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Die
Erfindung betrifft ein Profil für Sensoren zur kapazitiven
Erfassung von Hindernissen mit wenigstens zwei parallel zur Längsrichtung
des Profils verlaufenden und voneinander beabstandeten Leitern,
ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch einen Sensor zum berührungslosen
Erfassen von Gegenständen mit einem erfindungsgemäßen
Profil.
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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 Profiles
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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Mit
der Erfindung sollen ein Profil für Sensoren und ein Sensor
bereitgestellt werden, die eine erhöhte Sicherheit bei
der Erfassung von Hindernissen ermöglichen.
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Erfindungsgemäß ist
hierzu ein Profil für Sensoren zur kapazitiven Erfassung
von Hindernissen mit wenigstens zwei parallel zur Längsrichtung des
Profils verlaufenden und voneinander beabstandeten Leitern vorgesehen,
wobei in Erfassungsrichtung von dem ersten Leiter beabstandet wenigstens ein
dritter Leiter innerhalb des Profils vorgesehen ist.
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Durch
Vorsehen wenigstens eines dritten Leiters in Erfassungsrichtung
von dem ersten Leiter beabstandet werden weitere Möglichkeiten
zur Feldbeeinflussung und zur Verschaltung des Sensors geschaffen.
Die Ausrichtung des kapazitiven Feldes, das vom ersten Leiter ausgeht,
kann beispielsweise durch den oder die dritten Leiter gezielt beeinflusst werden.
Der erste Leiter kann als Kondensatorelektrode zur Erzeugung eines
elektrischen Feldes ausgebildet sein. Der zweite Leiter kann als
Schildelektrode zur Beeinflussung des elektrischen Feldes ausgebildet
sein. Vom Profil aus gesehen liegt ein zu erfassendes Hindernis
in Erfassungsrichtung hinter dem ersten Leiter. Zwischen dem zu
erfassenden Hindernis und dem ersten Leiter ist der wenigstens eine
dritte Leiter angeordnet und dieser kann beispielsweise dazu benutzt
werden, das vom ersten Leiter ausgehende kapazitive Feld in eine
bestimmte Richtung zu zwingen, aus der Hindernisse zu erwarten sind.
Der wenigstens eine dritte Leiter kann aber beispielsweise auch
zu Überprüfungszwecken benutzt werden, beispielsweise,
um festzustellen, ob von dem ersten Leiter überhaupt ein
kapazitives Feld ausgeht, der berührungslose Sensor also
funktionsfähig ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit,
den wenigstens einen dritten Leiter als zusätzlichen oder
alternativen Sensor zu verwenden, beispielsweise dann, wenn an einer
Heckklappe im Scharnierbereich auch im völlig geöffneten
Zustand nur ein kleiner Spalt zur Karosserie vorliegt und daher
eine andere Ausrichtung oder andere Charakteristik des kapazitiven
Feldes benötigt wird. Das Vorsehen des wenigstens einen
dritten Leiters im Profil für den Sensor ermöglicht
es dann, ein und dasselbe Profil für den gesamten Heckklappenrahmen
zu verwenden und in unterschiedlichen Bereichen ein kapazitives Feld
mit unterschiedlichen Eigenschaften vorsehen zu können.
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Die
wenigstens drei Leiter in dem erfindungsgemäßen
Profil können in beliebiger Weise verschaltet sein, um
eine zuverlässige kapazitive Erfassung von Hindernissen
zu erreichen. Unabhängig vom Einsatz der wenigstens drei
Leiter als Kondensatorelektrode, Schildelektrode, Elektrode zur
Feldbeeinflussung oder dergleichen ermöglicht die erfindungsgemäße
Gestaltung des Profils eine wesentliche Verbesserung einer kapazitiven
Erfassung von Hindernissen.
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Weitere
Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemäße
Profil sind alle Arten von Türen, wie Klapptüren,
Drehtüren, Tore, Schiebetüren, aber auch sogenannte
Schwenktüren, die sich um eine Schwenkachse in den Innenraum
eines Fahrzeugs hineinbewegen, wie beispielsweise bei Fahrzeugen des öffentlichen
Nahverkehrs zu beobachten ist. Weitere Anwendungen für
das erfindungsgemäße Profil sind Schiebedächer,
Verdecke, Klappen, Türen, Fenster, Sitze und auch beispielsweise
Handschuhfächer von Kraftfahrzeugen, die elektrisch betätigt werden.
Im Bereich eines Fahrzeugsitzes kann das erfindungsgemäße
Profil auf der Rückseite des Sitzes angeordnet sein, um
die Gefahr des Einquetschens von Gegenständen oder Personen
hinter dem Sitz zu erkennen. Weitere Anwendungen liegen im Bereich
der Fahrzeugtechnik, insbesondere bei Schienenfahrzeugen für
Schiebetritte, aber auch im Bereich der Medizintechnik und allgemein
bei Bumpern, wenn die Kollision von Haltearmen oder sonstigen bewegten
Teilen mit Hindernissen vermieden werden soll.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist der wenigstens eine dritte Leiter
gegenüber dem ersten Leiter einen wesentlich verringerten
Querschnitt auf, insbesondere eine Querschnittsfläche,
die weniger als 1/10 der Querschnittsfläche des ersten
Leiters beträgt.
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Ein
solcher dritter Leiter oder mehrere dritte Leiter mit wesentlich
verringertem Querschnitt gegenüber dem ersten Leiter stören
das vom ersten Leiter ausgehende kapazitive Feld nur geringfügig, wenn
sie auf ein geeignetes Potential gelegt werden oder nicht beschaltet
sind. Im beschalteten Zustand können auch solche Leiter
mit wesentlich verringertem Querschnitt aber dennoch eine deutliche
Feldänderung bewirken. Der wesentlich verringerte Querschnitt
ist beispielsweise auch für Diagnosezwecke von Vorteil,
wenn nämlich mittels des dritten Leiters festgestellt werden
soll, ob vom ersten Leiter überhaupt ein kapazitives Feld
ausgeht, dieses kapazitive Feld aber gleichzeitig möglichst
wenig gestört werden soll.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine dritte Leiter
mittels einer in das Profil eingebetteten Drahtlitze gebildet.
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Drahtlitzen
können beim Extrudieren von Elastomerprofilen mit eingebettet
werden, so dass das Vorsehen von zusätzlichen Drahtlitzen
in einem Elastomerprofil mit vergleichsweise geringem Aufwand zu
bewerkstelligen ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind mehrere dritte Leiter in Erfassungsrichtung
gesehen hinter einer Erfassungsfläche des ersten Leiters
verteilt angeordnet.
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Die
mehreren dritten Leiter liegen also zwischen dem ersten Leiter und
einem zu erfassenden Hindernis und können dadurch in besonders
effizienter Weise beispielsweise für die Feldbeeinflussung genutzt
werden. Aber auch bei der Verwendung des weiteren dritten Leiters
als Detektionseinrichtung kann das Feld dort detektiert werden,
wo es benötigt wird, nämlich zwischen dem ersten
Leiter und einem zu detektierenden Hindernis. Die verteilte Anordnung mehrerer
dritter Leiter ermöglicht es, je nach Beschaltung der einzelnen
Leiter, gegebenenfalls in Segmenten über die Länge
des Profils gesehen, ein kapazitives Feld für die Erfassung
von Hindernissen so zu verändern, dass es über
die Gesamtlänge des Profils jeweils optimal an die räumlichen
Gegebenheiten angepasst ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung bildet der zweite Leiter einen Träger
zur Befestigung des Profils.
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Der
zweite Leiter ist kann als Schildelektrode zur Beeinflussung des
elektrischen Feldes ausgebildet sein und dient dann allgemein dazu
dienen, das vom ersten Leiter ausgehende Feld in Erfassungsrichtung
auszurichten. Die Ausbildung des zweiten Leiters als Träger
zur Befestigung des Profils erübrigt die Notwendigkeit,
einen separaten Träger zur Befestigung des Profils vorzusehen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist ein Träger zur Befestigung
des Profils vorgesehen, wobei der Träger in Erfassungsrichtung
gesehen vor dem zweiten Leiter angeordnet und elektrisch leitfähig
ist.
