden.
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Der zweite Leiter 65 ist auf dem Träger 62 befestigt, der beispielsweise aus Kunststoff besteht und einen in Längsrichtung verlaufende schlitzartige Ausnehmung 67 definiert, in die beispielsweise eine umlaufende Kante einer Kofferraumöffnung eingeschoben werden kann. Der Träger 62 weist einen rinnenförmigen Abschnitt 68 auf, auf dessen Innenseite der zweite Leiter 65 angeordnet ist. Auf diese. Weise kann der zweite Leiter 65 großflächig unterstützt werden und es ist beispielsweise möglich, den zweiten Leiter 65 lediglich als sehr dünne, leitfähige und beispielsweise metallische Beschichtung auszuführen. Der als Schildelektrode eingesetzte zweite Leiter 65 kann dadurch auch länger sein als der erste Leiter 14 und/oder über diesen hinausstehen.
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Wie bei den in den 1 und 2 bereits dargestellten Profilen ist das Profil 60 für eine kapazitive Erfassung sowie für eine Erfassung einer Berührung des Teilprofils 61 geeignet. Bei einer Berührung der Oberseite des Teilprofils 61 wird dieses zusammengedrückt und der erste Leiter 14 kontaktiert den dritten Leiter 18. Dieser Kontakt der beiden Leiter 14, 18 kann dann detektiert werden.
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Die schematische Darstellung der 4 zeigt eine Karosserieöffnung 70, die mittels einer gestrichelt dargestellten Klappe 72, beispielsweise einer Heckklappe, verschlossen werden kann. Die Klappe 72 verschließt die Öffnung 70 im geschlossenen Zustand und liegt hierzu auf dem umlaufenden Rand der Öffnung 70 auf. Um die Karosserieklappe 72 gegen die Öffnung 70 abzudichten, ist im Wesentlichen umlaufend ein erfindungsgemäßes Profil vorgesehen, das sowohl eine Dichtfunktion als auch eine Sensorfunktion zum Feststellen von Gegenständen zwischen Karosserieklappe 72 und Öffnung 70 übernimmt.
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Das Profil ist entlang der Berandung der Öffnung 70 gesehen in insgesamt sechs Abschnitte 74, 76, 78, 80, 82 und 84 unterteilt. Jeder der Abschnitte 74, 76, 78, 80, 82, 84 ist mittels einer separaten Leitung mit einer Steuer- und Auswerteelektronik 86 verbunden und kann demzufolge auch für sich gesehen in unterschiedlicher Weise angesteuert werden. Dies gilt sowohl für die kapazitive Erfassungsfunktion als auch die Schaltleistenfunktion eines jeweiligen Abschnitts 74, 76, 78, 80, 82 und 84.
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Der Abschnitt 74 liegt auf einer Seite der Öffnung 70, die an die Scharniere für die Klappe 72 angrenzt. Ein Öffnungsspalt im Bereich des Abschnitts 74 ist dadurch stets vergleichsweise klein und es kann daher sinnvoll sein, im Bereich des Abschnitts 74 lediglich die Schaltleistenfunktion des erfindungsgemäßen Profils zu benutzen. Die Abschnitte 76 und 84 liegen jeweils in einem Bereich der Berandung der Öffnung 70, der von der Scharnierseite senkrecht wegläuft. Im Bereich der Abschnitte 76, 84 liegt dadurch bei vollständig geöffneter Klappe 72 ein großer Spalt vor, schon bevor die Klappe 72 aber vollständig geschlossen ist wird der Öffnungsspalt im Bereich der Abschnitte 76, 84 so schmal, dass keine zuverlässige kapazitive Erfassung mehr möglich ist. Im Bereich der Abschnitte 76, 84 kann es daher sinnvoll sein, bei vollständig geöffneter Klappe 72 sowohl eine kapazitive Erfassung als auch die Schaftleistenfunktion des erfindungsgemäßen Profils zu nutzen. In Abhängigkeit des Öffnungswinkels der Klappe 72 kann dann die kapazitive Erfassung abgeschaltet werden und letztendlich bei nur noch sehr geringem Öffnungsspalt auch die Schaltleistenfunktion abgeschaltet werden, um ein sicheres Schließen der Klappe 72 sicherzustellen. Die Klappe 72 kann mittels eines nicht dargestellten konventionellen Antriebsmotors angetrieben werden, der bei Vorhandensein eines Hindernisses im Öffnungsspalt abgeschaltet oder reversiert werden muss.
