ES2255686T3 - Sensor de capas multiples. - Google Patents
Sensor de capas multiples.Info
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Abstract
Sensor de capas múltiples con una primera capa (12), a través de la cual está conducida una guía de ondas ópticas (18, 42), estando dispuesta la guía de ondas ópticas (18, 42, 60) de tal manera que en el caso de una actuación de una fuerza exterior, ésta actúa sobre la guía de ondas ópticas (18, 42, 60), una segunda capa (14, 32), que se apoya en la primera capa (18, 42), y una tercera capa, que está dispuesta de tal forma que la primera capa (12) está dispuesta entre la segunda capa (14, 32) y la tercera capa (16, 30, 40), caracterizado porque en la tercera capa (34) están conformadas bóvedas (34) que presentan ranuras (36), en las que está conducida la guía de ondas de luz (18, 42).
Description
Sensor de capas múltiples.
La invención se refiere a un sensor de capas
múltiples así como a la utilización del sensor de capas múltiples
como sensor de presión y/o sensor de fuerza en un automóvil.
En el marco de la introducción de nuevas
disposiciones de protección de los peatones, se han planificado
diferentes medidas activas para el cumplimiento de las previsiones.
A tal fin se emplearán cada vez más en los automóviles en los
próximos años sensores de fuerza y/o sensores de presión, que en el
caso de un choque o bien de un impacto reconocer qué tipo de objeto
es el que ha colisionado con el vehículo. Así, por ejemplo, se
puede distinguir si el vehículo ha chocado con un árbol, con otro
vehículo o con un peatón. Para la consecución de una protección
efectiva de un peatón, se puede reaccionar entonces de una manera
correspondiente cuando comprueba una colisión con un peatón, es
decir, que se provocan medidas adecuadas, como por ejemplo la
activación de airbag o la deformación de la cubierta del motor.
Los sensores empleados a tal fin deben
proporcionar de esta manera en el tiempo más corto posible una
señal que posibilita una asociación fiable.
Se conoce a partir de la publicación DE 195 34
260 C2 un sensor de carga de fibra óptica, en forma de cable, en el
que la carga actúa sobre una disposición de fibra de guía de ondas
ópticas. La disposición de fibra de guía de ondas ópticas presenta
dos fibras de guía de ondas ópticas, que están arrolladas en común
alrededor de un alma de plástico en el mismo sentido.
Se conoce a partir de la publicación
US-A-5 913 245 un sensor de capas
múltiples con una guía de ondas ópticas conducida a través del
mismo. El documento publica, por otro lado, una capa delantera, una
capa trasera y una capa adhesiva, así como nervaduras para la
disposición de la guía de ondas ópticas.
El sensor de capas múltiples de acuerdo con la
invención comprende una primera capa, a través de la cual está
conducida una guía de ondas ópticas, estando dispuesta la guía de
ondas ópticas de tal manera que en el caso de una actuación de una
fuerza exterior, ésta actúa sobre la guía de ondas óptica, una
segunda capa, que se apoya en la primera capa, y una tercera capa,
que está dispuesta de tal forma que la primera capa está dispuesta
entre la segunda capa y la tercera capa, caracterizado porque en la
tercera capa están conformadas bóvedas que presentan ranuras, en
las que está conducida la guía de ondas de luz.
Puede estar previsto que la guía de ondas ópticas
sea doblada a través de la actuación de una fuerza exterior p que
la guía de ondas ópticas sea deformada, bajo una modificación de su
sección transversal, a través de la actuación de la fuerza. En
ambos casos se modifica la cantidad de luz conducida a través de la
guía de ondas ópticas, por ejemplo a través de un impacto.
En una configuración del sensor de acuerdo con la
invención, éste presenta una estructura con una capa delantera y
con una capa trasera, en la que está conducida la guía de ondas
ópticas. En esta configuración, las capas, que están fabricadas de
una manera preferida por un material duro, pero flexible, actúan
directamente sobre la guía de ondas ópticas, de tal manera que ésta
se dobla típicamente en el caso de la actuación de una fuerza
exterior. Como material para las capas se ofrece poliuretano
termoplástico o elastómero de poliéster termoplástico. Estos
materiales muestran propiedades casi constantes en un amplio
intervalo de temperatura.
La estructura, es decir, la capa delantera y la
capa trasera, puede presentar otros apéndices o bien geometrías
determinados, por ejemplo clips y/o nervaduras, que sirve para
retener la guía de ondas de luz. Éstas provocan también que la
flexión de la guía de ondas de luz se lleve a cabo de una manera
exactamente definida en el caso de la actuación de una fuerza
exterior. En esta configuración se garantiza también que el sensor
permanezca flexible, sin que la actuación de la fuerza perjudique la
capacidad funcional.
