DE202008009942U1

DE202008009942U1 - sensor device

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Publication number: DE202008009942U1
Application number: DE202008009942U
Authority: DE
Original assignee: Leoni AG
Current assignee: Leoni AG
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2018-07-24

Abstract

Sensorvorrichtung zum Erkennen eines sich nähernden Objekts, insbesondere zur Überwachung eines motorisch angetriebenen Schließmechanismus auf ein Einklemmen eines Gegenstands zwischen zwei relativ zueinander bewegten Teilen des Schließmechanismus, mit einem kapazitiven elektrischen langgestreckten Sensorelement (8) umfassend zumindest eine Elektrode (12), die sich entlang eines langgestreckten strangförmigen Körpers, insbesondere ein schlauchförmiger Mantel (9), mit diesem erstreckt und ohne dass die Übertragung von optischen Signalen durch den Körper hindurch zur Erfassung des Objekts mit Hilfe eines optischen Sensors vorgesehen ist.sensor device for recognizing an approaching object, in particular for monitoring a motor-driven locking mechanism to pinching an object between two relative to one another moving parts of the locking mechanism, with a capacitive electrically elongate sensor element (8) comprising at least an electrode (12) extending along an elongated strand-like Body, in particular a tubular jacket (9), with this extends and without the transmission of optical signals through the body for detection of the object is provided by means of an optical sensor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zum Erkennen eines Objekts.The The invention relates to a sensor device for detecting an object.

In vielen technischen Bereichen ist aus sicherheitstechnischen Gründen das frühzeitige Erkennen eines Objekts erforderlich, wenn sich dieses in einer sicherheitskritischen Zone befindet bzw. in eine solche Zone gelangt. Ein Beispiel hierfür sind motorisch angetriebene Schließmechanismen, wie sie insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie, beispielsweise als elektromotorisch betätigte Fensterheber, Schiebetüren, Heckklappen, Schiebedächer, etc. eingesetzt werden.In many technical areas is for safety reasons the early recognition of an object is required if this is in a safety-critical zone or in a such zone arrives. An example of this is motor powered locking mechanisms, as in particular in the automotive industry, for example as an electric motor operated windows, sliding doors, tailgates, Sunroofs, etc. are used.

Als Sensorvorrichtungen sind kapazitive Sensoren bekannt, die auf ein Nähern eines Objektes reagieren. Insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie muss ein zuverlässiger Betrieb derartiger kapazitiver Sensoren gewährleistet werden. Zudem sollte dieser kostengünstig und einfach zu montieren sein.When Sensor devices are known capacitive sensors that are based on a Approach an object. Especially in the automotive industry must be a reliable operation of such capacitive sensors be guaranteed. In addition, this should be inexpensive and easy to assemble.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine elektrische kapazitive Sensorvorrichtung anzugeben, die einfach in der Herstellung und Montage ist sowie ein zuverlässiges Erkennen eines Objekts über einen langgestreckten Bereich ermöglicht.Of the Invention is the object of an electrical capacitive Specify sensor device that is easy to manufacture and Mounting is as well as a reliable detection of an object via an elongated area allows.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The The object is achieved by a sensor device with the features of claim 1.

Danach ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen kapazitiven, langgestreckten Sensor mit zumindest einer Elektrode umfasst, wobei die Sensorvorrichtung einen langgestreckten, vorzugsweise schlauchförmigen Mantel aufweist und die Elektrode und der Mantel sich gemeinsam in Erstreckungsrichtung des Mantels erstrecken. Der Mantel besteht hierbei vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff und ist daher insgesamt sehr flexibel. Zweckdienlicherweise wird der Mantel durch Extrusion hergestellt. Insgesamt ist durch diese langgestreckte Anordnung des kapazitiven Sensors mit dem schlauchartigen Mantel und der Elektrode zum einen ein einfaches Herstellen des Sensors ermöglicht und zum anderen ist ein derartiger Sensor quasi als „Meterware" herstellbar und kann entlang einer zu überwachenden Kante nach Art eines Liniensensors eingesetzt werden.After that it is provided that the sensor device has a capacitive, elongated Sensor comprising at least one electrode, wherein the sensor device an elongated, preferably tubular jacket and the electrode and the jacket together in the extension direction extend the coat. The jacket preferably consists here made of an elastic plastic and is therefore very flexible overall. Conveniently, the jacket is made by extrusion. Overall is through this elongated arrangement of the capacitive sensor with the tube-like Sheath and the electrode for a simple manufacture of the Sensors allows and on the other hand is such a sensor Can be produced as a "piece of goods" and can along a used to be monitored edge in the manner of a line sensor become.