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Zusätzlich
zum zweiten Leiter kann auch ein separater, elektrisch leitfähiger
Träger vorgesehen sein, der dann ebenfalls beispielsweise
als Schirmelektrode eingesetzt werden und die Abschirmung des kapazitiven
Feldes verbessern kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist der zweite Leiter wenigstens einen
Fortsatz auf, der einen Abschnitt einer Außenfläche
des Profils bildet.
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Indem
der Fortsatz des zweiten Leiters einen Abschnitt einer Außenfläche
des Profils bildet, wird die Möglichkeit geschaffen, Eigenschaften
der Umgebung des Profils bestimmen zu können, beispielsweise
eine Widerstandsmessung vom Fortsatz des zweiten Leiters zu einer
Fahrzeugkarosserie zur Detektierung von Wasser auf dem Profil. Die
Fortsätze des zweiten Leiters weisen bei einem extrudierten Profil
einen in Längsrichtung gesehen konstanten Querschnitt auf.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist das Profil wenigstens einen vierten
Leiter auf, der einen Abschnitt einer Außenfläche
des Profils bildet.
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Ein
solcher vierter Leiter stellt einen separaten, zusätzlichen
Leiter dar, der an der Außenfläche des Profils
für weitere Sensierungen genutzt werden kann, beispielsweise
die Erfassung von Wassertropfen auf der Oberfläche des
Profils. Beispielsweise kann eine Widerstandsmessung zwischen einem Fortsatz
des zweiten Leiters und dem vierten Leiter erfolgen.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind wenigstens zwei vierte Leiter vorgesehen,
die voneinander beabstandete Abschnitte der Außenfläche
des Profils bilden.
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Bei
einer solchen Ausbildung können die vierten Leiter alleine
zur Detektion von Wasser auf der Oberfläche des Profils
verwendet werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb des Profils zwischen dem
ersten und dem zweiten Leiter ein Hohlraum vorgesehen.
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Ein
solcher Hohlraum kann ein verlustarmes Dielektrikum zwischen erstem
und zweitem Leiter bilden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlraum mit dielektrischem
Gas oder sonstigem dielektrischem Medium befüllt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein weiterer Leiter vorgesehen,
der an den Hohlraum des Profils angrenzt, wobei der erste und/oder zweite
Leiter ebenfalls an den Hohlraum angrenzen.
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Auf
diese Weise kann mittels des weiteren Leiters eine zusätzliche
taktile Erfassungsfunktion bereitgestellt werden, wenn nämlich
das Profil zusammengedrückt wird und dadurch der erste und/oder
zweite Leiter in elektrischen Kontakt mit dem weiteren Leiter kommen.
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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 eine taktile Erfassungsfunktion bereitgestellt
werden, da dann, wenn der erste Leiter mit seiner, der Erfassungsfläche
gegenüberliegenden Fläche innerhalb des Hohlraums den
weiteren Leiter kontaktiert, ein Kurzschluss zwischen erstem und
dritten Leiter auftritt, der dann zur Erzeugung eines Schaltsignals
führt. Auf diese Weise kann auch eine sehr zuverlässige
Erfassung von Hindernissen sichergestellt werden, da beispielsweise
dann, wenn die kapazitive Erfassung ausfällt, immer noch
die Funktion des Profils als taktil erfassende Schaltleiste bestehen
bleibt. Es kann auch erreicht werden, dass ein sehr geringer Abstand
zwischen dem weiteren Leiter und dem ersten Leiter vorliegt und
dadurch bei Berührung des Profils bereits nach kurzer Distanz
ein elektrischer Kontakt zwischen erstem und weiterem Leiter hergestellt
ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der weitere 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 weitere Leiter innerhalb eines zweiten Leiters mit wannenförmigem
Querschnitt angeordnet werden kann.
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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 der erste Leiter eine allgemein
ebene und zur Erfassungsrichtung ausgerichtete Erfassungsfläche
auf, und der zweite Leiter hat einen allgemein rinnenförmigen oder
wannenförmigen Querschnitt.
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Das
Vorsehen einer allgemein ebenen und zur Erfassungsrichtung ausgerichteten
Erfassungsfläche verbessert die Empfindlichkeit bei der
kapazitiven Erfassung deutlich. Die Ausbildung mit rinnenförmigem
Querschnitt des zweiten Leiters führt zu einer weiteren
Verbesserung, da mittels des zweiten Leiters beispielsweise das
von dem ersten Leiter verursachte Feld ausgerichtet werden kann.
Hierzu kann der zweite Leiter als sogenannte Schildelektrode eingesetzt
und im Wesentlichen auf das gleiche Potential gelegt werden 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 rinnenförmigen zweiten Leiter
weg ausgeht. Der zweite Leiter weist vorteilhafterweise einen durchgehenden,
nicht unterbrochenen rinnenförmigen Querschnitt auf. Andere
Verschaltungen und Beschaltungen der Leiter sind möglich.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der wannenförmige zweite
Leiter in Erfassungsrichtung gesehen vor 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 wannenförmigen
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 kann sichergestellt werden,
dass beispielsweise eine menschliche Hand bereits in deutlichem
Abstand vor dem Sensorprofil erfasst werden kann, da bei 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 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 und
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 elasti sches Profil aufzubringen. Auch weitere Leiter
neben dem ersten und zweiten Leiter können als leitfähige Bereiche
ausgebildet sein.
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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 von Klappen 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, im Bereich dieser Segmente 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 mit 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, insbesondere wannenförmige
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 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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Bei
einem erfindungsgemäßen Profil kann das Profil
zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter einen Hohlraum
aufweisen, wobei in dem Hohlraum ein eingezogenes Schaltleistenprofil
für die taktile Erfassung von Gegenständen angeordnet ist.
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Der
kapazitive Sensor kann bei einer solchen Ausbildung in einem Elastomer-Hüllprofil
vorgesehen sein, das – je nach vorgesehener Anwendung – mit einem
taktilen Schaltleistenprofil versehen werden kann. Auf diese Weise
kann das Profil in einfacher Weise nachgerüstet werden,
um sowohl eine kapazitive als auch eine taktile Erfassung zu ermögli chen. Es
sind aber keine zwei unterschiedlichen Extruderformen zur Realisierung
solcher zusätzlicher Funktionen erforderlich.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Profil kann eine Erfassungsrichtung
bei der kapazitiven Erfassung verschieden sein von einer Erfassungsrichtung bei
der taktilen Erfassung von Hindernissen.
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Auf
diese Weise kann die kapazitive Erfassung beispielsweise als vorausschauende
Erfassung vorgesehen sein, die in die Richtung ausgerichtet ist, in
der Hindernisse zu erwarten sind. Bei Schwenktüren, die
sich um einen Drehpunkt drehen, und die beispielsweise bei Straßenbahnen
eingesetzt werden, ist die anfängliche Bewegungsrichtung
der Tür zunächst nach außen gerichtet
und erst gegen Ende der Bewegung bewegen sich die beiden Türflügel klar
aufeinander zu, wobei dann zwischen den beiden Türen Hindernisse
zu erwarten sind. Eine kapazitive Erfassung, die bereits im Anfangsstadium
der Bewegung einen Zwischenraum zwischen den Türflügeln überwacht,
kann hier ein deutliches Plus an Sicherheit gewährleisten.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Profil kann die Außenfläche
des Profils wenigstens abschnittsweise mit einer superhydrophoben
Nanobeschichtung versehen sein.
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Das
Vorhandensein von Wasser auf kapazitiv arbeitenden Sensoren ist
grundsätzlich problematisch und im Falle des erfindungsgemäßen
Profils kann durch eine superhydrophobe Nanobeschichtung Abhilfe
geschaffen werden. Eine solche Nanobeschichtung bildet mit Wassertropfen
einen Kontaktwinkel von mehr als 90°, insbesondere mehr
als 120°. Dadurch können Wassertropfen nicht an
der Außenfläche des Profils haften, sondern perlen
ab.
