安全触板、安全传感触板及其制造方法以及防夹装置的制造方法
【专利说明】安全触板、安全传感触板及其制造方法以及防夹装置
[0001]此发明涉及一种安全触板，尤其是一种用于汽车防夹装置的安全触板。
[0002]这种安全触板包括内电极、内电极和中间腔。所述外电极在某种程度上同心地以某个距离围绕所述内电极。所述外电极和所述内电极之间的中间腔绝缘且介电。所述外电极可因外部施加的力而变形。所述外电极的变形能够让内电极和外电极至少部分互相接触。
[0003]这种安全触板应用于汽车的闭合元件，如应用于电动滑动门或者电动的窗和活门的区域内，例如，后备箱盖和后备箱门以及活动天窗。所述安全触板是防止物体或者身体部位在闭合元件的关闭过程中被夹住的防护装置的一部分。所述安全触板当然也可以与其他电动闭合元件(如窗或门)一起使用。
[0004]应用了此类安全触板的防夹系统原则上分为触觉和电容防夹系统。在触觉防夹系统中，安全触板肯定会发生一定程度的变形，这样可以使得两个电极互相接触。这种方式会对安全触板预施一定的压力，而这在发生身体部位被夹的情况时不利。忽略此项缺点，为防夹装置配设实现触觉切换功能的安全触板，可以在例如电容切换功能停止运转时继续确保防夹装置的功能。通过这种方式，也可以防止物体被夹，如:木头或者塑料，其对不易获知的安全触板的电容改变产生影响。
[0005]相反，电容防夹系统具有以下优点:当安全触板的电容发生改变时，此系统已经识别出障碍物。当身体部位靠近安全触板时，电容会首先发生改变。如果由于某种原因，此系统未识别出障碍物，通过安全触板的变形可以再次改变电容。如果这种情况下，仍然不能触发切换事件，那么最晚通过两个电极的互相接触制造出切换事件。由此可见，安全触板和防夹系统提供双重保护。
[0006]这种安全触板在DE 10 2005 028 739 B3中已有记录。其中公开的安全触板包括一个弹性可变形的中空轮廓体，其具有一个包围着一个中空室的内表面。内表面具有至少两个互相隔离的电动接触部分。此外，接触部分还具有一个或者若干个切换凸起部件。
[0007]在DE 10 2008 050 897 Al中记录一种用于传感器的轮廓体，其作用时通过电容识别障碍物。此轮廓体具有两个在其纵向互相平行且互相隔离的导体，其特征在于，在第一个导体的识别方向上，在轮廓体内隔离安装一个第三导体。
[0008]这种轮廓体的一项缺点是:至少存在一个方向，在该方向上对障碍物的识别劣于另一个方向。因此，在安装安全触板时必须注意校准，而这会加剧安装难度，增加安装花费。
[0009]另一种记录在EP I 154 110 B2中的防夹装置，其包括一个电容安全触板。其中直接借助延伸至扫描范围内的电场识别障碍物。
[0010]此种安全触板的一项缺点是:某些障碍物很难或者根本不能识别，如木头或者塑料。
[0011]其他触觉安全触板记录在US 2004/0107640 Al和DE 10 2011 077 014 Al中。这些安全触板同样具有一个优选的变形方向。
[0012]有鉴于此，本发明的目的是提供一种易于制造的安全触板，其以与相对纵轴的某个旋转无关的方式工作。
[0013]本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1所述特征的一种安全触板。本发明所述的安全触板系针对在闭合元件运动范围内识别障碍物的装置而设计，尤其是汽车。此种安全触板沿纵向延伸且具有电容。安全触板包括一个可被施加第一电荷的内电极和一个可被施加第二电荷的外电极。外电极在横向于纵向的截面中呈近似圆环形，以近似同心的方式以某个距离围绕内电极。此外，安全触板包括一个可灌入空气的中间腔，其被设计位于外电极和内电极之间，不导电。另外，安全触板还包括至少一个横向于纵向的可变形的间隔器，其将两个电极相互隔离且绝缘。通过外部施加的力量可以使外电极变形，其中在外电极发生变形的时候，变形能够让内电极和外电极至少部分进行接触。
[0014]根据本发明，由于安全触板设计为近似径向对称，所以安全触板并不存在一个优先的方向，其能以触发安全触板内的切换操作开关程序，从而使得安全触板产生作用时不依赖于绕着纵轴进行的特定旋转。只要这两个电极互相接触，切换操作开关程序，又被称成为切换开关事件，就会被触发。“部分地”这个概念既可以指的是安全触板轴向上的一段，也可以指的是圆周方向上的一段。