Aus der nachveröffentlichten WO 2008/003521 A1 ist ein Sensorsystem umfassend eine Kombination eines optischen mit einem kapazitiven Sensor bekannt. Im Unterschied zu der darin beschriebenen Ausgestaltung ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung vollständig auf einen optischen Teil verzichtet. Durch oder entlang des Schlauchs hindurch werden daher keine optischen Signale zur Erfassung des Objekts mit Hilfe eines optischen Sensors übertragen.From the post-published WO 2008/003521 A1 is a sensor system comprising a combination of an optical with a capacitive sensor known. In contrast to the embodiment described therein, in the embodiment according to the invention, an optical part is completely dispensed with. Therefore, no optical signals for detecting the object are transmitted by means of an optical sensor through or along the tube.

Als Elektrode werden allgemein wahlweise ein oder mehrere vorzugsweise helixförmig verlaufende Drähte oder ein insbesondere selbsttragendes Geflecht eingesetzt. Allgemein kann die Elektrode nach Art eines Flach-Hohl- oder Vollleiters ausgebildet sein.When Electrode will generally optionally one or more preferably helical wires or a particular Self-supporting mesh used. Generally, the electrode can after Be formed type of a flat hollow or full conductor.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung verläuft die Elektrode im Inneren des schlauchförmigen Mantels, also in dessen Hohlraum. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Elektrode entlang einer in dem Mantel angeordneten Stützfaser geführt ist. Hierdurch ist eine definierte Anordnung der Elektrode erzielt. Zweckdienlicherweise ist dabei als Elektrode zumindest ein Draht helix-artig um die Stützfaser geführt. Auch kann ein Geflecht entlang der Stützfaser geführt sein.According to one expedient embodiment, the electrode runs in the Inside the tubular shell, so in the cavity. It is provided in particular that the electrode along a arranged in the jacket support fiber out is. As a result, a defined arrangement of the electrode is achieved. Conveniently, there is at least one wire as the electrode Helix-like guided around the support fiber. Also can a braid be guided along the support fiber.

Alternativ hierzu ist die Elektrode als ein vorzugsweise selbsttragendes zylindrisches Geflecht ausgebildet.alternative For this purpose, the electrode is a preferably self-supporting cylindrical Braid trained.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist die Elektrode in die Wandung des Mantels selbst eingebettet. Dies wird vorzugsweise durch Koextrusion hergestellt. Als Elektrode können hierbei sowohl ein oder mehrere beispielsweise helix-artig verlaufende Drähte als auch ein Geflecht sowie sonstige Leiter beliebiger Geometrie herangezogen werden. Der Mantel muss hierbei nicht zwangsweise einen Hohlraum umgeben, entlang dessen die Elektrode geführt ist. Vielmehr kann die Elektrode auch im Vollmaterial eines strangförmigen Vollkörpers geführt sein.According to one expedient embodiment, the electrode is in the wall of the Mantels embedded themselves. This is preferably done by coextrusion produced. As an electrode here can either a or several, for example helix-like wires running as also a braid and other conductors of any geometry used become. The jacket does not necessarily have a cavity surrounded, along which the electrode is guided. Much more The electrode can also in the solid material of a strand-shaped Be led solid body.

Alternativ zu dieser Variante ist der Mantel vorzugsweise ganz oder teilweise aus einem leitfähigen Material hergestellt und bildet zugleich die Elektrode. Es liegt also insgesamt eine schlauchförmige Elektrode vor. Der Mantel ist in diesem Fall bevorzugt gegen Masse isoliert.alternative For this variant, the jacket is preferably wholly or partly made of a conductive material and forms at the same time the electrode. So it is a total of a tubular electrode in front. The jacket is preferably isolated in this case to ground.

Schließlich ist noch eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante vorgesehen, bei der die Elektrode außen am Mantel entlang verläuft. Als Elektrode können hierbei wiederum sowohl ein oder mehrere beispielsweise helix- oder wendelförmig verlaufende Drähte als auch ein Geflecht sowie sonstige Leiter beliebiger Geometrie herangezogen werdenAfter all is still another preferred embodiment variant provided in which the electrode runs along the outside of the jacket. In this case, in turn, one or more electrodes may be used as the electrode For example, helix or helical wires as well as a braid and other conductors of any geometry be used

Im Hinblick auf eine zuverlässige Funktion des kapazitiven Sensors ist in bevorzugter Ausgestaltung eine zweite Elektrode vorgesehen, die der ersten Elektrode gegenüberliegt. Die eine Elektrode wird vorzugsweise als Sendeelektrode eingesetzt und die andere Elektrode als Empfangselektrode, die eine Änderung der elektrischen Feldlinien bei Annäherung eines Gegenstands erfasst.With regard to a reliable function of the capacitive sensor, a second electrode is provided in a preferred embodiment, which is opposite to the first electrode. The one electrode is preferably used as a transmitting electrode and the other electrode as a receiving electrode, a change in the electric field lines at Annä of an object.

