DE69830253T2

DE69830253T2 - Kraft-abhängige detektoren und systeme und ihre herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69830253T2
Application number: DE69830253T
Authority: DE
Inventors: Reimund Plottnik
Original assignee: GDX North America Inc
Current assignee: GDX North America Inc
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: DE69830253D1; JP2002506216A; WO1999046469A1; EP1071860B1; EP1071860A1; CN1125914C; US6571511B1; GB9805202D0; BR9815718A; GB2335310B; CN1301325A; GB2335310A

Description

Die Erfindung betrifft einen kraftempfindlichen, sich in Längsrichtung erstreckenden Sensor, der eine erste sich in Längsrichtung erstreckende elektrisch leitende Einrichtung, eine zweite elektrisch leitende Einrichtung, die auf die erste Einrichtung aufgelegt ist, eine elektrisch isolierende Einrichtung, die zwischen der ersten Einrichtung und in Längsrichtung verteilten Teilen der zweiten Einrichtung angeordnet ist und sie von diesen beabstandet hält umfasst, wobei entsprechende verbleibende Teile der zweiten Einrichtung in Längsrichtung entlang des Sensors verteilt sind und normalerweise durch ihre eigene Elastizität elastisch von der ersten Einrichtung beabstandet gehalten werden, jedoch jeweils unabhängig von den anderen verbleibenden Teilen und gegen die Elastizität in Reaktion auf eine auf dieses verbleibende Teil ausgeübte Kraft in Kontakt mit der ersten Einrichtung gebogen werden können, so dass ein Ausgang in Reaktion auf Kraft erzeugt werden kann, und eine Einrichtung umfasst, die eine Vielzahl vorstehender Einrichtungen aufweist, die sich quer zur Längsrichtung des Sensors und in einer Richtung von der ersten Einrichtung weg von der zweiten Einrichtung nach außen erstrecken, um eine Kraft aufzunehmen und sie auf die verbleibenden Teile zu übertragen.
Ein solcher Sensor ist beispielsweise in der DE-A-197 06 481 gezeigt. Bei diesem Sensor weist die zweite elektrisch leitende Einrichtung einen leiterartigen Aufbau mit parallelen Seitenabschnitten auf, die sich entlang der Länge des Sensors erstrecken und von der ersten elektrisch leitenden Einrichtung durch isolierende Einrichtungen isoliert sind. Die Querstücke des leiterartigen Aufbaus der zweiten elektrisch leitenden Einrichtung erstrecken sich elastisch über Lücken in der elektrisch isolierenden Einrichtung, so dass sie in jeweiligem elektrischen Kontakt mit den ersten elektrisch leitenden Einrichtungen in Reaktion auf eine Kraft gepresst werden können, die auf eine oder mehrere von diesen individuell angelegt werden.
Wenn jedoch eine Kraft über eine Fläche angelegt wird, die die Seitenstücke und eine Vielzahl der Querstücke des leiterartigen Aufbaus der zweiten elektrisch leitenden Einrichtungen umgreift, kann es sein, dass die notwendige individuell an eine der Querstü cke angelegte Kraft, um es zu biegen, damit es in Kontakt mit den ersten elektrisch leitenden Einrichtungen kommt, nicht erzeugt wird. Deshalb könnte der Sensor kein Ausgangssignal in Reaktion auf die Kraft erzeugen. Die Erfindung beabsichtigt, sich mit diesem Problem auseinanderzusetzen.
Solch ein Sensor, wie zuerst obig ausgeführt, ist auch aus der US-A-4 621 223 bekannt. Dieses Dokument zeigt einen Sensor, bei welchem parallel Seite an Seite erste und zweite elektrisch leitende Schichten auf derselben Oberfläche einer elektrischen Isolierfolie geformt sind, welche gefaltet wird, um die leitfähigen Schichten mit einem in Längsrichtung erstreckenden elektrischen Isolator mit einem leiterförmigen Aufbau zwischen diesen einander auszusetzen. Eine von außen angelegte Kraft kann einen Teil der ersten leitfähigen Schicht in Kontakt mit der zweiten leitfähigen Schicht durch eine der Lücken in dem Isolator biegen. Wenn jedoch eine solche Kraft über eine verhältnismäßig große Fläche angelegt wird, kann es sein, dass sie nicht in der Lage ist, einen solchen Kontakt zu erzeugen, weil die Querstücke des leiterartigen Aufbaus des Isolators die notwendige Biegung der ersten leitfähigen Schicht verhindern.