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Die
mit der Nanobeschichtung versehenen Abschnitte der Außenfläche
des Profils können eine Mikrostrukturierung aufweisen,
die Erhebungen und Vertiefungen mit Abmessungen im Bereich von weniger
als 15 μm ausbildet. Eine solche Mikrostrukturierung der
Außenfläche verbessert die superhydrophobe Wirkung
der Nanobeschichtung wesentlich. Die Nanobeschichtung selbst bildet
vorteilhafterweise eine nanostrukturierte Oberfläche mit
Erhebungen und Vertiefungen mit Abmessungen von weniger als 100
nm aus. Mittels einer solcherart ausgebildeten Nanobeschichtung
lässt sich die superhydrophobe Wirkung zuverlässig
erreichen und das Anhaften von Wassertropfen wird im Wesentlichen
vollständig vermieden.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Sensor zum berührungslosen
Erfassen von Gegenständen mit einem erfindungsgemäßen
Profil. Bei einem solchen Sensor kann der erste Leiter mit dem wenigstens
einen dritten Leiter zur Vergrößerung der Erfassungsfläche
elektrisch verbunden sein. Über die Länge des Profils
gesehen können unterschiedliche der dritten Leiter mit
dem ersten Leiter verbunden sein, um die Erfassungsfläche
an die räumlichen Gegebenheiten anzupassen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Leiter zum Beeinflussen
des elektrischen Feldes mit dem wenigstens einen dritten Leiter
elektrisch verbunden.
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Auf
diese Weise kann die Abschirmwirkung des zweiten Leiters verändert
werden und über die Länge des Profils gesehen
ist es möglich, den zweiten Leiter mit unterschiedlichen
der dritten Leiter zu verbinden, um die Abschirmung des elektrischen
Feldes an die räumlichen Gegebenheiten anzupassen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine dritte Leiter
mit einem Messgerät zum Überprüfen des
elektrischen Feldes verbunden.
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Auf
diese Weise kann eine Funktionskontrolle des Sensors bereitgestellt
werden, da auch ohne Vorhandensein eines Hindernisses geprüft
werden kann, ob von dem ersten Leiter ein elektrisches Feld ausgeht.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind der erste und der zweite Leiter
mittels eines temperatur- und/oder feuchtigkeitsempfindlichen Widerstands verbunden.
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Auf
diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Sensor
eine Feuchtigkeits- und/oder Temperaturerfassung realisiert werden.
Eine solche Erfassung der Feuchtigkeit und/oder Temperatur kann
beispielsweise im Zeitmultiplex mit der kapazitiven Erfassung von
Hindernissen erfolgen, so dass sich unterschiedliche Sensorfunktionen
nicht gegenseitig beeinflussen.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind der erste, zweite und/oder wenigstens
eine dritter Leiter in Längsrichtung des Profils gesehen
in Segmente unterteilt. Vorteilhafterweise sind Steuermittel zum wahlweisen
elektrischen Verbinden von Segmenten des ersten, zweiten und/oder
wenigstens einen dritten Leiters vorgesehen.
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Auf
diese Weise können unterschiedliche Sensorfunktionen oder
unterschiedliche Erfassungsbereiche mittels der Steuermittel realisiert
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung verbinden die Steuermittel die einzelnen
Segmente des ersten, zweiten und/oder wenigstens einen dritten Leiters
in Abhängigkeit einer Schließstellung einer mit
dem Sensor versehenen Tür oder Klappe.
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Auf
diese Weise kann beispielsweise die räumliche Verteilung
des kapazitiven Feldes an die Schließstellung angepasst
werden, indem die Steu ermittel einzelne Segmente der Leiter des
Sensorprofils in unterschiedlicher Weise miteinander verbinden oder
elektrisch beschalten.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale
der beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden,
ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den
Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
einer ersten Ausführungsform,
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2 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
einer zweiten Ausführungsform,
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3 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer dritten Ausführungsform,
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4 eine
schematische Darstellung eines Sensors mit dem Profil der 2,
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5 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer vierten Ausführungsform,
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6 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer fünften Ausführungsform,
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7 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer sechsten Ausführungsform,
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8 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer siebten Ausführungsform,
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9 und 10 Querschnittsansichten
eines erfindungsgemäßen Profils gemäß einer
achten Ausführungsform,
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11 eine
schematische Darstellung eines weiteren Sensors mit dem Profil der 2,
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12 eine
schematische Ansicht einer mit dem erfindungsgemäßen
Profil versehenen Karosserieöffnung,
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13 eine
schematische Darstellung eines Sensors mit dem Profil der 2,
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14 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer neunten Ausführungsform,
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15 das
Profil der 14 mit einem ersten eingezogenen
Schaltprofil,
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16 das
Profil der 14 mit zwei eingezogenen Schaltprofilen,
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17 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer zehnten Ausführungsform,
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18 das
Profil der 17 mit einem eingezogenen Schaltprofil,
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19 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Profils
gemäß einer elften Ausführungsform und
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20 das
Profil der 19 mit einem eingezogenen Schaltprofil.
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Die
Schnittansicht der 1 zeigt ein Profil 10,
das aus Elastomermaterial besteht und einen Hohlraum 12 aufweist.
Innerhalb des Profils sind ein erster Leiter 14 und ein
im Querschnitt rinnenförmiger zweiter Leiter 16 vorgesehen.
Der erste Leiter 14 weist einen schraffiert dargestellten
leitfähigen Bereich 20 auf, der aus einem leitfähigen
Werkstoff, beispielsweise leitfähiges Elastomer, besteht
und der einen allgemein rechteckigen Querschnitt hat. Innerhalb
dieses leitfähigen Bereichs 20 ist eine Drahtlitze 22 angeordnet,
die etwa im Mittelpunkt des leitfähigen Bereichs 20 verläuft.
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. Die Drahtlitze 22 wird
während des Extrudiervorgangs des Profils 10 eingelegt.
Der erste Leiter weist eine Erfassungsfläche 24 auf,
die vom Profil 10 aus nach außen gerichtet ist.
Diese Erfassungsfläche 24 kann eine erste Kondensatorplatte
zur Erzeugung eines elektrischen Feldes für die kapazitive
Erfassung von Gegenständen vor dem Profil 10 bilden, in
der Darstellung der 1 also oberhalb des Profils 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 im Querschnitt rinnenförmig
ausgebildet und weist einen leitfähigen Elastomerbereich 26 und
eine in der Basis des U-artigen Querschnitts des zweiten Leiters 16 angeordnete
Drahtlitze 28 auf. Der im Querschnitt U-artige zweite Leiter 16 kann
als sogenannte Schildelektrode eingesetzt und im Wesentlichen auf
das gleiche Potential gelegt werden wie der erste Leiter 14.
Andere Potentiale oder andere Beschaltungen mit peripheren Schaltkreisen
sind möglich. 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 bei exakt gleichem
Potential vom ersten Leiter 14 keine Feldlinien zum zweiten
Leiter 16 ausbilden. Die Feldlinien werden vielmehr im
Wesentlichen vollständig von der Erfassungsfläche 24 und
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, insbesondere Luft, 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 und
der zweite Leiter 16 bilden 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. 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 10 ist
schlauchartig ausgebildet und in seinem Innenraum sind der Hohlraum 12,
der erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 angeordnet.
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Der
die Leiter 14, 16 und den Hohlraum umgebende Bereich 30 aus
isolierendem Elastomermaterial ist auf seiner in 1 unten
liegenden Rückseite mit einem Träger 32 versehen.
Der Träger 32 kann beispielsweise als Kunststoffstreifen
ausgebildet sein und wird zur Befestigung des Profils 10 benutzt.