Für die zweite Elektrode wird hierbei vorzugsweise ein Flachkabel, insbesondere eine flache Flechtlitze verwendet, die insbesondere sehr biegeflexibel ist. Das leitende Flachgeflecht besteht hierbei aus kupferleitenden Materialien, beispielsweise einzelnen Kupferlitzen, kann jedoch auch aus leitenden Kunststoffgeweben gebildet sein oder auch durch gespritzte Leiterbahnen.For the second electrode is preferably a flat cable, in particular a flat Flechtlitze used, in particular very flexible is. The conductive flat braid consists of copper-conducting However, materials, such as individual copper strands, may also be formed of conductive plastic fabrics or by sprayed conductors.

Die beiden Elektroden sind hierbei bevorzugt in einem festen Relativabstand zueinander angeordnet, um ein zuverlässiges Auswerten der empfangenen Signale zu gewährleisten. Bei diesem Erfassungsprinzip kommt es daher nicht auf eine Verschiebung der beiden Elektroden zueinander an. Zweckdienlicherweise ist hierbei vorgesehen, dass die zweite Elektrode beabstandet von der ersten Elektrode im Material des Mantels angeordnet, also in diesem eingebettet ist.The Both electrodes are preferably in a fixed relative distance arranged to each other to reliably evaluate the to ensure received signals. With this detection principle Therefore, it does not come to a shift of the two electrodes to each other. Conveniently, it is provided here that the second electrode is spaced from the first electrode in the material arranged the shell, so embedded in this.

Der Mantel ist hierbei vorzugsweise als ein Dichtelement oder ein Dichtprofil oder auch ein sonstiges Profil ausgebildet, welches entlang einer zu überwachenden Linie geführt ist, beispielsweise entlang einer Randseite eines Schließelements und/oder eines Anschlags für das Schließelement. Das Dichtprofil besteht hierbei beispielsweise aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff.Of the Cloak is hereby preferably as a sealing element or a sealing profile or another profile formed along a is guided to monitoring line, for example along an edge side of a closing element and / or a stop for the closing element. The sealing profile In this case, for example, consists of rubber or a suitable plastic.

Unter Mantel wird allgemein daher auch ein Schlauch/Schutzschlauch oder ein Profil beliebiger Ausgestaltung, insbesondere Dichtprofil verstanden.Under Therefore, coat is generally also a hose / protective hose or a profile of any configuration, in particular sealing profile understood.

Das Profil kann hierbei unterschiedlichste Ausgestaltungen aufweisen, beispielsweise mit einem oder mehreren (zusätzlichen) Dichtlippen versehen sein und/oder weitere Hohlräume aufweisen. Im Hinblick auf eine einfache Montage sind an dem Dichtprofil vorzugsweise selbst Montagemittel, wie beispielsweise Befestigungszapfen etc. angeformt, mit denen das Dichtprofil an einem Karosseriebauteil eingeklipst wird.The Profile can have very different configurations, for example, with one or more (additional) sealing lips be provided and / or have more cavities. In terms of on a simple assembly are preferably on the sealing profile itself Mounting means, such as mounting pins, etc. molded, with where the sealing profile is clipped to a body component.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist zusätzlich seitlich am Profil in dessen Längsrichtung ein Leitblech vorgesehen, welches wahlweise oder in Kombination zur Befestigung des Profils oder zu dessen Schutz vorgesehen ist. Vorzugsweise dient das Leitblech zur geeigneten Beeinflussung der Feldlinien des kapazitiven Sensors, um einen räumlichen Erfassungsbereich zu definieren. Das Leitblech ist hierbei aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus Metall, ausgebildet. Die Leitplatte ist hierzu beispielsweise am Dichtprofil fixiert. Weiterhin kann über das Leitblech eine Befestigung der gesamten Anordnung an einem Karosseriebauelement vorgesehen sein. Hierzu ist das Leitblech beispielsweise L-förmig ausgebildet, wobei an dem einen Schenkel das Profil befestigt ist und mit dem anderen Schenkel die Befestigung am Karosserieelement erfolgt. Das Leitblech ist zum Karosserieelement hin vorzugsweise elektrisch isoliert.According to one preferred development is additionally on the side of the profile provided in the longitudinal direction of a baffle, which optional or in combination for attachment of the profile or to its protection is provided. Preferably, the baffle is for suitable influencing of the field lines of the capacitive sensor, to define a spatial coverage area. The Guide plate is in this case made of an electrically conductive material, in particular made of metal, formed. The guide plate is for this purpose, for example fixed on the sealing profile. Furthermore, over the baffle an attachment of the entire assembly to a body component be provided. For this purpose, the guide plate is for example L-shaped formed, wherein on the one leg, the profile is attached and with the other leg attachment to the body element he follows. The baffle is preferably to the body element electrically isolated.