GB-A-1 369 174 zeigt einen Schalter, bei welchem erste und zweite in Längsrichtung erstreckende elektrisch leitende Einrichtungen übereinander liegend in Form von länglichen Streifen angeordnet sind und voneinander beabstandet gehalten sind, indem sie auf jeweilige Teile von elastischen isolierenden Einrichtungen gestützt sind. Eine Kraft kann durch länglich verteilte Vorsprünge oder Vertiefungen angelegt werden, um die zwei elektrisch leitenden Einrichtungen gegeneinander zu pressen, um ein elektrisches Signal zu erzeugen. In diesem Fall ist die isolierende Einrichtung jedoch nicht zwischen länglich verteilten Abschnitten der zwei elektrisch leitenden Streifen platziert. Deshalb entsteht das oben erwähnte Problem in diesem Schalter nicht. Da jedoch die zwei elektrisch leitenden Streifen durch elastisch isolierendes Material gestützt sind, ist die Bedienung des Schalters abhängig von der Elastizität des isolierenden Materials und nicht einfach von der Elastizität des leitfähigen Streifens an sich.
Gemäß der Erfindung ist deshalb der Sensor, wie zuerst obig ausgeführt, dadurch gekennzeichnet, dass jede vorstehende Einrichtung über einem entsprechenden lediglich der verbleibenden Teile angeordnet ist, wobei die verbleibenden Teile über denen eine der vorstehenden Einrichtungen angeordnet ist, durch wenigstens ein verbleibendes Teil beabstandet werden, über dem keine der vorstehenden Einrichtungen angeordnet ist, die Anordnung ist derartig, dass eine Kraft, die über einem Bereich ausgeübt wird, der eine Vielzahl der verbleibenden Teile und eine Vielzahl der in Längsrichtung verteilten Teile umschließt, zu den verbleibenden Teilen übertragen wird, über denen eine der vorstehenden Einrichtungen angeordnet ist.
Kraftempfindliche Sensoren und Systeme, welche die Erfindung verkörpern und Fenstersicherheitssysteme, welche die Erfindung verkörpern und in Kraftfahrzeugen genutzt werden, werden nun, in Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen, lediglich beispielhaft beschrieben, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht von einem der Sensoren ist;
2 eine vergrößerte Seitenansicht des Sensors gemäß 1 ist;
3 eine perspektivische Ansicht eines in dem Sensor gemäß 1 und 2 verwendetes elektrisch leitendes Bauelement ist;
4 eine perspektivische Ansicht von einem weiteren der Sensoren ist;
5 eine vergrößerte Seitenansicht des Sensors gemäß 4 ist;
6 eine perspektivische Ansicht eines in dem Sensor gemäß 4 benutzten elektrisch isolierenden Abstandhalters ist;
7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren von den Sensoren ist;
8 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form des Sensors gemäß 7 während eines Abschnitts seiner Herstellung ist; und
9 ein Querschnitt eines Fensterkanals, in welchem einer der Sensoren eingebettet ist, und der in dem Fensterrahmen eines Kraftfahrzeugs aufgesetzt ist, ist.
1, 2 und 3 zeigen einen der Sensoren. Er ist von mittlerer Länge l und vorbestimmter Breite w. In Reaktion auf eine auf ihn, an individuellen Punkten, entlang seiner Oberfläche und in der Richtung senkrecht, oder zumindest quer zu der Ebene lw angelegte Kraft, erzeugt er ein elektrisch nachweisbares Signal.
Wie in 1 und 2 gezeigt, hat der Sensor eine rechteckige Abdeckungsschicht 10, welche aus einem flexiblen und elastischen elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und sich über die gesamte obere Oberfläche (wie in 1 und 2 gezeigt) des Sensors erstreckt. In 1 ist die Abdeckungsschicht 10 transparent gezeigt, um den Aufbau des Sensors zu veranschaulichen. Normalerweise würde sie jedoch nicht transparent sein.