Dazu kann der Träger 32 beispielsweise mit einem
Selbstklebefilm versehen sein, so dass das Profil 10 in
eine Dichtungsnut eines Kraftfahrzeugs eingeklebt werden kann. Der
Träger 32 besteht vorzugsweise aus steifem Kunststoffmaterial,
wird beim Extrudieren des Profils 10 hergestellt und kann
beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass er in eine passende
Gegennut eingerastet oder eingeklipst werden kann.
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Eine
Erfassungsrichtung des Profils 10 ist in der Darstellung
der 1 durch einen Pfeil 34 angedeutet. Der
Pfeil 34 soll lediglich schematisch eine allgemeine Erfassungsrichtung
andeuten, es ist offensichtlich, dass auch Hindernisse erfasst werden können,
die sich in einem Winkel von etwa ±45° vor dem
Profil 10 befinden.
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In
dem Bereich 30 des Profils sind darüber hinaus
drei dritte Leiter 36a, 36b und 36c vorgesehen,
die jeweils als Drahtlitze ausgebildet sind. Diese drei dritten
Leiter 36a, 36b und 36c sind in der Erfassungsrichtung 34 gesehen
hinter dem ersten Leiter 14 angeordnet, also zwischen dem
ersten Leiter 14 und einem zu erfassenden Hindernis, und
vor der Erfassungsfläche 24 gleichmäßig
verteilt, wobei der linke dritte Leiter 36a und der rechte
dritte Leiter 36c in Richtung des Pfeils 34 gesehen
außerhalb einer Projektion der Erfassungsfläche 24 liegen.
Die dritten Leiter 36a, 36b, 36c können
zur Realisierung verschiedener Funktionen verwendet werden. Beispielsweise
können einer oder mehrere der Leiter 36a, 36b, 36c auf
das gleiche Potential wie der erste Leiter 14 gelegt werden,
um die Erfassungsfläche zu vergrößern.
Einer oder mehrere der Leiter 36a, 36b und 36c können
auch auf das Potential des zweiten Leiters 16 gelegt werden,
um das vom ersten Leiter 14 ausgehende Feld zu formen.
Schließlich können einer oder mehrere der dritten
Leiter 36a, 36b und 36c als Prüfelektroden
verwendet werden, um festzustellen, ob von dem ersten Leiter 14 überhaupt
ein kapazitives Feld ausgeht und der Sensor betriebsbereit ist.
Selbstverständlich ist es möglich, beispielsweise
den dritten Leiter 36a auf das Potential des zweiten Leiters 16 zu
legen, den dritten Leiter 36c auf das Potential des ersten
Leiters 14 zu legen und den dritten Leiter 36b als
Prüfelektrode zu verwenden. Beliebige weitere Variationen
sind möglich.
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Das
erfindungsgemäße Profil 10 ist durch das
Vorsehen der dritten Leiter 36a, 36b und 36c sehr
flexibel einzusetzen, da durch unterschiedliche Beschaltung der
dritten Leiter 36a, 36b und 36c unterschiedliche
Sensorfunktionen erzielt werden können. Die Sicherheit
bei der Erfassung von Hindernissen kann dadurch wesentlich verbessert
werden.
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Der
Querschnitt der dritten Leiter 36a, 36b, 36c ist
bei der dargestellten Ausführungsform wesentlich geringer
als der Querschnitt des ersten Leiters 14 bzw. des zweiten
Leiters 16. Im nicht beschalteten Zustand und bei Verwendung
als Prüfelektrode kann dadurch davon ausgegangen werden,
dass das Vorhandensein der dritten Leiter 36a, 36b und 36c das
vom ersten Leiter 14 ausgehende elektrische Feld nicht
oder nur unwesentlich stört.
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Die
Darstellung der 2 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Profils 34, das
sich von dem in 1 dargestellten Profil lediglich
durch das Vorhandensein eines weiteren Leiters 38 im Hohlraum 12 unterscheidet.
Der weitere Leiter 38 weist einen kreisförmigen
Querschnitt auf und besteht aus einem leitfähigen Elastomerbereich 40,
in dessen Mitte eine Drahtlitze 42 verläuft. Ersichtlich
kann der weitere Leiter 38 auch eine andere Querschnittsform
aufweisen. Zwischen dem weiteren Leiter 38 und einer Innenseite
des rinnenförmigen zweiten Leiters 16 ist ein
Steg 44 angeordnet, auf dessen freier, dem ersten Leiter 14 zugewandten Kante
der weitere Leiter 38 angeordnet ist. Der weitere Leiter 38 ragt
dadurch in den Hohlraum 12 hinein, auf den ersten Leiter 14 zu,
ist gleichzeitig aber durch den aus elektrisch isolierendem Elastomermaterial
bestehenden Steg 44 gegen den zweiten Leiter 16 isoliert.
In dem in 1 dargestellten Zustand ist der
weitere Leiter 38 gegen den ersten Leiter 14 durch
die Luft im Hohlraum 12 isoliert.
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Der
erste Leiter 14 und der weitere Leiter 38 können
eine Schaltleistenfunktion des Profils 34 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 weiteren Leiter 38 kontaktiert. Der
Kontakt zwischen dem ersten Leiter 14 und dem weiteren
Leiter 38 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 weiterem Leiter 38 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 weitere
Leiter 38 auf demselben elektrischen Potential wie der
erste Leiter 14 gehalten wird. In einem zweiten Zeitschlitz
liegt der weitere Leiter 38 dann auf anderem Potential
als der erste Leiter, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen
erstem Leiter 14 und weiterem Leiter 38 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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Die
dritten Leiter 36a, 36b, 36c sind in
dem Profil 34 an gleicher Stelle wie bei dem Profil 10 der 1 vorgesehen,
so dass bezüglich deren Ausbildung und Funktion auf die
Beschreibung im Zusammenhang mit der 1 verwiesen
wird.
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Die
Schnittansicht der 3 zeigt ein Profil 46,
das im Wesentlichen gleich zum Profil 34 der 2 aufgebaut
ist, so dass lediglich die Unterschiede zum Profil 34 erläutert
werden.
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Im
Unterschied zum Profil 34 der 2 sind der
erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 segmentiert.
So weist der erste Leiter 14 drei Segmente 48, 50, 52 auf,
die jeweils aus einem leitfähigen Elastomerbereich und
einer im Mittelpunkt des Segments, 48, 50, 52 geführten
Drahtlitze bestehen. Eine elektrische Isolierung der Segmente 48, 50, 52 gegeneinander
ist jeweils durch einen senkrechten schwarzen Strich angedeutet.
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Der
zweite Leiter 16 ist ebenfalls in drei Segmente 54, 56, 58 unterteilt,
wobei jedes Segment 54, 56, 58 aus einem
elektrisch leitfähigen Elastomerbereich und einer darin
geführten Drahtlitze besteht. Die Segmente 54, 56, 58 sind
elektrisch gegeneinander isoliert, was jeweils durch einen schwarzen
Strich angedeutet ist. Das Segment 56 bildet die Basis
des im Querschnitt U-förmigen zweiten Leiters 16,
das Segment 54 bildet den in der Ansicht der 3 linken Schenkel
des U-artigen Querschnitts und das Segment 58 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
bzw. der Erfassungsbereich des kapazitiven Sensors in seiner räumlichen
Ausdehnung zu beeinflussen. So kann beispielsweise dadurch, dass
das mittlere Segment 50 des ersten Leiters 14 mit
anderem Potential als die Segmente 48, 52 beaufschlagt wird,
eine Konzentration des erzeugten elektrischen Feldes auf den Mittenbereich
des Profils 46 erreicht werden. Alternativ können
einzelne Segmente 48, 50, 52 des ersten
Leiters 14 oder einzelne Segmente 54, 56, 58 des
zweiten Leiters 16 abgeschaltet werden, um eine Veränderung
des erzeugten Feldes zu erzielen. Eine Konzentration des erzeugten
elektrischen Feldes auf den Mittenbereich des Profils 46 kann
beispielsweise auch dadurch erreicht werden, dass die Segmente 54, 58 des
zweiten Leiters 16 auf ein höheres Potential gelegt
werden als das mittlere Segment 50 des ersten Leiters 14,
aber auf gleiches Potential wie die Segmente 48, 52 des
ersten Leiters 14. Eine weitere Beeinflussung der Form
des vom ersten Leiter 14 ausgehenden elektrischen Feldes kann,
wie bereits erläutert wurde, auch mittels der weiteren
Leiter 36a, 36b, 36c erfolgen. Eine unterschiedliche
Beaufschlagung der einzelnen Segmente 48, 50, 52, 54, 56, 58 sowie
gegebenenfalls auch einzelner Längssegmente der dritten
Leiter 36a, 36b, 36c kann auch innerhalb
des Längsverlaufs 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 12 näher erläutert.