Beim kapazitiven Sensor wird allgemein eine Veränderung eines elektrischen Feldes mit Hilfe vorzugsweise von mehreren Elektroden erfasst, sobald ein Gegenstand in die Nähe der Elektroden gelangt und somit das elektrische Feld stört bzw. verändert. Diese Veränderung des elektrischen Feldes wird mit Hilfe des elektrischen Sensors in an sich bekannter Weise erfasst und detektiert.At the Capacitive sensor is generally a change of a electric field with the aid of preferably several electrodes detected as soon as an object near the electrodes passes and thus disturbs the electric field or changed. These Change of the electric field is with the help of the electrical sensor detected and detected in a conventional manner.

Physikalisch handelt es sich beim elektrischen Sensor um ein Mehrleitersystem mit mindestens zwei Elektroden. Eine ist in der Regel die Masse, die zweite ist eine Messelektrode (Empfangselektrode). Bei einem Kraftfahrzeug wird die Masse durch die Karosserie gebildet, so dass es bereits ausreicht, wenn lediglich eine Elektrode in dem Mantel geführt ist. Bei Annäherung eines Gegenstandes in den Sensorbereich wird das Potentialfeld geändert. Um das Potentialfeld bzw. dessen Änderung zu messen, kann ein Sensor mit mehreren Elektroden von Vorteil sein.Physically the electrical sensor is a multi-conductor system with at least two electrodes. One is usually the crowd who the second is a measuring electrode (receiving electrode). In a motor vehicle the mass is formed by the body, so it already is sufficient if only one electrode is guided in the jacket. When approaching an object in the sensor area the potential field is changed. To the potential field or To measure its change, a sensor with several Electrodes be beneficial.

Bei einer Ausgestaltung mit zwei Elektroden wirken diese vorzugsweise nach Art von Sende- und Empfangselektroden. Die Sendeelektrode ist hierbei mit einer Wechselspannung, beispielsweise mit einer Frequenz in kHz oder MHz-Bereich beaufschlagt. Die zugehörigen Wellenlängen sind hierbei im Vergleich zu der üblichen Länge des Sensorelements im Bereich von einem bis wenige Meter sehr lang, so dass für die elektrische Auswerteelektronik es sich um einen quasi stationären Zustand handelt, d. h. während der Auswertung des elektrischen Signals kann man das Potential entlang der Elektrode als konstant betrachten. Sowohl die erste, vorzugsweise um die Stützfaser gewickelte Elektrode, als auch die zweite Elektrode können wahlweise als Sende- oder Empfangselektrode eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch die zweite, in die Wandung des Mantels integrierte Elektrode als Sendeelektrode herangezogen, die mit einer Wechselspannung mit Hilfe einer Spannungsquelle (Transistor) beaufschlagt wird. In der Empfangselektrode stellt sich daraufhin eine Art Antwortsignal ein, welches von der elektrischen Auswerteeinheit ausgewertet wird. Wird das sich ausbildende elektrische Feld durch einen Gegenstand gestört, so verändert sich dieses Antwortsignal und die Auswerteeinheit erfasst das Eindringen eines Gegenstandes.at an embodiment with two electrodes, these preferably act in the manner of transmitting and receiving electrodes. The transmitting electrode is in this case with an alternating voltage, for example with a frequency in kHz or MHz range. The associated wavelengths are here compared to the usual length of the sensor element in the range of one to a few meters very long, so that for the electrical evaluation it is is a quasi-stationary state, d. H. during the Evaluation of the electrical signal can be done along the potential consider the electrode as constant. Both the first, preferably around the supporting fiber wound electrode, as well as the second electrode can be used either as a transmitting or receiving electrode become. However, the second, in the wall of the jacket is preferred integrated electrode used as a transmitting electrode, which with a AC voltage applied by means of a voltage source (transistor) becomes. In the receiving electrode then there is a kind of response signal a, which is evaluated by the electrical evaluation unit. Is the forming electric field through an object disturbed, this response signal changes and the evaluation unit detects the penetration of an object.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Nachfolgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:embodiments The invention will be described in more detail below with reference to the drawing explained. It show each in schematic and greatly simplified representations:

1 eine Ansicht einer motorisch verstellbaren Schiebetüre, 1 a view of a motorized sliding door,

2 eine Querschnittsansicht durch ein Dichtprofil mit darin integrierter Stützfaser sowie erster und zweiter Elektrode mit angedeutetem Schaltungsbild für den elektrischen Sensor, 2 a cross-sectional view through a sealing profile with integrated therein Stützfaser and first and second electrode with an indicated circuit diagram for the electrical sensor,

3 bis 11 Querschnittsdarstellungen durch ein Dichtprofil für unterschiedliche Ausführungsvarianten sowie 3 to 11 Cross-sectional views through a sealing profile for different variants as well as