Eine ähnliche Abdeckungsschicht 12 ist entlang der unteren Oberfläche des Sensors (wie in 1 und 2 gezeigt) positioniert, die Schicht 12 ist ebenfalls elektrisch nicht leitend. Eine elektrisch leitende Schicht 14 mit rechteckiger Form ist auf der Abdeckungsschicht 12 montiert und bedeckt im Wesentlichen ihre gesamte Länge und Breite. Die Schicht 14 ist vorteilhafterweise ein elektrisch leitender Film, welcher durch ein Verfahren für gedruckte Schaltungen auf der Schicht 12 geformt werden kann. Bei Zwischenräumen auf und entlang der leitfähigen Schicht 14, sind elektrisch isolierende Abstandshalter 16 montiert, welche wiederum durch ein Verfahren für gedruckte Schaltungen geformt werden können.
Zwei einzelne fingerförmige (inter-digitated) elektrisch leitende Bauteile 18 und 20 sind an der Unterseite der Schicht 10 ausgeformt. Sie sind vorteilhafterweise elektrisch leitende Filme, welche durch ein Verfahren für gedruckte Schaltungen auf der Schicht 10 ausgeformt werden. Die Form der Bauteile 18 ist in 3 klarer veranschaulicht. Wie gezeigt, umfasst es einen Kantenabschnitt 22, von welchem Finger 24 sich integral erstrecken. Das Bauteil 20 ist ähnlich geformt, umfassend einen Kantenabschnitt 26 mit Fingern 28. Wie in 1 gezeigt, sind die Bauteile 18 und 20 derart angeordnet, so dass jeder Finger 24 des Bauteils 18 zwischen zwei Fingern 28 des Bauteils 20 positioniert ist.
Die Abstandshalter 16 in Verbindung mit der Elastizität der Abdeckungsschicht 10, welche die Bauteile 18 und 20 trägt, gewährleisten, dass es keinen normalen Kontakt zwischen keinem der Bauteile 18 und 20 und der leitfähigen Schicht 14 gibt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein Vorsprung 29 auf der Schicht 10 unmittelbar oberhalb einer der Finger 24, 28 montiert. Es gibt weitere solche Vorsprünge, die ähnlich bei Abständen entlang der Länge des Sensors unter geeigneten Abständen (z.B. bei Abständen von 5 oder 10 cm) positioniert sind, wobei jeder Vorsprung oberhalb eines Fingers 24 oder 28 positioniert ist.
Im Betrieb wird eine an den Sensor, in der Richtung des Pfeils F, angelegte Kraft die Abdeckungsschicht 10 biegen und somit einen oder mehrere der Finger 24, 28 in elektrischem Kontakt mit der darunterliegenden leitfähigen Schicht 14 pressen. Ein elektrischer Stromkreis wird deshalb vervollständig und dies kann in jeder konventionellen Weise erfasst werden.
Es ist klar, dass wenn die Kraft F über eine sehr geringe Fläche angelegt wird, welche zwischen, und geringer als die Fläche dazwischen, zwei angrenzenden Fingern 24, 28 positioniert ist, es möglich ist, dass kein elektrisches Signal erzeugt wird. In der Praxis wird der Abstand zwischen den Fingern deshalb derart ausgewählt, um ausreichend gering zu sein, um die benötigte Erfassungsempfindlichkeit zu erzeugen.
Wenn die Kraft an dem Sensor durch einen generell flachen Gegenstand mit einer Breite mit derselben Größe oder größer als die Breite w und eine Länge, umgreifend mehrere Finger 24, 28 angelegt wird, wird ein solcher flacher Gegenstand einen oder mehrere Vorsprünge 29 berühren, welcher deshalb gewährleistet, dass zumindest einer der Finger 24, 28 sich in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 14 biegt. Beim Fehlen von diesen Vorsprüngen 29, ist es möglich, dass eine durch solch einen flachen Gegenstand angelegte Kraft, nicht das Erzeugen eines elektrischen Signals verursachen würde, weil kein einzelner Finger 24, 28 in Biegung versetzt werden würde.
Wenn eine Kraft über eine kleine Fläche angelegt wird, kann diese selbstverständlich direkt auf die Abdeckungsschicht 10 angelegt werden, oder sie kann über einen der Vorsprünge 29 angelegt werden, abhängig von der Position des Angriffspunktes der Kraft.
Obwohl die Vorsprünge 29 beschrieben worden sind, als würden sie auf der äußeren Oberfläche der Abdeckungsschicht 10 positioniert sein (oder ähnlich auf der Schicht 14 positioniert), könnten sie statt dessen unterhalb der Abdeckungsschicht 10 (oder Schicht 14) positioniert werden, so dass sie von der Schicht überdeckt sind, wenn die Schicht ausreichend elastisch ist, um dies zu ermöglichen. Jede dieser Vorsprünge würde deshalb einen nach außen vorspringenden Abschnitt der entsprechenden Schicht zum Erreichen desselben Ziels, wie Vorsprünge 29, erzeugen.