[0015]根据另外一种优选的实施方案，安全触板可在尤其是汽车中的用于识别闭合元件运动范围内的障碍物的装置内使用。所述安全触板沿纵向延伸且具有电容。安全触板包括一个可被施加第一电荷的内电极和一个可被施加第二电荷的外电极。外电极的横向于纵向的部分呈近似圆环形，以近似同心的方式以某个距离围绕内电极。外电极和内电极之间设计有一个中间腔，且介电。外电极可因外部施加的力而变形，其中形成中间腔，在外电极变形时至少部分改变外电极和内电极之间的距离。这种距离的改变能够产生安全触板电容可检测的改变。
[0016]根据本发明，由于安全触板为径向对称安装，所以触发安全触板中的切换操作的作用力不存在优先方向，这样安全触板发生作用时不依赖与绕着纵轴进行的特定旋转。因此，不需要两个电极互相触碰，也可以确保改变电容，触发切换事件。相应的障碍物在进入被电场贯穿的环境中时就已经可以触发开关程序切换操作。当障碍物为一种进入时不会产生明显电容变化的障碍物时，比如当障碍物是时塑料或者木头时，那么切换开关事件最晚会在两个电极触碰时被触发。作为附加的切换开关事件，在两个电极触碰之前时，可以确定保证外电极变形时的电容变化。
[0017]绝缘中间腔注满空气，以实现安全触板的简单变形。“绝缘”这个概念在此发明中指的是一种由一种材料或者混合材料构成的、仅由一个外场极化的绝缘体。尤其是，可由变形进行极化的材料和混合物不能脱落。因此，排除含有这种材料的压电材料和混合材料。
[0018]原则上，安全触板的两个电极可以由位于安全触板外部的几个夹具来安装。但是，其中内电极必须一直被夹紧，以防止外电极不经意的触碰。通过增加一个或者若干个间隔器可以将安全触板沿着其纵轴进行一定程度的弯曲，而无需两个电极进行触碰。从而，可以将安全触板用于弯曲的区域，如车门上和车窗上出现弯曲的区域。
[0019]其他优选的是，安全触板一般包括至少两个间隔器。尤其优选的是，安全触板一般具有三个间隔器。在一个具有优势的实施方案中，间隔器等距安装在两个电极的圆周方向上。
[0020]优选的是，间隔器的横断面显示为一个近似矩形。
[0021]此外，其他间隔器将内电极固定在外电极的对立面。当安全触板弯曲时，内电极主要由间隔器引导沿着中间层，使得内电极和外电极之间不会发生直接接触。等距排布间隔器可以让安全触板更加对称，从而使得即使有间隔器的存在，在圆周方向也可以不用对安全触板进行校准。间隔器的数量可以发生变化，与各个应用相适应。比如，当安全触板在安装时，为了防止触发不经意的切换开关事件，曲率半径较小，这时是就要增加间隔器的数量。
[0022]优选的是，间隔器的横断面设计为弯曲状。其他优选的是，间隔器在横断面上具有两个弯曲的侧面。
[0023]优选的是，安全触板的弯曲侧面沿相同的圆周方向上弯曲。
[0024]在一个具有优势的实施方案中，间隔器具有弱化区。优选的是，弱化区构建为间隔器中的凹槽。
[0025]当安全触板的间隔器此前已经有略微弯曲时，需要较少的力来使安全触板的外电极发生变形。其中间隔器的作用类似于轴节弯曲连接器。轴节弯曲连接器还可以通过弱化区进行改善。通过对间隔器进行有目的的弱化，可以让间隔器有针对性地在弱化区内弯曲，让运动更加精准。从而，可以更好地触发切换安全事件。设计弱化区使得可以一直在弯曲完全区域内使用安全触板。弱化区可以通过让材料进行有针正对性的露出，如:在间隔器的基底或者中间，从而容易简单地制得，如:在的凸出部分或者中间。替代地，该弱化区可以由一个弹性体区域构成，其硬度小于相邻的弹性体区域。
[0026]其他优选的是，安全触板包括至少一个、尤其优选的是三个突出部件，其在圆周方向上优选的是等距互相隔离。优选的是，这些突出部件具有一个弯曲的接触面。优选的是，这些突出部件安装在内电极上。特别优选的是，这些突出部件安装在外电极上。
[0027]其他优选的是，这些突出部件和间隔器交替安装于安全触板的圆周方向。
[0028]因间隔器导致的安全触板径向对称的限制可以通过安装突出部件至少部分被平衡。为了改善这种平衡效果，可以在圆周方向上交替安装间隔器和突出部件。如果这些突出部件安装在外电极上，与将这些突出部件安装在内电极上相比，安全触板凸出时的花费更低。
[0029]在一种特别优选的实施方案中，在外电极中嵌入外导线。另外一种方法或者附加的方法是，在内电极中嵌入内导线。这些导线可以设计得很坚固，或者设计为一种绞合线。此外，也可以通过一个具有导电性的弹性体形成这些导线。可以将这些导线任意安装在这两个电极内。比如，外导线也可以被设计得沿着外电极的整个圆周。内导线可以被设计得远离内电极的中心。
[0030]优选的是，外电极至少部分由一种具有导电粒子的弹性体制成。其他优选的是，内电极至少部分由一种具有导电粒子的弹性体制成。特别优选的是，外电极和/或内电极被挤出。
[0031]在已公布的安全触板中，电极一般由金属制成，比如:铜或者铜编织网。为