En la forma de realización descrita, la
estructura está en contacto directo con la guía de ondas ópticas,
de manera que una fuerza exterior que actúa sobre la estructura es
transmitida directamente sobre la guía de ondas ópticas.
En una configuración, entre la capa delantera y
la capa trasera está presente una capa adhesiva, que mantiene
unidas las dos capas, siendo aplicada esta capa adhesiva de una
manera preferida sólo en la zona de los bordes de las dos capas, de
manera que la guía de ondas ópticas no es perjudicada a través de la
capa adhesiva. Pero la capa puede estar configurada también en toda
la superficie. Esta capa protege al sensor y especialmente a la guía
de ondas ópticas también frente a contaminación y humedad.
Hay que tener en cuenta que las propiedades del
material de la capa adhesiva tienen repercusiones sobre el
comportamiento del sensor. A través de la selección adecuada de los
materiales tanto para la estructura como también para la capa
adhesiva y la guía de ondas ópticas, se puede ajustar con exactitud
el comportamiento del sensor, es decir, su sensibilidad. El grado
del movimiento relativo entre las dos capas en el caso de una
actuación específica de la fuerza se puede ajustar a través de
parámetros, como dureza, anchura de la capa adhesiva, número de las
capas adhesi-
vas, etc.
vas, etc.
En otro ejemplo, el sensor de acuerdo con la
invención presenta una primera capa, a través de la cual está
conducida una guía de ondas ópticas, y una segunda capa, que se
apoya en la primera capa. En este caso, la primera capa tiene una
capacidad de compresión más elevada que la segunda capa.
La segunda capa, que es más dura que la primera
capa, absorbe, por lo tanto, el impulso o bien la presión
provocados por el impacto y los transmite en la mayor medida posible
sin pérdidas a la primera capa. Esta primera capa más blanda se
deforma y, por lo tanto, también la guía de ondas ópticas conducida
en ésta. Por lo tanto, la primera capa está constituida por un
material o bien por una substancia, que presenta a ésta una
capacidad de compresión más elevada que la substancia utilizada en
la segunda capa. Pero también puede estar previsto que exista un
contacto directo entre la guía de ondas ópticas y al menos una de
las capas exteriores duras y, por lo tanto, un impacto provoca una
flexión de la guía de ondas
ópticas.
ópticas.
A través de la deformación mecánica de la guía de
ondas ópticas en el caso de un impacto, se modifica, por lo tanto,
la cantidad de la luz conducida a través de la guía de ondas
ópticas. Para cada tipo de impacto (peatones, cubos de basura,
animales pequeños, etc.) existe una señal específica para el
impacto. Esta señal provoca entonces, dado el caso, una medida
activa siguiente. A través del impacto se modifica, por lo tanto, la
cantidad de luz y la tensión que resulta de ella.
De una manera preferida, está prevista una
tercera capa, que tiene una capacidad de compresión más baja que la
primera capa y está dispuesta de tal manera que la primera capa está
dispuesta entre la segunda capa y la tercera capa.
Las capas están fabricadas de una manera
preferida por materiales plásticos, por ejemplo por poliuretano
(PUR).
Es ventajoso que las capas estén fabricadas por
materiales flexibles, puesto que en este caso el sensor se adapta a
través de flexión a las superficies de diferente configuración y,
por lo tanto, se puede aplicar en cualquier lugar sin perjuicio de
la capacidad funcional.
En una configuración del sensor de acuerdo con la
invención, la guía de ondas ópticas está conducida dos veces a
través de la primera capa. Además, es ventajoso que la guía de ondas
ópticas esté conducida del tipo de ondas o de forma ondulada a
través de la primera capa.
De una manera preferida, la primera capa está
constituida por una masa de relleno.
La utilización de acuerdo con la invención prevé
el empleo de un sensor descrito anteriormente como sensor de presión
y/o sensor de fuerza en un automóvil en el marco de la protección de
los peatones.
Otras ventajas y configuraciones de la invención
se consiguen a partir de la descripción y del dibujo adjunto.
Se entiende que las características mencionadas
anteriormente y las características que se explican todavía a
continuación no sólo se pueden utilizar en la combinación indicada
en cada caso, sino también en otras combinaciones o en posición
exclusiva, sin abandonar el marco de la presente invención.
La invención se representa de forma esquemática
en el dibujo con la ayuda de ejemplos de realización y se describe
en detalle a continuación con referencia al dibujo.
La figura 1 muestra una forma de realización
preferida del sensor de acuerdo con la invención en una vista
lateral.
La figura 2 muestra formas de realización de una
segunda y de una tercera capa en una vista en planta superior.
La figura 3 muestra de forma simplificada una
tercera capa con una guía de ondas ópticas.
La figura 4 muestra en una vista lateral otra
forma de realización del sensor de acuerdo con la invención.
La figura 5 ilustra el modo de funcionamiento del
sensor de la figura 4.