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Die
schematische Darstellung der 12 zeigt
eine Karosserieöffnung 100, die mittels einer gestrichelt
dargestellten Klappe 102, beispielsweise einer Heckklappe,
verschlossen werden kann. Die Klappe 102 verschließt
die Öffnung 110 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 102 und Öffnung 100 übernimmt.
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Das
Profil ist entlang der Berandung der Öffnung 70 gesehen
in insgesamt sechs Abschnitte 104, 106, 108, 110, 112 und 114 unterteilt.
Jeder der Abschnitte 104, 106, 108, 110, 112 und 114 ist
mittels einer separaten, mehradrigen Leitung mit einer Steuer- und
Auswerteelektronik 116 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 104, 106, 108, 110, 112 und 114 für
die jeweils vorgesehene Funktion der dritten Leiter 36a, 36b und 36c.
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Der
Abschnitt 104 des Profils liegt auf einer Seite der Öffnung 100,
die an die Scharnier für die Klappe 102 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, wie es in der 2 dargestellt
ist, zu benutzen. Die Abschnitte 106 und 114 liegen
jeweils in einem Bereich der Berandung der Öffnung 100,
der von der Scharnierseite senkrecht wegläuft. Im Bereich
der Abschnitte 106, 114 liegt dadurch bei vollständig
geöffneter Klappe 102 ein großer Spalt
vor, schon bevor die Klappe 72 aber vollständig
geschlossen ist, wird der Öffnungsspalt im Bereich der
Abschnitte 106, 114 so schmal, dass bei unveränderter
Ausrichtung des elektrischen Feldes keine zuverlässige
kapazitive Erfassung mehr möglich ist. Im Bereich der Abschnitte 106, 114 kann
es daher sinnvoll sein, bei vollständig geöffneter
Klappe 72 sowohl eine kapazitive Erfassung als auch die Schaltleistenfunktion
des erfindungsgemäßen Profils zu nutzen. In Abhängigkeit
des Öffnungswinkels der Klappe 72 kann dann die
Ausrichtung des elektrischen Feldes durch geeignete Beschaltung
der dritten Leiter 36a, 36b, 36c verändert
werden oder die kapazitive Erfassung kann abgeschaltet werden, bis letztendlich
bei nur noch sehr geringem Öffnungsspalt auch die Schaltleistenfunktion
abgeschaltet wird, um ein sicheres Schließen der Klappe 102 sicherzustellen.
Die Klappe 102 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 108, 112 in
Abhängigkeit des Öffnungswinkels der Klappe 102 unterschiedlich
angesteuert werden.
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Der
Abschnitt 110 liegt gegenüber der Scharnierseite
der Öffnung 70 und im Bereich des Abschnitts 110 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 110 auch stark, so
dass es im Bereich des Abschnitts 110 sinnvoll sein kann,
die Ausrichtung des von dem ersten Leiter 14 erzeugten
Feldes entweder durch unterschiedliche Beaufschlagung seiner Segmente, wie
sie in 3 dargestellt sind, oder durch unterschiedliche
Beaufschlagung der dritten Leiter 36a, 36b, 36c zu
beeinflussen, um wenigstens annähernd mit der Ausrichtung
des erzeugten elektrischen Feldes dem Weg des dem Abschnitt 110 gegenüberliegenden
Endes der Klappe 102 zu folgen. Auf diese Weise kann dann
sichergestellt werden, dass stets der unmittelbar zwischen dem äußeren
Ende der Klappe 102 und dem Abschnitt 110 liegende
Abschnitt des Öffnungsspalts überwacht wird.
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Die
Darstellung der 13 zeigt eine weitere schematische
Darstellung eines Erfassungssystems mit dem Profil 34 der 2.
Die Drahtlitzen des ersten Leiters 14, des zweiten Leiters 16 und
des weiteren Leiters 38 sind jeweils an eine gemeinsame
Steuer- und Auswerteelektronik 120 angeschlossen. Wie bereits
erläutert wurde, können 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 von dem ersten Leiter 14 erzeugte kapazitive
Feld zu formen. Alternativ können die Leiter 14, 16 mittels
der Auswerte- und Steuerelektronik 20 anders be aufschlagt
und verschaltet, um eine kapazitive Erfassung von Hindernissen zu
gewährleisten. Der weitere Leiter 38 wird zusammen
mit dem ersten Leiter 14 für die taktile Schaltleistenfunktion
des Profils 10 benutzt, um eine Verformung des Profils 34 und
einen dadurch verursachten elektrischen Kontakt zwischen erstem Leiter 14 und
weiterem Leiter 38 feststellen zu können. Hierzu
wird der weitere 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 weiterem
Leiter 38 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 120 ist über
eine Kapazität 122 ebenfalls mit der Erdoberfläche
verbunden, wobei diese Kapazität 122 dann die
Kapazität zwischen Kraftfahrzeugkarosserie und Erdoberfläche
darstellt.
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Eine
Person 124, die auf der Erdoberfläche steht und
sich beispielsweise einer geöffneten Heckklappe nähert,
an der das Profil 34 vorgesehen ist, stellt selbst eine
Kapazität dar und beeinflusst somit das elektrische Feld,
das zwischen dem ersten Leiter 14 und der Erdoberfläche
besteht. 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.
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Die
schematische Darstellung der 4 zeigt
einen Sensor mit dem Profil 34 der 2. Die Drahtlitze 22 des
ersten Leiters 14 ist mit dem in der Darstellung der 4 linken
dritten Leiter 36a verbunden. Dadurch wird die Erfassungsfläche
des ersten Leiters 14 vergrößert.
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Der
in der Darstellung der 4 mittlere dritte Leiter 36b ist
mit einem Messgerät 60 verbunden. Dadurch kann
festgestellt werden, ob von dem ersten Leiter 14 ein elektrisches
Feld ausgeht und die kapazitive Erfassung des Sensors mit dem Profil 34 in Funktionsbereitschaft
ist.
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Der
in der Darstellung der 4 rechte dritte Leiter 36c ist
mit der Drahtlitze 28 des zweiten Leiters 16 verbunden.
Dadurch kann das vom ersten Leiter 14 ausgehende elektrische
Feld gegen einen in der Darstellung der 4 rechts
von dem Profil 34 liegenden Bereich abgeschirmt werden
und das vom ersten Leiter 14 ausgehende elektrische Feld
damit geformt werden. Die in der Darstellung der 4 gezeigte
Beschaltung der einzelnen Leiter des Profils 34 ist lediglich
beispielhaft und der Fachmann kann andere Beschaltungen der einzelnen
Leiter vornehmen.
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Die
Darstellung der 5 zeigt ein Profil 60 gemäß einer
vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei gegenüber
dem in 2 dargestellten Profil 34 lediglich unterschiedliche
Bauteile beschrieben werden, funktionsgleiche Bauteile werden dahingegen
nicht erneut erörtert.