12 exemplarische Verläufe von Signalen des elektrischen Sensors 12 exemplary courses of signals of the electrical sensor

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures are the same acting parts with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt einen Schließmechanismus am Ausführungsbeispiel einer Schiebetüre 2, die in Richtung des Doppelpfeils in einer Führung verschieblich gelagert ist und gegen einen Anschlag 4 insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie 6 in eine Schließposition verfahrbar ist. Die Karosserie 6 liegt auf Massepotential 7. Die Schiebetüre 2 weist an ihrer zum Anschlag 4 orientierten vorderen Stirnseite ein Sensorelement 8 auf. Alternativ kann das Sensorelement 8 auch an der korrespondierenden Stirnseite des Anschlags 4 oder sowohl an der Stirnseite der Schiebetüre 2 als auch an der des Anschlags 4 angeordnet sein. Das Sensorelement 8 umfasst ein Gummi-Dichtprofil 9, in dem eine Stützfaser 10, eine um diese helixförmig gewickelte erste Elektrode 12 sowie bevorzugt auch eine zweite Elektrode 14 integriert sind (vgl. hierzu 2 bis 11). Im Ausführungsbeispiel der 2 ist seitlich am Dichtprofil 9 eine insbesondere metallische Leitplatte 15 oder Leitblech angeordnet, welches unmittelbar am Dichtprofil 9 anliegt und an diesem entlangläuft. Diese Leitplatte 15 dient insbesondere zur Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften, indem hierdurch der Verlauf der elektrischen Feldlinien geeignet beeinflusst wird. 1 shows a locking mechanism on the embodiment of a sliding door 2 , which is slidably mounted in the direction of the double arrow in a guide and against a stop 4 in particular a motor vehicle body 6 can be moved in a closed position. The body 6 is at ground potential 7 , The sliding door 2 points to their stop 4 oriented front end a sensor element 8th on. Alternatively, the sensor element 8th also at the corresponding end of the stop 4 or both at the front of the sliding door 2 as well as at the stop 4 be arranged. The sensor element 8th includes a rubber sealing profile 9 in which a supporting fiber 10 , one around this helically wound first electrode 12 and preferably also a second electrode 14 are integrated (cf. 2 to 11 ). In the embodiment of 2 is on the side of the sealing profile 9 a particular metallic baffle 15 or baffle arranged, which directly on the sealing profile 9 abuts and runs along this. This guide plate 15 serves in particular to influence the electrical properties, as a result of which the course of the electric field lines is suitably influenced.

Im Ausführungsbeispiel der 1 sind an beiden Enden des Sensorelements 8 Koppelelemente 16 vorgesehen, über die elektrische Verbindungsleitungen 18 zu einer Auswerteeinheit 20 gehen. Über die Koppelelemente 16 wird die elektrische Versorgung bzw. Anbindung der beiden Elektroden 12, 14 bewerkstelligt. Die Kop pelelemente 16 sind hierbei vorzugsweise nach Art von Steckverbindungen ausgebildet.In the embodiment of 1 are at both ends of the sensor element 8th coupling elements 16 provided, via the electrical connection lines 18 to an evaluation unit 20 walk. About the coupling elements 16 becomes the electrical supply or connection of the two electrodes 12 . 14 accomplished. The Kop pelelemente 16 are preferably formed in the manner of connectors.

Die Auswerteeinheit 20 dient zur Auswertung der elektrischen Signale des Sensorelements 8. Die Auswerteeinheit 20 bildet zusammen mit dem Sensorelement 8 und den Verbindungsleitungen 18 einen kapazitiven Sensor.The evaluation unit 20 serves to evaluate the electrical signals of the sensor element 8th , The evaluation unit 20 forms together with the sensor element 8th and the connecting lines 18 a capacitive sensor.