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In gleicher Weise können die Abschnitte 78, 82 in Abhängigkeit des Öffnungswinkels der Klappe 72 unterschiedlich angesteuert werden.
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Der Abschnitt 80 liegt gegenüber der Scharnierseite der Öffnung 70 und im Bereich des Abschnitts 80 liegt damit schon bei vergleichsweise kleinem Öffnungswinkel der Klappe 72 ein großer Öffnungsspalt vor. Die Lage des Öffnungsspaltes verändert sich allerdings im Bereich des Abschnitts 80 auch stark, so dass es im Bereich des Abschnitts 80 sinnvoll sein kann, ein der Darstellung der 2 entsprechendes Profil 40 einzusetzen, bei dem die Ausrichtung des von dem ersten Leiter 14 erzeugten Feldes durch unterschiedliche Beaufschlagung seiner Segmente und der Segmente des zweiten Leiters 16 beeinflusst wird, um wenigstens annähernd mit der Ausrichtung des erzeugten elektrischen Feldes dem Weg des dem Abschnitt 80 gegenüberliegenden Endes der Klappe 72 zu folgen. Auf diese Weise kann dann sichergestellt werden, dass stets der unmittelbar zwischen dem äußeren Ende der Klappe 72 und denn Abschnitt 80 liegende Abschnitt des Öffnungsspalts überwacht wird.
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Die Darstellung der 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Erfassungssystems mit dem Profil 10 der 1. Die Drahtlitzen des ersten Leiters 14, des zweiten Leiters 16 und des dritten Leiters 18 sind jeweils an eine gemeinsame Steuer- und Auswerteelektronik 90 angeschlossen. Wie bereits erläutert wurde, werden der erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 für eine kapazitive Erfassung im Wesentlichen mit dem gleichen elektrischen Potential beaufschlagt, so dass der zweite Leiter 16 als Schildelektrode wirken kann, um das vom ersten Leiter 14 erzeugte kapazitive Feld zu formen. Der dritte Leiter 18 wird zusammen mit dem ersten Leiter 14 für die Schaltleistenfunktion des Profils 10 benutzt, um eine Verformung des Profils 10 und einen dadurch verursachten elektrischen Kontakt zwischen erstem Leiter 14 und drittem Leiter 18 feststellen zu können. Hierzu wird der dritte Leiter 18 auf ein unterschiedliches elektrisches Potential im Vergleich zum ersten Leiter 14 gelegt, wobei dies, wie bereits erläutert wurde, zeitschlitzgesteuert erfolgen kann, um zu vermeiden, dass die kapazitive Erfassung durch eine Potentialdifferenz zwischen erstem Leiter 14 und drittem Leiter 18 beeinträchtigt wird.
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Ein elektrisches Feld, das zur kapazitiven Erfassung verwendet wird, wird zwischen dem ersten Leiter 14 und Erde aufgebaut, wobei die Erde beispielsweise bei der Anwendung in einem Kraftfahrzeug die Erdoberfläche darstellen kann. Die Auswerte- und Steuerelektronik 90 ist über eine Kapazität 92 ebenfalls mit der Erdoberfläche verbunden, wobei diese Kapazität 92 dann die Kapazität zwischen Kraftfahrzeugkarosserie und Erdoberfläche darstellt.
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Eine Person 94, die auf der Erdoberfläche steht und sich beispielsweise einer geöffneten Heckklappe nähert, an der das Profil 10 vorgesehen ist, stellt selbst eine Kapazität dar und beeinflusst somit das elektrische Feld, das zwischen dem ersten Leiter 14 und der Erdoberfläche erzeugt ist. Diese Feldänderung ergibt eine Änderung der Kapazität zwischen dem ersten Leiter 14 und der Erdoberfläche und kann demzufolge detektiert werden. Zur Detektion werden bekannte Verfahren eingesetzt, beispielsweise die Beeinflussung eines Schwingkreises oder spannungsgesteuerten Oszillators, und der Vergleich der sich nach der Beeinflussung ergebenden Frequenz mit einer Referenzfrequenz.