In 1 werden die Abstandshalter 16 in Volllinie gezeigt, um das Verständnis der Figur zu vereinfachen. Sie würden natürlich in der Praxis nicht sichtbar sein.
Gemäß einer Modifikation können die leitfähigen Bauteile 18, 20 durch ein leitfähiges Bauteil oder Bauteile mit einer beliebigen geeigneten Form ersetzt werden. Zum Beispiel könnten die leitfähigen Bauteile 18, 20 durch eine einzelne kontinuierliche leitfähige Schicht oder Film, erstreckend über die Fläche lw und beabstandet von der Schicht 14 durch beabstandete Abstandshalter, ähnlich zu den Abstandshaltern 16, und entweder durch ihre eigene Elastizität oder durch die Elastizität der Abdeckungsschicht 12 (in dem Fall, wo die leitfähige Schicht auf der Schicht 12 ausgeformt wird) ersetzt werden. Wiederum würden Vorsprünge 29 unter Abständen entlang der Abdeckungsschicht 10 positioniert werden, um zu gewährleisten, dass eine mittels eines relativ großen generell flachen Gegenstands angelegte Kraft, die Erzeugung eines elektrischen Signals verursacht.
Gegenstände in 4, 5 und 6, welche ähnlich zu den Gegenständen in 1, 2 und 3 sind, werden ähnlich gekennzeichnet.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, 5 und 6, werden die einzelnen Abstandshalter 16 des Ausführungsbeispiels gemäß 1, 2 und 3 durch einen fortlaufenden einzelnen Abstandshalter 32 ersetzt, welcher zick-zack-förmig ist, um Lücken 34 verlaufend in Richtung der Breite des Sensors und an Positionen zusammentreffend mit den Fingern 24 und 28 zu definieren. Wie vorher werden die Finger 24, 28 und die übrigen Teile des Bauteils 18, 20 als Filme auf der Unterseite der isolierenden Abdeckungsschicht 10 ausgeformt. Die Abschnitte 36 des Abstandshalters 32, welche in eine Längsrichtung des Sensors verlaufen, sind zwischen der leitfähigen Schicht 14 einerseits, und den Kantenabschnitten 22, 26 der leitfähigen Bauteile 18 und 20 andererseits, positioniert. Die Abschnitte 38 des Abstandshalters 32, welche in die quer verlaufende Richtung verlaufen, stützen die Abdeckungsschicht 10 zwischen den Fingern 24, 28 und helfen somit indirekt die Bauteile 18, 20 zu stützen und ihre Beabstandung von der leitfähigen Schicht 14 beizubehalten. Die leitfähigen Bauteile 18 und 20 sind somit mittels des Abstandshalters 32 von der leitfähigen Schicht 14 elektrisch isoliert. In Reaktion auf eine angelegte Kraft F, und wie in Verbindung mit 1, 2 und 3 erläutert, biegt sich jedoch die Abdeckungsschicht 10 und einer oder mehrere der Finger 24, 28 wird in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 14 gepresst, um so ein erfassbares elektrisches Signal zu erzeugen.
Nochmals, die Vorsprünge 29 sind auf der Abdeckungsschicht 10 bereitgestellt und unter Abständen, entlang dem Sensor über den Fingern 24, 28 positioniert, um zu gewährleisten, dass eine durch einen relativ großen Gegenstand angelegte Kraft das benötigte elektrische Signal erzeugt.
Der Abstandshalter 32 kann jede beliebige geeignete Form aufweisen, um elektrisch isolierende Beabstandung zwischen den Bauteilen 18 und 20 und der Schicht 14 bereitzustellen, die Stütze, welche dieser bereitstellt, erstreckt sich zumindest teilweise entlang der Breite des Sensors und ist derart geformt, so dass die Stütze ausreichend ist, ohne dass die Gesamtbreite des Sensors erhöht wird und ohne seine Empfindlichkeit gegenüber einer angelegten Kraft F zu verringern. Der Abstandshalter 32 kann auf der leitfähigen Schicht 14 mittels eines normalen Verfahrens für gedruckte Schaltungen aufgebracht werden.