Wie insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, ist die erste Elektrode 12 durch drei Einzeldrähte gebildet, die um die Stützfaser 10 helixförmig gewunden sind. Die drei Drähte bilden gemeinsam die erste Elektrode 12, die über die gemeinsame Verbindungsleitung 18 mit der Auswerteeinheit 20 verbunden ist. In dieser ist eine Messeinheit 22 zur Erfassung des Spannungsverlaufs und Spannungspegels vorgesehen, der an der ersten Elektrode 12 anliegt. Die erste Elektrode bildet hierbei eine Empfangselektrode. Daneben ist die zweite Elektrode 14 nach Art einer geflochtenen Flechtlitze in das Dichtprofil 9 integriert, insbesondere durch Koextrusion gemeinsam mit dem Dichtprofil 9 hergestellt. Die zweite Elektrode 14 ist mit einer Spannungsquelle 24, beispielsweise ein Transistor, der Auswerteeinheit 20 verbunden. In der Auswerteeinheit 20 ist weiterhin eine Steuereinheit 25 vorgesehen, über die die Spannungsquelle 24 angesteuert wird und die zugleich auch das über die Messeinheit 22 gemessene Spannungssignal der ersten Elektrode 12 auswertet. Durch geeignete, an sich bekannte Auswertemethoden wird durch den elektrischen Sensor erfasst, ob das sich bildende elektrische Feld aufgrund eines Gegenstands in der Nähe der Elektroden 12, 14 verändert ist. Eine derartige Veränderung wird dann als das Eintreten eines Gegenstands in den Nahbereich zu den Elektroden 12, 14 erkannt.As in particular from 2 it can be seen, is the first electrode 12 formed by three individual wires that surround the support fiber 10 helically wound. The three wires together form the first electrode 12 passing through the common connection line 18 with the evaluation unit 20 connected is. This is a measurement unit 22 for detecting the voltage waveform and voltage level provided at the first electrode 12 is applied. The first electrode in this case forms a receiving electrode. Next to it is the second electrode 14 in the manner of a braided braided wire in the sealing profile 9 integrated, in particular by co-extrusion together with the sealing profile 9 produced. The second electrode 14 is with a voltage source 24 , For example, a transistor, the evaluation unit 20 connected. In the evaluation unit 20 is still a control unit 25 provided over which the voltage source 24 and at the same time that via the measuring unit 22 measured voltage signal of the first electrode 12 evaluates. By suitable, known per se evaluation methods is detected by the electrical sensor, whether the forming electric field due to an object in the vicinity of the electrodes 12 . 14 is changed. Such a change then becomes as the entry of an object in the vicinity of the electrodes 12 . 14 recognized.

In den 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante mit lediglich der ersten Elektrode 12 dargestellt, wobei im Falle der 3 lediglich ein Draht die Elektrode 12 bildet. In der linken Bildhälfte ist hier jeweils der Schnitt durch das Dichtprofil 9 dargestellt und in der rechten Bildhälfte ist der sich in Ausbreitungsrichtung des Sensorelements 8 erstreckenden Verlaufs der Stützfaser 10 mit der darum helixförmig gewickelten ersten Elektrode 12 dargestellt. Für die Ausbildung des kapazitiven Sensors ist die Verwendung prinzipiell einer Elektrode 12 ausreichend. Vor zugsweise werden jedoch wie in 2 und nochmals in 5 dargestellt, zwei Elektroden 12, 14 verwendet, da hierdurch die Sensitivität verbessert ist.In the 3 and 4 is a variant with only the first electrode 12 in the case of the 3 only one wire the electrode 12 forms. In the left half of the picture here is the section through the sealing profile 9 is shown and in the right half of the image is in the propagation direction of the sensor element 8th extending course of the support fiber 10 with the helical wound first electrode 12 shown. For the formation of the capacitive sensor, the use is in principle an electrode 12 sufficient. Before, however, as in 2 and again in 5 shown, two electrodes 12 . 14 used, as this improves the sensitivity.

Alternativ zu der in 1 dargestellten Ausführungsvariante, bei denen sowohl die Stützfaser 10 als auch die Elektroden 12, 14 von einem Ende des Sensorelements 8 zum anderen Ende durchgeführt und an den beiden Enden jeweils Koppelelemente 16 vorgesehen sind, besteht auch die Möglichkeit, die Stützfaser 10 nach Art einer Schleife zu verlegen. D. h. die Stützfaser 10 hat an dem dem Koppelelement 16 abgewandten Ende des Sensorelements 8 einen Umkehrpunkt und wird im Sensorelement 8, also im Dichtprofil 9, wieder zurückgeführt. Die 6 und 7 sowie 9 und 10 zeigen einen derartigen Anwendungsfall, bei dem die Stützfaser 10 mit der darum gewickelten ersten Elektrode 12 jeweils nach Art einer Schleife im Dichtprofil 9 verlegt sind. Vorzugsweise ist hierbei am Umkehrpunkt der Schleife die erste Elektrode 12 elektrisch getrennt. Die 6 und 9 zeigen hierbei jeweils Ausführungsvarianten, bei denen jeweils nur die erste Elektrode 12 vorgesehen ist. Im Falle, dass die Elektrode 12 insbesondere im Umkehrpunkt der Schleife elektrisch getrennt ist, stehen hiermit zwei über die Länge des Sensorelements 8 parallel geführte Elektroden 12 zur Verfügung. In den Ausführungsbeispielen der 7 und 10 sind jeweils wieder zweite Elektroden 14 vorgesehen, und in etwa dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 5 entsprechen mit dem Unterschied, dass die Stützfaser 10 in einer Schleife verlegt ist.Alternatively to the in 1 illustrated embodiment in which both the support fiber 10 as well as the electrodes 12 . 14 from one end of the sensor element 8th performed at the other end and at the two ends each coupling elements 16 are provided, it is also possible, the support fiber 10 to lay in the manner of a loop. Ie. the support fiber 10 has on the coupling element 16 remote end of the sensor element 8th a reversal point and is in the sensor element 8th So in the sealing profile 9 , returned again. The 6 and 7 such as 9 and 10 show such an application in which the support fiber 10 with the first electrode wound around it 12 each in the manner of a loop in the sealing profile 9 are laid. Preferably, the first electrode is at the point of reversal of the loop 12 electrically isolated. The 6 and 9 show in each case embodiments in which in each case only the first electrode 12 is provided. In the case of the electrode 12 In particular, in the reversal point of the loop is electrically isolated, hereby stand two over the length of the sensor element 8th Parallel guided electrodes 12 to disposal. In the embodiments of the 7 and 10 are again second electrodes 14 provided, and in about the embodiment according to the 2 and 5 match with the difference that the support fiber 10 is laid in a loop.