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Das
Profil 60 ist mit einem leitfähigen Träger 62 versehen,
der sich seitlich über den zweiten Leiter 16 hinaus
erstreckt. Der leitfähige Träger 62 besteht beispielsweise
aus einem leitfähigen, vergleichsweise steifen Kunststoff
und wird beim Extrudieren des Profils 60 gefertigt. Der
leitfähige Träger 62 kann zur weiteren
Abschirmung des von dem ersten Leiter 14 erzeugten elektrischen
Feldes dienen und beispielsweise auf das gleiche Potential wie der
zweite Leiter 16 gelegt werden. Der leitfähige Träger 62 kann
darüber hinaus dazu verwendet werden, das Profil 60 in einer
passenden Nut zu befestigen.
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Die
Darstellung der 6 zeigt ein weiteres Profil 64 gemäß einer
fünften Ausführungsform der Erfindung, wobei auch
in Bezug auf die 6 lediglich die Unterschiede
zum Profil 34 der 2 erläutert
werden, funktionsgleiche Elemente werden dahingegen nicht erneut
beschrieben.
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Das
Profil 64 weist einen zweiten Leiter 66 auf, der
auf seiner rechten und linken Seite jeweils mit einem Fortsatz 68 bzw. 70 versehen
ist. Die Fortsätze 68, 70 bestehen aus
dem gleichen leitfähigen Material wie der übrige
Elastomerabschnitt des zweiten Leiters 66 und erstrecken
sich jeweils bis zur Außenoberfläche des Profils 64 und
bilden jeweils einen Abschnitt dieser Außenoberfläche.
Durch die Fortsätze 68, 70 wird dadurch
ein kontaktierbarer Abschnitt der Außenoberfläche
des Profils 64 bereitgestellt, der zur Realisierung weiterer
Funktionen verwendet werden kann, beispielsweise für eine
Widerstandsmessung im Bereich der Außenoberfläche
des Profils 64 zur Detektion von Wasser auf der Außenoberfläche.
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Die
Darstellung der 7 zeigt ein weiteres Profil 72 gemäß einer
sechsten Ausführungsform der Erfindung. Erneut werden lediglich
zum Profil 34 der 2 unterschiedliche
Bauteile bzw. Elemente des Profils 72 erläutert,
funktionsgleiche bzw. identische Elemente werden nicht erneut beschrieben.
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Das
Profil 72 ist an seiner Außenoberfläche mit
mehreren vierten Leitern 74a, 74b, 74c und 74d versehen,
wobei insgesamt vier solcher Leiter auf der Außenoberfläche
vorhanden sind. Die vierten Leiter 74a, 74b, 74c, 74d werden
bei der Extrusion des Profils 72 mit hergestellt und weisen
jeweils eine dünne Drahtlitze in ihrem Inneren auf. Auf
jeder Seite des Profils 72 stehen dadurch zwei voneinander
beabstandete vierte Leiter zur Verfügung, nämlich
auf der in 7 linken Seite die Leiter 74a, 74b und
auf der in 7 rechten Seite die Leiter 74c, 74d.
Mittels einer Messung der Kapazität oder des Widerstands zwischen
diesen jeweils voneinander beabstandeten Leitern 74a, 74b, 74c, 74d kann
beispielsweise das Vorhandensein von Wasser auf der Außenoberfläche des
Profils 72 festgestellt werden. Wasser auf der Außenoberfläche
des Profils 72 beeinflusst allgemein die kapazitive Erfassung
von Hindernissen und es kann daher eine erhöhte Sicherheit
bei der Erfassung erreicht werden, wenn das Vorhandensein von Wasser
detektiert werden kann.
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Um
das Anhaften von Wassertropfen auf der Außenoberfläche
des Profils 72 zu verhindern oder jedenfalls weitgehend
zu verhindern, kann die Außenoberfläche des Profils 72 mit
einer superhydrophoben Nanobeschichtung versehen sein.
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Die
Darstellung der 8 zeigt ein weiteres Profil 76 gemäß einer
siebten Ausführungsform der Erfindung. Erläutert
werden nur diejenigen Elemente des Profils 76, die zu dem
in 2 gezeigten Profil 34 unterschiedlich
sind. Baugleiche Elemente oder Bauteile werden nicht erneut beschrieben.
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Das
Profil 76 weist einen ersten Leiter 78 auf, der
einen Querschnitt aufweist, der sich aus einem Rechteck und einem
darauf aufgesetzten Dreieck zusammensetzt. In der Darstellung der 8 nimmt
die Dicke des ersten Leiters 78 dadurch von rechts nach links
zu und eine Erfassungsfläche 80 ist in der Darstellung
der 8 seitlich, nach rechts, ausgerichtet. Eine Erfassungsrichtung
bei kapazitiver Erfassung mit dem Profil 76 liegt dadurch
nicht parallel zu einer Mittelebene des Profils, sondern ist, wie
durch einen Pfeil 82 angedeutet ist, gegenüber
einer Mittelebene nach rechts gedreht. Anders gesagt ist ein Erfassungsbereich
bei kapazitiver Erfassung in Bezug auf eine Mittellängsebene 83 des
Profils nach rechts gedreht, wobei eine Hauptkomponente des Erfassungsbereiches
durch den Pfeil 82 repräsentiert ist. Aufgrund
der ebenen, dem Hohlraum 12 des Profils zugewandten Oberfläche
des ersten Leiters 78 und die im Übrigen unveränderte
Ausbildung des Profils 76 im Vergleich zu dem Profil 74 der 2 ist
eine Erfassungsrichtung bei taktiler Erfassung hingegen unverändert
und parallel zur Mittelebene 83 des Profils 76,
wie durch einen Pfeil 84 angedeutet ist. Anders gesagt
können nur Hindernisse erfasst werden, die sich entgegen
dem Pfeil 84 relativ zum Profil 76 bewegen sowie
in einem Winkel von etwa ±45° zum Pfeil 84 auf
das Profil 76 zu bewegen. Das vom ersten Leiter 78 ausgehende
elektrische Feld verläuft daher tendenziell in Richtung
des Pfeiles 82 und damit können auch Hindernisse
bevorzugt erfasst werden, die sich in Richtung des Pfeiles 82 vor
dem Profil 76 befinden. Eine taktile Erfassung findet dahingegen
vorzugsweise in Bezug auf Hindernisse statt, die sich entgegen der
Richtung des Pfeiles 84 dem Profil 76 nähern.
Die Erfassungsbereiche bei kapazitiver und taktiler Erfassung sind
somit gegeneinander verdreht und die jeweiligen Mittelebenen dieser
beiden Erfassungsbereiche, die als Haupterfassungsrichtungen bezeichnet
werden können, schließen einen Winkel von mehr
als 0°, insbesondere mehr als 20° und weniger
als 90° zueinander ein. Diese unterschiedliche Ausrichtung
einer Erfassungsrichtung bei kapazitiver Erfassung und einer Erfassungsrichtung bei
taktiler Erfassung kann dazu verwendet werden, eine vorausschauende
kapazitive Detektierung zu verwirklichen. Dies kann beispielsweise
bei Drehtüren, wie sie in Schienenfahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs
verwendet werden, von erheblichem Vorteil sein. Diese grundsätzlich
unterschiedliche Ausrichtung des elektrischen Feldes gemäß dem Pfeil 82 kann
durch geeignete Beschaltung der einzelnen Leiter des Profils 76 verstärkt
und beeinflusst werden, wie bereits im Zusammenhang mit 1 bzw. 2 beschrieben
wurde.
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Die
Schnittansicht der 9 zeigt ein weiteres Profil 86 gemäß einer
achten Ausführungsform der Erfindung. Das Profil 86 weist
einen nicht leitfähigen Elastomerbereich 88 sowie
einen ersten Leiter 90 und einen zweiten Leiter 92 innerhalb
des Bereichs 88 auf. Der erste Leiter 90 und der
zweite Leiter 92 bestehen jeweils aus einem leitfähigen
Elastomerbereich, in dessen Mitte eine Drahtlitze eingelegt ist.
Der erste Leiter 90 und der zweite Leiter 92,
der einen schalenartigen Querschnitt aufweist, sind zur kapazitiven
Erfassung von Hindernissen vorgesehen. Zwischen dem ersten Leiter 90 und
dem zweiten Leiter 92 ist ein Hohlraum 94 vorgesehen.