Wie oben in Verbindung mit 1 bis 3 beschrieben, könnten die leitfähigen Schichten 18, 20 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 bis 6 mit einem oder mehreren leitfähigen Bauteilen mit einer beliebigen geeigneten Form ersetzt werden, so dass leitfähige Abschnitte sich über die Lücken in dem Abstandshalter 32 erstrecken und darüber entweder durch ihre inhärente Elastizität oder durch die Elastizität der Abdeckungsschicht 12, in dem Fall wo die leitfähigen Abschnitte als Filme auf der Schicht 12 ausgeformt sind, gestützt sind. Die Vorsprünge 29 würden jedoch nochmals bereitgestellt werden.
Gegenstände gemäß 7, welche ähnlich zu den Gegenständen in 1 bis 6 sind, werden ähnlich gekennzeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7, werden die einzelnen Abstandshalter 16 gemäß 1 bis 3, und der Abstandshalter 32 gemäß 4 bis 6 von einer Serie von isolierenden Abstandshaltern 39 ersetzt, die sich in der Richtung der Breite des Sensors entlang diesen erstrecken, jeder Abstandshalter ist unter einem Winkel α zu der Länge des Sensors angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Bauteile 18, 20 durch eine einzelne fortlaufende flexible, leitfähige Schicht oder Film 18A, erstreckend im Wesentlichen über die gesamte Fläche lw ersetzt. In derselben Art und Weise, wie vorher beschrieben, gewährleisten die Abstandshalter 39 in Verbindung mit der Elastizität der Abdeckungsschicht 10, dass es keinen normalen Kontakt zwischen der leitfähigen Schicht 18A und der leitfähigen Schicht 14 gibt. Als Reaktion auf eine angelegte Kraft F, und wie in Verbindung mit den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, biegt sich jedoch die Abdeckungsschicht 10 und die leitfähige Schicht 18A über eine oder mehrere der Lücken zwischen den Abstandshaltern 39, wird in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 14 gepresst, um somit ein erfassbares elektrisches Signal zu erzeugen. Nochmals, die Vorsprünge 29 gewährleisten, dass der Sensor auf eine durch einen relativ großen generell flachen Gegenstand angelegte Kraft antwortet. Die Vorsprünge 29 sind vorzugsweise oberhalb Lücken, zwischen den Abstandshaltern 39 positioniert.
Der Winkel α kann vorteilhafterweise geändert werden, um die Empfindlichkeit des Sensors zu ändern, ohne die insgesamte Breite des Sensors zu erhöhen. Zusätzlich kann die Breite der Abstandshalter 80 mit demselben Ergebnis geändert werden. Somit wird die Erhöhung des Winkels α und/oder Erhöhung der Breite der Abstandshalter 39 die Empfindlichkeit des Sensors gegenüber der angelegten Kraft F verringern.
8 zeigt einen Zustand bei der Herstellung des Sensors gemäß 7. Wie gezeigt, sind Abdeckungsschichten 10, 12 jeweilige Abschnitte einer einzelnen, elektrisch isolierenden Basisfolie 11, welche ursprünglich flach ist. Die elektrisch leitenden Schichten 18A und 14 sind als parallele Streifen auf der Basisfolie 11 ausgeformt. Die isolierenden Abstandshalter 39 werden dann auf einen von diesen parallelen Streifen (oder auf jeden von diesem) ausgeformt. Die Vorsprünge 29 sind an der Außenseite der Basisfolie 11, gegenüber von dem leitfähigen Streifen 18A (oder gegenüber von beiden der leitfähigen Streifen 18A, 14) ausgeformt. Letztendlich wird die Basisfolie 11 gefaltet, um den fertigen Sensor herzustellen. Solch ein Verfahren, welches eine einzelne Basisfolie 11 benutzt, kann verwendet werden, um einen Sensor herzustellen, unabhängig davon, ob die Vorsprünge 29 eingefügt werden sollen.
Die oben beschriebenen Sensoren können konstruiert werden, um nicht nur auf eine Kraft, die auf eine in den Figuren gezeigte oberste Schicht angelegt wird, zu reagieren, sondern auch auf eine Kraft, die auf der Unterfläche angelegt wird. Dies kann dadurch verwirklicht werden, indem die Schichten 12 und 14 flexibel hergestellt werden. Bei solch einem Fall würden Vorsprünge, ähnlich zu den Vorsprüngen 29 auf der Unterfläche positioniert werden.