Die 8 zeigt schließlich eine Ausführungsvariante, bei der die erste Elektrode 12 im Vollmaterial des Dichtprofils verlaufend angeordnet ist. Vorzugsweise ist ergänzend hierzu auch die zweite Elektrode 14 im Vollmaterial angeordnet. Die beiden Elektroden 12, 14 werden hierbei vorzugsweise durch Koextrusion in das Dichtprofil eingebracht.The 8th finally shows a variant in which the first electrode 12 is arranged extending in the solid material of the sealing profile. Preferably, in addition to this, the second electrode 14 arranged in solid material. The two electrodes 12 . 14 In this case, they are preferably introduced into the sealing profile by coextrusion.

Die Ausführungsbeispiele der 9 und 10 unterscheiden sich von denen der 6 und 7 dadurch, dass hier die in einer Schleife verlegte Stützfaser 10 mit ihren zwei Teilstücken in vertikaler Richtung anstelle der in den 6 und 7 dargestellten horizontalen Richtung (bezogen auf die Ausbreitungsrichtung der Karosserie 6, an der das Dichtprofil 9 befestigt ist) orientiert sind.The embodiments of the 9 and 10 differ from those of 6 and 7 in that here the laid in a loop support fiber 10 with its two sections in the vertical direction instead of in the 6 and 7 shown horizontal direction (relative to the propagation direction of the body 6 at which the sealing profile 9 attached) are oriented.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß der 11 ist im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen die Elektrode 12 nicht unmittelbar um die Stützfaser 10 verlaufend ausgebildet. Die Elektrode 12 ist gebildet durch ein zylindrisches Geflecht, welches durch das Dichtprofil 9 hindurchgeführt ist. Bevorzugt ist das Geflecht selbstragend, d. h. es behält seine zylindrische Form auch ohne zusätzlichen Stützkörper bei. Das selbstragende Geflecht ist beispielsweise in einen Hohlraum des Dichtprofils 9 eingeführt. Im Ausführungsbeispiel der 11 umgibt das Geflecht einen Schutzschlauch 40 hüllenartig. Das Geflecht ist hierbei nach Art eines Abschirmgeflechts in an sich bekannter Weise ausgebildet. Der Schutzschlauch 40 sowie insbesondere die Stützfaser sind nicht zwingend erforderlich.In the embodiment according to the 11 is in contrast to the previous embodiments, the electrode 12 not immediately around the support fiber 10 running trained. The electrode 12 is formed by a cylindrical mesh, which by the sealing profile 9 passed through. Preferably, the braid is self-supporting, ie it retains its cylindrical shape even without additional support body. The self-supporting braid is for example in a cavity of the sealing profile 9 introduced. In the embodiment of 11 the braid surrounds a protective tube 40 envelope-like. The braid is in this case formed in the manner of a Abschirmgeflechts in a conventional manner. The protective hose 40 as well as in particular the supporting fiber are not absolutely necessary.

In 12 sind stark vereinfacht und beispielhaft Signalverläufe des Sensorsignals des elektrischen Sensors dargestellt. Und zwar ist hier auf der horizontalen Achse (X-Achse) der Verfahrweg des jeweiligen Schließelements beispielsweise der Tür oder Fensterscheibe angegeben. Auf der vertikalen Achse (Y-Achse) ist das elektrische Messsignal oder ein zum elektrischen Messsignal korrespondierendes Signal aufgetragen. Die durchgezogene Linie gibt den normalen Betriebsfall wieder, wenn nämlich eine Veränderung des elektrischen Feldes und damit des Messsignals bei Annäherung des Schließelements an die auftritt. Die durchgezogene Linie wird hierbei vorzugsweise in der Auswerteeinheit 20 nach einem Einlernvorgang hinterlegt und kennzeichnet einen betriebsüblichen Vorgang, bei dem noch nicht auf einem Einklemmfall erkannt wird.In 12 are greatly simplified and exemplified waveforms of the sensor signal of the electrical sensor shown. In fact, the travel path of the respective closing element, for example the door or window pane, is indicated here on the horizontal axis (X axis). On the vertical axis (Y-axis), the electrical measurement signal or a signal corresponding to the electrical measurement signal is plotted. The solid line indicates the normal operating case, namely, when a change in the electric field and thus the measurement signal when approaching the closing element occurs at the. The solid line is in this case preferably in the evaluation unit 20 deposited after a learning process and identifies a normal operation, which is not recognized in a jamming case.