La figura 6 muestra de forma esquemática y muy
simplificada un sensor de acuerdo con la invención.
La figura 7 muestra en una vista en planta
superior un sensor de acuerdo con la invención.
En la figura 1 se representa en una vista lateral
un sensor de capas múltiples de acuerdo con la invención,
designado, en general, con la cifra de referencia 10. Este sensor 10
se puede emplear en un automóvil en el marco de la protección de los
peatones.
Se puede reconocer una primera capa 12, que está
constituida en este caso por una masa de relleno, una segunda capa
14, que se designa como estructura de interferencia delantera, y una
tercera capa 16, que se designa como estructura de interferencia
trasera.
A través de la primera capa 12 se conduce una
guía de ondas ópticas 18. Ésta guía de ondas ópticas está conducida
en este caso por medio de bóvedas 20, que están formadas en la
tercera capa 16. En la segunda capa 14 están formadas integralmente
unas nervaduras 22.
La segunda capa 14 y la tercera capa 16 pueden
estar fabricadas por medio de un procedimiento de fundición por
inyección. Es importante que estas dos capas 14 y 16 presenten una
capacidad de compresión más baja que la primera capa 12. En el caso
de un impacto, se transmite la presión ejercida a través de la
segunda capa 14 o bien a través de la estructura de interferencia
delantera sobre la primera capa 12, que se deforma y, por lo tanto,
deforma también la guía de ondas ópticas conducida en ésta.
En la figura 2 se reproducen una segunda capa 30
y una tercera capa 32 en una vista en planta superior. En la
tercera capa 30, la estructura de interferencia trasera, se pueden
reconocer bóvedas 34 formadas integralmente. En estas bóvedas están
previstas ranuras 36, en las que se puede conducir una guía de ondas
ópticas.
Se puede reconocer que siempre dos bóvedas 34
están dispuestas por parejas adyacentes entre sí y las parejas
están dispuestas en cada caso desplazadas lateralmente unas de las
otras. De esta manera, la guía de ondas ópticas se puede conducir
dos veces y del tipo ondulado a través de la primera capa adyacente.
Las bóvedas 34 se proyectan en este caso en la primera capa.
En la segunda capa 32, la estructura de
interferencia delantera, se pueden reconocer, por lo demás, unas
nervaduras 38 formadas integralmente.
En la figura 3 se representa de forma
simplificada una tercera capa 40 con una guía de ondas ópticas 42.
Se puede reconocer que la guía de ondas ópticas 42 está conducida
del tipo ondulado o bien en forma ondulada. Un extremo de entrada
de la luz 44 y un extremo de salida de la luz 46 están previstos en
el mismo extremo de la tercera capa 40. En el otro extremo de la
tercera capa 40, la guía de ondas ópticas 42 forma un bucle 48, de
manera que la guía de ondas ópticas 42 está conducida dos veces por
encima de la tercera capa 40 y, por lo tanto, en la primera
capa.
capa.
En el sensor de acuerdo con la invención, la
activación de la señal es independiente de la posición de impacto y
del ángulo de incidencia sobre toda la anchura del sensor. Por otro
lado, no se ejerce ninguna influencia sobre la función del sensor a
través de las temperaturas predominantes. Puesto que la guía de
ondas ópticas está incrustada en la primera capa, esta capa está
protegida frente a las influencias del medio ambiente. Además, es
ventajoso que se utilicen materiales inoxidables, Tiene una gran
importancia que el sensor se pueda utilizar para cualquier tipo
de
vehículo.
vehículo.
En la figura 4 se representa otro ejemplo del
sensor de acuerdo con la invención, designado, en general, con el
número de referencia 50. Se puede reconocer una estructura 52, que
presenta una capa delantera 54 y una capa trasera 56. Las flechas
58 ilustran una actuación posible de la presión o bien de la fuerza
a través de un impacto.
En la estructura 52, a saber, entre la capa
delantera 54 y la capa trasera 56, está conducida una guía de ondas
ópticas 60. Las dos capas 54 y 56 llevan nervaduras 62, que están
adaptadas entre sí de tal forma que la guía de ondas ópticas 60 se
dobla en el caso de un impacto y de un movimiento relativo provocado
de esta manera entre las dos capas 54 y 56. Esta flexión provoca
una modificación de la cantidad de luz transportada por unidad de
tiempo a través de la guía de ondas ópticas 60.
La figura 5 ilustra el modo de funcionamiento del
sensor 50. En esta representación, se puede reconocer, además, una
capa adhesiva o bien banda de pegamento, que conecta las dos capas
54 y 56 entre sí y protege la guía de ondas ópticas 60, conducida en
la estructura 52, frente a las influencias del medio ambiente.