Ein Träger 96 an dem in 9 unteren
Ende des Profils 86 dient zur Befestigung des Profils 86.
Zwischen dem zweiten Leiter 92 und dem Träger 96 ist
ein weiterer Hohlraum vorgesehen.
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Das
Profil 86 ist beispielsweise zur Anordnung an Vorderkanten
von Schiebetüren oder Schwenktüren in Schienenfahrzeugen
vorgesehen. Durch die kapazitive Erfassung von Hindernissen kann
frühzeitig und noch vor einem Berührkontakt ein Hindernis
erkannt werden und ein Türantrieb gestoppt oder reversiert
werden.
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Die
Darstellung der 10 zeigt das baugleiche Profil 86,
das bereits anhand der 9 erläutert wurde,
wobei in den Hohlraum 94 ein Schaltleistenprofil 98 eingezogen
wurde. Das Schaltleistenprofil 98 weist in bekannter Weise
einen Hohlraum auf, in dem zwei voneinander beabstandete Leiter
angeordnet sind. Der Hohlraum und die beiden Leiter sind von einem
im Querschnitt ringförmigen Elastomerbereich umgeben. Wird
das Schaltleistenprofil 98 zusammengedrückt, kommen
die beiden Leiter miteinander in Kontakt und ein Schaltsignal kann
erzeugt werden. Indem das Schaltleistenprofil 98 in einfacher Weise
in den Hohlraum 94 des Profils 86 eingezogen werden
kann, ist das Profil 86 in besonders einfacher Weise nachrüstbar.
Wenn beispielsweise erhöhte Sicherheitsanforderungen gestellt
werden, kann das Profil 86 mit dem Schaltleistenprofil 98 versehen
werden, um dadurch ein Profil bereitzu stellen, mit dem ein Sensor
zur kapazitiven, berührungslosen Erfassung von Hindernissen
und gleichzeitig zur taktilen Erfassung von Hindernissen realisierbar
ist.
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Die
Schnittansicht der 11 zeigt schematisch einen Sensor
mit dem Profil 34, das bereits anhand der Darstellung der 2 erläutert
wurde. Der erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 des
Profils 34 können wahlweise mittels eines feuchtigkeits- und/oder
temperaturempfindlichen Widerstands 130 miteinander verbunden
werden. Eine erste Steuer- und Auswerteeinheit 132, die
in Reihe zum Widerstand 130 geschaltet ist, nimmt dann
eine Widerstandsmessung vor, wodurch mittels des Profils 34 eine
Umgebungstemperatur und/oder eine Feuchte der Umgebungsluft bestimmt
werden kann.
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Der
erste Leiter 14 und der zweite Leiter 16 sind
auch mittels einer zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 134 miteinander
verbunden, wobei mittels der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 134 eine kapazitive
Erfassung von Hindernissen vorgenommen wird, wie sie bereits anhand
der 13 erläutert wurde. Zusätzlich
kann, wie in 13 dargestellt ist, der weitere
Leiter 38 mit der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 134 verbunden
sein, um zusätzlich eine taktile Erfassung bereitzustellen.
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Die
erste Steuer- und Auswerteeinheit 132 enthält
Schaltmittel, die beispielsweise eine zeitschlitzgesteuerte elektrische
Verbindung des Widerstands 130 mit dem zweiten Leiter 16 bewirken.
In analoger Weise ist in Reihe zu der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 134 ein
Schaltmittel 136 vorgesehen, das ebenfalls eine zeitschlitzgesteuerte
elektrische Verbindung zum zweiten Leiter 16 bewirkt. Abwechselnd
und aufeinanderfolgend sind somit entweder der temperatur- und/oder
feuchtigkeitsempfindliche Widerstand 130 oder die zweite
Steuer- und Auswerteeinheit 134 zwischen den ersten Leiter 14 und
den zweiten Leiter 16 geschaltet.
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Die
Bestimmung der Umgebungstemperatur und Feuchte der Umgebungsluft
kann bei der kapazitiven Erfassung mittels der zweiten Steuer- und
Auswerteeinheit 134 herangezogen werden, um beispielsweise
Korrekturfaktoren anzuwenden. Die Darstellung der 11 ist
lediglich als schematisches Schaltbild zu verstehen, die erste Steuer-
und Auswerteeinheit 132 sowie die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 134 sind
selbstverständlich mit nicht dargestellten Spannungs- oder
Stromquellen verbunden und sind auch mit den Schaltmitteln 132, 136 über
Steuer- und Signalleitungen verbunden, um abgestimmte Schaltvorgänge
vorzunehmen. Die Ausgestaltung der Schaltung im Einzelnen liegt
aber selbstverständlich innerhalb des Fachwissens des angesprochenen
Fachmanns.
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Die
Schnittansicht der 14 zeigt ein erfindungsgemäßes
Profil 140, das dafür vorgesehen ist, mit seiner
Seite 142 an der Vorderkante einer sogenannten Innenschwenktür
befestigt zu werden. Solche Türen werden beispielsweise
in Bussen und Straßenbahnen des öffentlichen Personennahverkehrs
eingesetzt und schwenken ausgehend von einer senkrecht zur Wagenseite
liegenden offenen Position bis zu einer parallel zur Wagenseite
liegenden geschlossenen Position. Beim Schließen bewegen sich
solche Türen infolgedessen innerhalb des Fahrzeuginnenraums
und können daher mit Fahrgästen kollidieren. Die
Richtung, aus der Fahrgäste mit der Vorderkante einer solchen
Innenschwenktür kollidieren können, ändert
sich dabei zwangsläufig während des Schließvorgangs
der Türe, wobei eine Hauptkollisionsrichtung in etwa unter
45° zur Ebene der Türe liegt. Diese Mittenebene
der Türe ist lediglich schematisch mit dem Bezugszeichen 144 angedeutet.
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Um
Hindernisse in einem Winkel von 45° im Uhrzeigersinn gesehen
von der Mittelebene 144 zu erfassen, ist das Profil 140 mit
einem ersten Leiter 146 und einem zweiten Leiter 148 versehen.
Der erste Leiter dient als Kondensatorelektrode zur Erzeugung eines
elektrischen Feldes und der zweite Leiter 148 dient als
Schildelektrode zur Beeinflussung des von dem ersten Leiter 146 ausgehenden
elektrischen Feldes. Der erste Leiter 146 ist streifenförmig
ausgebildet und weist einen in der 14 erkennbaren, rechteckigen
Querschnitt auf. Wie anhand der zuvor erörterten Ausführungsformen
bereits beschrieben, besteht der Leiter 146 aus einem leitfähigen
Polymerbereich, in den eine Drahtlitze eingelegt ist. Der erste Leiter 146 ist
so angeordnet, dass eine senkrecht und mittig auf ihm stehende Ebene
etwa in einem Winkel von 55°, insbesondere zwischen 30° und
80°, zur Mittenebene 144 der Türe angeordnet
ist. Eine Haupterfassungsrichtung bei kapazitiver Erfassung liegt
damit ebenfalls in einem Winkel von etwa 55° zur Mittenebene 144.
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Der
zweite Leiter 148 ist im Querschnitt etwa U-artig ausgebildet
und weist ebenfalls einen leitfähigen Polymerbereich und
eine in diesen eingelegte Drahtlitze auf.
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Zwischen
dem ersten Leiter 146 und dem zweiten Leiter 148 ist
in dem Profil 140 ein Hohlraum 150 vorgesehen.
In Erfassungsrichtung gesehen liegt hinter dem ersten Leiter 146 ein
dritter Leiter 152, also auf der Seite des ersten Leiters 146,
die dem zweiten Leiter 148 abgewandt ist. Der dritte Leiter 152 besteht
lediglich aus einer Drahtlitze, die ohne umgebenden leitfähigen
Polymerbereich unmittelbar im nichtleitfähigen Polymerbereich
liegt. Die räumliche Ausdehnung des dritten Leiters 152 ist
damit gegenüber dem ersten Leiter 146 klein und
der dritte Leiter kann beispielsweise für Diagnosezwecke oder
auch zur Beeinflussung des vom ersten Leiter 146 ausgehenden
Feldes benutzt werden.