Mit der gestrichelten Linie ist eine abnormale Abweichung von dem normalen Signalverlauf gemäß der durchgezogenen Linie dargestellt und zwar entspricht dies dem Fall, wenn ein externes Objekt beispielsweise zwischen Fensterscheibe und Fensterrahmen gelangt, so dass die Gefahr eines Einklemmens besteht. Dieses zusätzliche externe Objekt führt zu einer charakteristischen Abweichung des normalen zu erwartenden Signalverlaufs. Diese charakteristische Abweichung von dem normalen Signalverlauf, der so genannten Signatur, wird als Einklemmfall identifiziert.With the dashed line is an abnormal deviation from the normal one Waveform represented according to the solid line and this corresponds to the case when an external object, for example between windowpane and window frame so that the danger pinching. This additional external object leads to a characteristic deviation of the normal expected Waveform. This characteristic deviation from the normal Waveform, the so-called signature, is called Einklemmfall identified.

22: Schiebetürsliding door
44: Anschlagattack
66: Karosseriebody
77: Massepotentialground potential
88th: Sensorelementsensor element
99: Dichtprofil/MantelSealing profile / coat
1010: Stützfasersupporting fiber
1212: erste Elektrodefirst electrode
1414: zweite Elektrodesecond electrode
1515: Leitplattebaffle
1616: Koppelelementcoupling element
1818: Verbindungsleitungconnecting line
2020: Auswerteeinheitevaluation
2222: Messeinheitmeasuring unit
2424: Spannungsquellevoltage source
2525: Steuerelementcontrol
4040: SchutzschlauchConduit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2008/003521 A1 [0007]

Claims

Sensor device for detecting an approaching object, in particular for monitoring a motor-driven locking mechanism for clamping an object between two relatively moving parts of the locking mechanism, with a capacitive electrical elongate sensor element ( 8th ) comprising at least one electrode ( 12 ) extending along an elongated strand-like body, in particular a tubular sheath ( 9 ), and without the transmission of optical signals through the body for detecting the object by means of an optical sensor is provided.

Sensor device according to Claim 1, in which the electrode ( 12 ) inside the mantle ( 9 ) runs.

Sensor device according to Claim 2, in which the electrode ( 12 ) along one in the jacket ( 9 ) arranged supporting fiber ( 10 ) is guided.

Sensor device according to Claim 3, in which the electrode ( 12 ) is formed in the manner of a wire and helix-like around the supporting fiber ( 10 ) is guided.

Sensor device according to claim 3 or 4, in which the support fiber ( 10 ) is a plastic fiber.

Sensor device according to one of claims 3 to 5, in which a plurality of wire-like electrodes ( 12 ) Helix-like around the supporting fiber ( 10 ) are guided.

Sensor device according to one of claims 1 or 2, in which the electrode ( 12 ) is formed as a cylindrical mesh.

Sensor device according to claim 7, wherein the braid self-supporting is formed.

Sensor device according to one of the preceding claims, in which the electrode ( 12 ) in the wall of the jacket ( 9 ) is embedded.

Sensor device according to claim 1, wherein the jacket ( 9 ) consists of a conductive material and at the same time the electrode ( 12 ).

Sensor device according to Claim 1, in which the electrode ( 12 ) on the outside of the jacket ( 9 ) runs.

Sensor device according to one of the preceding claims, in which a second electrode ( 12 ), which is the first electrode ( 12 ) is opposite.

Sensor device according to claim 12, in which the two electrodes ( 12 . 14 ) have a fixed relative distance to each other.

Sensor device according to claim 12 or 13, wherein the second electrode ( 14 ) spaced from the first electrode ( 12 ) in the coat ( 9 ) is arranged.

Sensor device according to one of the preceding claims, in which the sheath ( 9 ) consists of an elastic plastic.

Sensor device according to one of the preceding claims, in which the sheath ( 9 ) is a sealing element.

Sensor device according to one of the preceding claims, wherein laterally next to the jacket ( 9 ) additionally in the direction of extension of the shell ( 9 ) extending guide plate ( 15 ) is provided.