Se puede reconocer cómo se deforma la banda de
pegamento 70 en la representación izquierda debido a una actuación
de la fuerza (fecha 72) y de esta manera se posibilita un movimiento
relativo entre las dos capas 54 y 56. Puesto que al menos una de
las capas, dado el caso, ya antes del impacto, está en contacto
directo con la guía de ondas ópticas 60, ésta se dobla. También es
posible que el contacto directo entre la estructura 52 y la guía de
ondas ópticas 60 exista ya antes de un impacto, o que este contacto
tenga lugar a través del movimiento relativo descrito
anteriormente. En este caso, apoyado por la forma de la estructura y
la configuración de las nervaduras formadas integralmente, se
provoca una flexión de la guía de ondas ópticas.
En la figura 6 se reproduce otro ejemplo del
sensor según la invención, designado en general con el número de
referencia 80.
Se puede reconocer de nuevo una estructura 82,
que comprende una capa delantera 84 y una capa trasera 86. Entre
estas capas 84 y 86 se extiende una guía de ondas ópticas (no
representada). Se puede reconocer claramente la disposición
correspondiente de nervaduras 88en las capas 84 y 86. La distancia
entre dos nervaduras es, por ejemplo, aproximadamente 8,5 mm (flecha
90).
En la figura 7 se representa un sensor 100 de
acuerdo con la invención en una vista en planta superior. Se pueden
reconocer clips 102 que, dispuestos siempre por parejas, posibilitan
una conducción del tipo ondulado de la guía de ondas ópticas. Estos
clips 102 aseguran la retención fija de la guía de ondas ópticas en
el sensor 100.
El sensor tiene una estructura 104, de la que
solamente se puede reconocer una capa delantera 106 en esta
representación. En la zona de los bordes de la capa delantera 106
está aplicada una capa adhesiva 108, que conecta la capa delantera
106 con la capa trasera dispuesta debajo y que no se puede reconocer
en esta representación. Esta capa adhesiva 108 protege al sensor
100 o bien a la guía de ondas ópticas conducida allí frente a las
influencias externas. El material de la capa adhesiva y la anchura
de la capa tiene una influencia sobre la movilidad relativa de las
dos capas entre sí y, por lo tanto, sobre la sensibilidad del
sensor.
Claims (11)
1. Sensor de capas múltiples con una primera capa
(12), a través de la cual está conducida una guía de ondas ópticas
(18, 42), estando dispuesta la guía de ondas ópticas (18, 42, 60) de
tal manera que en el caso de una actuación de una fuerza exterior,
ésta actúa sobre la guía de ondas ópticas (18, 42, 60), una segunda
capa (14, 32), que se apoya en la primera capa (18, 42), y una
tercera capa, que está dispuesta de tal forma que la primera capa
(12) está dispuesta entre la segunda capa (14, 32) y la tercera capa
(16, 30, 40), caracterizado porque en la tercera capa (34)
están conformadas bóvedas (34) que presentan ranuras (36), en las
que está conducida la guía de ondas de luz (18, 42).
2. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 1, en el que la guía de ondas ópticas (18, 42, 60)
está dispuesta de tal forma que ésta es doblada a través de la
actuación de la fuerza exterior.
3. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 1, en el que la guía de ondas ópticas (18, 42, 60)
está dispuesta de tal forma que se deforma a través de la actuación
de la fuerza exterior.
4. Sensor de capas múltiples según una de las
reivindicaciones 1 a 3, con una estructura (52, 82, 104), en la que
está conducida la guía de ondas ópticas (18, 42, 60), estando
constituida la estructura (52, 82, 104) por una capa delantera (54,
84, 106) y por una capa trasera (56, 86), que transmiten la
actuación de la fuerza exterior directamente sobre la guía de ondas
ópticas (18, 42, 60).
5. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 4, en el que la estructura presenta clips (34, 102)
y nervaduras (38, 62, 88), que sirven para la conducción de la guía
de ondas ópticas (18, 42, 60).
6. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 4 ó 5, en el que la capa delantera y la capa trasera
(54, 56, 84, 86, 106) están conectadas entre sí por medio de una
capa adhesiva (70, 108).
7. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 6, en el que la capa adhesiva (70, 108) está
aplicada solamente en la zona de los bordes de la capa delantera y
de la capa trasera (54, 56, 84, 86, 106).
8. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 1, en el que la primera capa (12) presenta una
capacidad de compresión mayor que la segunda capa (14, 32).
9. Sensor de capas múltiples según la
reivindicación 8, en el que la tercera capa (16, 30, 40) tiene una
capacidad de compresión menor que la primera ca-
pa (12).
pa (12).
10. Sensor de capas múltiples según una de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que la guía de ondas ópticas (18, 42,
60) está conducida al menos dos veces a través del sensor (10, 50,
80, 100).
11. Sensor de capas múltiples según una de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que la guía de ondas de luz (19, 42,
60) está conducida de forma ondulada a través del sensor.
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