Die in 1 bis 7 gezeigten Sensoren können in vielen Anwendungen eingesetzt werden, wo es erfordert wird, ein elektrisches Signal als Antwort auf eine angelegte Kraft zu erzeugen. Eine bestimmte Anwendung betrifft das Erfassen eines Hindernisses in einer Fensteröffnung in einer Kraftfahrzeugkarosserie, welche durch eine Motorangetriebene Fensterscheibe schließbar ist.
9 zeigt einen Abschnitt durch einen Fensterrahmen 42 der Fensteröffnung. Ein steifer Installationskanal 46 ist durch innere und äußere Rahmenteile 48 und 49 gestützt. Der Installationskanal 46 stützt eine Fensterdichtung und einen Leitkanal 50. Der Fensterkanal 50 kann aus gespritzten oder geformten flexiblem Material, wie beispielsweise Kautschuk oder Kunststoffmaterialien hergestellt werden. Die distalen Kanten der Seitenwände des Kanals haben nach außen gerichtete Lippen 52 und 54, welche sich über die entsprechenden Kanten des Installationskanals 46 erstrecken. In der Nähe der Grundfläche des Kanals 50 hat er weitere nach außen gerichtete Lippen 56 und 58, welche in den gekrümmten Kantenbereichen der Rahmenteile 48 und 49 eingreifen und den Kanal 50 federnd, innerhalb des Installationskanals 46, halten.
Der Kanal 50 hat auch Lippen 60 und 62, welche sich entlang der Mündung des Kanals erstrecken und eine weitere innere Lippe 64 in der Nähe der Grundfläche des Kanals.
9 zeigt das Fensterglas 44, welches während es in die geschlossene Position steigt, in den Kanal 50 eintritt, wobei sich die äußeren Flächen der Lippen 60 und 62 gegen seine gegenüberliegenden Seiten stützen und die Lippe 64 sich gegen die Kante der Scheibe stützt. Die Flächen der Lippen 60, 62, 64, welche in Berührung mit der Scheibe 44 kommen, können mit einer Schicht von Flockfasern 66 oder andere ähnliche Materialien bedeckt werden.
Innerhalb der distalen Kante von jeder Seitenwand des Kanals 50 ist ein kraftempfindlicher Sensor 70 eingebettet, um sich in Längsrichtung entlang der Länge von zumindest einem Teil des Kanals 50 zu erstrecken, Vorteilhafterweise erstrecken sich die Sensoren entlang dem Teil des Kanals 50, das sich entlang dem oberen Ende der Fensteröffnung und entlang der "A" Säule des Kraftfahrzeugs zu dem Bereich des Rückspiegels erstreckt. Vorteilhafterweise hat jeder Sensor 70 die Form, wie in 1, 2 und 3, in 4, 5 und 6, oder in 7 gezeigt.
Wenn ein Hindernis, wie beispielsweise ein Teil des menschlichen Körpers in der Fensteröffnung platziert ist, wenn die Fensterscheibe 44 ganz oder teilweise geöffnet ist, wird es durch Schließen der Fensterscheibe nach oben getragen und verursacht eine Kraft F (siehe 9), die an den distalen Kanten von einer oder beiden der Seitenwände des Kanals 50 angelegt wird, diese Kraft wird dann von dem Material des Kanals zu dem entsprechenden Sensor übertragen. Wie in Verbindung mit den vorherigen Figuren bereits beschrieben, wird einer oder mehrere der Finger 24 und/oder 28 der leitfähigen Bauelemente 18, 20 (oder die leitfähige Schicht 18A im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß 7) in elektrischem Kontakt mit der leitfähigen Schicht 14 bewegt, wodurch ein elektrisch erfassbares Kontrollsignal erzeugt wird. Dieses Kontrollsignal kann benutzt werden, um unverzügliche Energieentladung des Motors, welche die Fensterscheibe aufwärts bewegt, zu verursachen, was Vorteilhafterweise durch Umkehrung des Motors, um diese zu senken, gefolgt wird.