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Ein
weiterer Hohlraum 154 ist an einer in Schließrichtung
gesehen vorderen Kante des Profils 140 angeordnet. Die
Funktion dieses Hohlraums 154 wird noch erläutert.
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Die
Darstellung der 15 zeigt das Profil 140 der 14,
wobei in den Hohlraum 154 ein Schaltleistenprofil 156 eingezogen
ist. Das Schaltleistenprofil 156 ist für die taktile
Erfassung von Hindernissen vorgesehen und weist eine schlauchartige Form
auf, wobei an den im Querschnitt der 15 zu erkennenden
Hohlraum 158 zwei leitfähige Bereiche angrenzen.
Wird das Schaltleistenprofil 156 zusammengedrückt,
so gelangen die beiden leitfähigen Bereiche in Kontakt
zueinander und ein Schaltsignal kann erzeugt werden. Der Hohlraum 154 ist
dabei vom Querschnitt her gesehen größer als das
Schaltleistenprofil 156, weist aber an gegenüberliegenden Seiten
Vorsprünge auf, die das Schaltleistenprofil 156 im
Hohlraum 154 festhalten.
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Eine
taktile Erfassung mit dem Schaltleistenprofil 156 wird
beispielsweise erst dann aktiviert, wenn die mit dem Profil 140 versehene
Innenschwenktür bereits fast geschlossen ist. Wenn in dieser
fast geschlossenen Position doch noch ein Hindernis zwischen die
sich schließenden Türen gelangt, so kann dies
verlässlich durch die taktile Erfassung des Schaltleistenprofils 156 detektiert
werden. Dies wäre mit der rein kapazitiven Erfassung über
die Leiter 146, 148 nicht ohne weiteres möglich,
da deren Erfassungsrichtung ja von der Vorderkante des Profils 140 weggerichtet
ist. Mit dem Schaltleistenprofil 156 lassen sich beispielsweise
auch Hindernisse erfassen, die in der Darstellung der 15 von
links vor die obere Kante des Profils 140 gelangen, beispielsweise
ein zu spät kommender Fahrgast, der noch versucht sich
zwischen die sich schließenden Türen zu drängen.
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Wie
der Darstellung der 15 zu entnehmen ist, fallen
die Haupterfassungsrichtungen des Schaltleistenprofils 156 und
der Leiter 146, 148 auseinander. Am Beispiel einer
Innenschwenktür ist es dadurch möglich, Hindernisse,
die aus unterschiedlichen Richtungen zu erwarten sind, gleichzeitig
oder nacheinander zu erfassen.
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Die
Darstellung der 16 zeigt das Profil 140 der 14,
wobei in dem Hohlraum 154 das Schaltleistenprofil 156 vorgesehen
ist. In dem Hohlraum 150 zwischen dem ersten Leiter 146 und
dem zweiten Leiter 148 ist darüber hinaus ein
weiteres Schaltleistenprofil 160 vorgesehen. Diese Schaltleistenprofil 160 ist
für die taktile Erfassung von Hindernissen vorgesehen und
weist einen schlauchartigen Querschnitt auf. Einander im Bezug auf
den Hohlraum des Schaltleistenprofils 160 gegenüberliegende
leitfähige Bereiche kontaktieren sich beim Zusammendrücken
des Schaltleistenprofils 160, wodurch dann ein Schaltsignal
erzeugt werden kann. Mittels des Schaltleistenprofils 160 kann
dadurch die kapazitive Erfassung mittels der Leiter 146, 148 abgesichert
werden.
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Die
Darstellung der 17 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Profils 162.
Das Profil 162 weist im Bereich seiner Vorderkante einen
ersten Leiter 164 auf, der den vorderen Bereich eines vorstehenden
Dichtungswulstes einnimmt. Beabstandet vom ersten Leiter 164 ist
ein im Querschnitt U-artiger zweiter Leiter 166 vorgesehen. Der
erste Leiter 164 dient als Kondensatorelektrode zur Erzeugung
eines elektrischen Feldes, der zweite Leiter 166 als Schildelektrode
zur Beeinflussung dieses elektrischen Feldes. Zwischen dem ersten
Leiter 164 und dem zweiten Leiter 166 ist ein
Hohlraum 168 angeordnet. Die Schenkel des zweiten Leiters 166 erstrecken
sich abschnittsweise in Dichtlippen 170, 172 hinein,
die rechts bzw. links des ersten Leiters 164 vom Profil 162 abragen.
Die Dichtlippen 170, 172 können eine
sehr gute Abdichtung sicherstellen.
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Die
Darstellung der 18 zeigt das Profil 162 der 17,
wobei in dem Hohlraum 168 ein Schaltleistenprofil 174 vorgesehen
ist. Das Schaltleistenprofil 174 wird in den Hohlraum 168 eingezogen
und beispielsweise an dessen Basis, angrenzend an den zweiten Leiter 166,
festgeklebt.
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Mittels
des Schaltleistenprofils 174 kann neben der kapazitiven
Erfassung über die Leiter 164, 166 eine
zusätzliche taktile Hinderniserfassung realisiert werden.
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Die
Darstellung der 19 zeigt in Schnittansicht ein
Profil 176, das einen ersten Leiter 178 zur Erzeugung
eines elektrischen Feldes und einen zweiten, hiervon beabstandeten
Leiter 180 aufweist, der zur Beeinflussung des von dem
ersten Leiter 178 ausgehenden elektrischen Feldes vorgesehen
ist. Der zweite Leiter 180 weist im Querschnitt eine U-artige
Form auf. Zwischen dem ersten Leiter 178 und dem zweiten
Leiter 180 ist ein Hohlraum 182 angeordnet. Das
Profil 176 ist mit einer Befestigungsnut 184 versehen,
in die insgesamt vier Befestigungslippen vorragen. Die Nut 184 ist
von einem U-artigen Metallbügelprofil 186 umgeben,
das in das Polymermaterial des Profils 176 eingebettet
ist. Zur Befestigung des Profils 176 kann dieses mit der
Nut 184 beispielsweise auf einen Steg aufgeschoben werden.
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Die
Darstellung der 20 zeigt das Profil 176 der 19,
wobei in dem Hohlraum 182 ein Schaltleistenprofil 188 für
die taktile Erfassung von Hindernissen vorgesehen ist. Um die taktile
Erfassung von Hindernissen zu ermöglichen, die aus einem
vergleichsweise breiten Winkelbereich auf das Profil 176 zukommen,
ist ein Leiter 190 als leistenartiger Vorsprung ausgebildet,
der in einen Hohlraum 192 des Schaltleistenprofils 188 vorragt.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlraums 192 ist
ein Leiter 194 angeordnet, der im Querschnitt U-artig ausgebildet
ist. Selbst dann, wenn der Leiter 190 nicht gerade auf
den Leiter 194 zubewegt wird, sonder vielmehr schräg
zu diesem bewegt wird, kommt es zu einem Kontakt des Leiters 190 mit
dem Leiter 194, wobei dieser Kontakt dann ein Schaltsignal
auslösen kann. Dies deshalb, da der Leiter 190 in
Form eines leistenartigen Vorsprungs so weit in den Hohlraum 192 vorragt,
dass er sich bereits in die Vertiefung hinein erstreckt, die durch
den U-artigen Leiter 194 ausgebildet wird. Selbst dann,
wenn also der Leiter 190 in der Darstellung der 20 lediglich
nach links verschoben werden sollte, gelangt er unweigerlich in
Kontakt mit dem Leiter 194 und das Auftreffen eines Hindernisses
auf das Profil 176 kann detektiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19632592
C1 [0002]
- - DE 10310066 B3 [0003]
- - EP 0648628 B1 [0004]