Claims

Kraftempfindlicher, sich in Längsrichtung erstreckender Sensor, der eine erste sich in Längsrichtung erstreckende elektrisch leitende Einrichtung (14), eine zweite elektrisch leitende Einrichtung (18, 20, 18A), die auf die erste Einrichtung (14) aufgelegt ist, eine elektrisch isolierende Einrichtung (16, 32, 39), die zwischen der ersten Einrichtung (14) und in Längsrichtung verteilten Teilen der zweiten Einrichtung (18, 20, 18A) angeordnet ist und sie von diesen beabstandet hält, wobei entsprechende verbleibende Teile (24, 28) der zweiten Einrichtung (18, 20, 18A) in Längsrichtung entlang des Sensors verteilt sind und normalerweise durch ihre eigene Elastizität elastisch von der ersten Einrichtung (14) beabstandet gehalten werden, jedoch jeweils unabhängig von den anderen verbleibenden Teilen (24, 28) und gegen die Elastizität in Reaktion auf eine auf dieses verbleibende Teil ausgeübte Kraft in Kontakt mit der ersten Einrichtung (14) gebogen werden können, so dass ein Ausgang in Reaktion auf Kraft erzeugt werden kann, und eine Einrichtung (29) umfasst, die eine Vielzahl vorstehender Einrichtungen aufweist, die sich quer zur Längsrichtung des Sensors und in einer Richtung von der ersten Einrichtung (14) weg von der zweiten Einrichtung (18, 20, 18A) nach außen erstrecken, um eine Kraft aufzunehmen und sie auf die verbleibenden Teile (24, 28) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass jede vorstehende Einrichtung (29) über einem entsprechenden lediglich der verbleibenden Teile (24, 28) angeordnet ist, wobei die verbleibenden Teile (24, 28) über denen eine der vorstehenden Einrichtungen (29) angeordnet ist, durch wenigstens ein verbleibendes Teil beabstandet werden, über dem keine der vorstehenden Einrichtungen (29) angeordnet ist, die Anordnung so ist, dass eine Kraft, die über einen Bereich ausgeübt wird, der eine Vielzahl der verbleibenden Teile (24, 28) und eine Vielzahl der in Längsrichtung verteilten Teile umschließt, zu den verbleibenden Teilen (24, 28) übertragen wird, über denen eine der vorstehenden Einrichtungen (29) angeordnet ist.
Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Einrichtung eine Vielzahl einzelner isolierender Einrichtungen (16, 32, 39) umfasst, die in Längsrichtung beabstandet sind.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibenden Teile der zweiten Einrichtung Finger (24, 28) umfassen, die sich im Allgemeinen senkrecht zu der Längsrichtung erstrecken und sich über die erste Einrichtung (14) erstrecken.
Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitende Einrichtung eine Vielzahl elektrisch leitender Streifen (24, 28) umfasst, die sich parallel zueinander erstrecken und nebeneinander, jedoch mit Zwischenräumen zwischen ihnen, entlang der Länge des Sensors angeordnet sind, wobei die Streifen (24, 28) mit einem Leiter (22, 26) verbunden sind, der sich in Längsrichtung des Sensors erstreckt.
Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Einrichtung eine Vielzahl separater isolierender Abstandshalter (16) umfasst, die zwischen entsprechenden Teilen lediglich wenigstens einiger der Streifen (24, 28) und der ersten Einrichtung (14) angeordnet sind.
Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (24, 28) auf einer flexiblen elastischen Schicht (10) ausgebildet sind.
Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (24, 28) auf einer flexiblen elastischen Schicht (10) ausgebildet sind und die isolierende Einrichtung isolierende Einrichtungen (32) umfasst, die an den Zwischenräumen zwischen den leitenden Streifen (24, 28) angeordnet sind und die flexible Schicht (10) von der ersten Einrichtung (14) trennen, wobei die leitenden Streifen (24, 28) durch die Elastizität der flexiblen Schicht (10) von der ersten Einrichtung (14) weggehalten werden, bis die Schicht (10) durch die ausgeübte Kraft auf die erste Einrichtung (14) zu gebogen wird.
Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Streifen (24, 28) die Form von Fingern haben, die sich von dem Leiter (22, 26) aus erstrecken.
Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Leiter (22, 26) vorhanden sind, die sich in Längsrichtung des Sensors und parallel zueinander und voneinander beabstandet erstrecken, wobei sich einige der Finger (24) von einem der Leiter (22) aus erstrecken und sich die anderen Finger (28) von dem anderen Leiter (26) aus erstrecken und die Finger (24, 28) ineinandergreifen.
Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Streifen (24, 28) die Form von Fingern haben, die sich von dem Leiter (22 26) erstrecken, und dadurch, dass die elektrisch isolierende Einrichtung einzelne isolierende Einrichtungen (16) umfasst, die jeweils an eine Wurzel eines entsprechenden der Finger (24, 28) angrenzend angeordnet sind.
Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Einrichtung eine elektrisch isolierende Schicht (32, 39) umfasst, die zwischen der ersten elektrisch leitenden Einrichtung (18, 20, 18a) und der flexiblen elastischen Schicht (10) angeordnet ist, wobei die isolierende Schicht (32, 39) mit Spalten (34) versehen ist, die den Positionen der Streifen (z.B. 24, 28) entsprechen, so dass sich die Streifen (24, 28) in Reaktion auf die Kraft durch sie hindurch in Kontakt mit der ersten elektrisch leitenden Einrichtungen (14) biegen können.
Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitende Einrichtung eine elektrisch leitende Schicht (14) mit im Allgemeinen rechteckiger Form umfasst, wobei die elektrisch isolierende Einrichtung (39) darauf angeordnet ist und von der zweiten elektrisch leitenden Einrichtung (18A) überlagert wird, und die elektrisch isolierende Einrichtung (39) sowie die zweite elektrisch leitende Einrichtung (18) innerhalb der Breite der leitenden Schicht liegen.
Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitende Einrichtung eine elektrisch leitende Schicht (14) mit im Allgemeinen recht eckiger Form umfasst und die elektrisch isolierende Einrichtung (39) darauf angeordnet ist und von der zweiten elektrisch leitenden Einrichtung (18A) überlagert wird, und die elektrisch isolierende Einrichtung (39) sowie die zweite elektrisch leitende Einrichtung (18A) innerhalb der Breite der leitenden Schicht (14) liegen und die zweite elektrisch leitende Einrichtung (18A) eine Schicht umfasst, die im Wesentlichen die gleiche Ausdehnung hat wie die erstgenannte leitende Schicht.
Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der einzelnen isolierenden Einrichtungen (39) sich über die Breite des Sensors erstreckt.
Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede der einzelnen isolierenden Einrichtungen (39) in einem schiefen Winkel zur Längsrichtung des Sensors angeordnet ist.
Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Einrichtungen (14; 18, 20, 18A) unter Verwendung eines Verfahrens für gedruckte Schaltungen aufgebracht werden.
Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine flexible Abdeckschicht (10) auf die zweite Einrichtung (18, 20, 18A) aufgelegt ist und die ausgeübte Kraft aufnimmt.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine flexible Abdeckschicht (10), die auf die zweite Einrichtung (18, 20, 18A) aufgelegt ist, wobei der Bereich einen Teil der Abdeckschicht (10) umschließt, und dadurch, dass jede vorstehende Einrichtung (29) auf der Abdeckschicht (10) so angeordnet ist, dass sie sich von ihr nach außen erstreckt.
Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der vorstehenden Einrichtungen (29) in Abständen über die Länge des Sensors angeordnet sind.
Sensor nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine zweite Abdeckschicht (12), wobei die zweite Abdeckschicht (12) an der Seite der ersten elekt risch leitenden Einrichtung (14) angeordnet ist, die der zweiten elektrisch leitenden Einrichtung (18, 20, 18A) gegenüberliegt, so dass die elektrisch leitenden Einrichtungen (14, 18, 20, 18A) und die elektrisch isolierenden Einrichtungen (16, 39) zwischen den zwei Abdeckschichten (10, 12) eingeschlossen sind.
Sensor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Abdeckschichten (10, 12) Teil ein und derselben umgeschlagenen Platte aus Material (11) sind.
Sicherheitssystem zum Erfassen eines Hindernisses in einer eingerahmten Öffnung, die mit einem motorgetriebenen gleitenden Verschlusselement verschlossen werden kann, gekennzeichnet durch einen Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, der an den Rahmen der Öffnung oder daran angrenzend angebracht und so positioniert ist, dass eine Kraft darauf ausgeübt wird, wenn ein Hindernis in der Öffnung durch das gleitende verschließbare Element auf den Rahmen zu transportiert wird, sowie eine Steuereinrichtung, die auf den Kontakt zwischen der zweiten elektrisch leitenden Einrichtung und der ersten elektrisch leitenden Einrichtung anspricht, um die motorgetriebene Bewegung des verschließbaren Elementes zu unterbrechen.
System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die eingerahmte Öffnung eine Festeröffnung ist und das Verschlusselement eine Scheibe aus Fensterglas ist.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Fensteröffnung eine Fensteröffnung in einem Kraftfahrzeug ist.