简化的电容传感器单元的制作方法_2

文档序号:9278584阅读:来源:国知局
预定断裂点区域内。
[0021]此外根据本发明可以想到,支承元件的导电芯体或支承元件自身大致被尤其是平坦的护罩环绕,所述护罩有时也被称为底板。护罩同时可以具有电绝缘体,因而按照适当方式其可由塑料制成。只要护罩是电绝缘体,即可确保金属线与支承元件的芯体电绝缘地布置。
[0022]与支承元件的实施方式无关,同样可以规定,金属线至少在支承元件区域内设有电绝缘体。合乎目的的,针对金属线使用廉价的且可作为批量产品购得的标准电线。在此可以使用按照标准FLRY或FLY的金属线。这种金属线可以是尤其可具有多股铜线的单芯导线。一根金属线的理想横截面为约1_,然而也可以想到更粗或更细的横截面。然而更细的金属线存在这样的风险,即,其机械负荷能力相对较小,因而在金属线固定在支承元件上时可能存在损坏风险。更粗的金属线带来成本缺点,这是因为要消耗明显更多的铜成分。因而大致仅仅因为铜消耗增大而提高了成本,却并未提高传感器元件的技术性能。按照理想方式,金属线具有延伸直至传感器单元插头的连续的绝缘层。
[0023]每个传感器单元的所应用的传感器元件优选结构相同或相似。由此可以进一步降低制造成本,这是各传感器元件的件数明显得以提高。然而也可以想到,两个或多个结构不同的传感器元件构成传感器单元。这样例如传感器元件的长度(其大致也通过支承元件的长度预定)是可变的。传感器单元的各个传感器元件的宽度也可以是不同的。由此虽然没有降低制造成本,然而也可以改善相应传感器单元在车辆上的适用性。
[0024]此外在本发明范围内可以想到,传感器单元的至少一个电容传感器元件具有区段式屏蔽件。由此可以有针对性地影响传感器元件的测量区域,以便排除例如传感器附带检测到、而实际上位于所需测量范围之外的干扰。这样在插头和支承元件之间的金属线区域可以设置屏蔽件。屏蔽件同样只能是金属线或金属薄膜或平带,其具有不同于电容传感器元件的电(测量)金属线的另一电势,屏蔽件优选是“接地的”或具有零电势。不言而喻,也可以在电容传感器元件上设置两个分隔的屏蔽线,也可以想到,在本发明传感器单元中使用附加的屏蔽元件,其例如设置在两个电容传感器元件附近或在两个电容传感器元件后方。
[0025]为了改善传感器元件的弹性,根据本发明可以规定,导电芯体呈梳状,尤其是双梳状。梳状可以理解为,各个尖齿尤其是竖直地离开中间连接片,其中,这些尖齿彼此平行地设置在中间连接片上。双梳状可以理解为,尖齿设置在中间连接片两侧。为了改善梳状芯体的弹性而规定,所有尖齿设置在中间连接片的相同高度上,从而不存在彼此相对错开设置在两侧的尖齿。另外通过这种梳状实施方式还可以进一步节省材料成本,这是因为在梳状芯体的各个尖齿之间存在无材料的中间空间。
[0026]为了本发明传感器元件尽可能耐腐蚀而规定,导电芯体具有不锈钢、铜、黄铜和/或导电聚合物。前述材料的优点是,其一方面是导电的,另一方面是不易腐蚀的。在将支承元件制成成卷物料情况下,导电芯体的端部无保护地突出于支承元件。成卷物料在本发明范围内可以理解为长条形材料(几米长),通过切割这种材料得到支承元件的期望长度。不锈钢的优点是,其比黄铜或铜更廉价。铜和黄铜具有非常良好的电导能力,由此改善了传感器元件的测量性能。同样可以想到,导电芯体也具有导电聚合物,从而整个支承元件可以是高弹性的。所有前述材料可以平坦和梳状或双梳状地实施为导电芯体。
[0027]在导电芯体或整个支承元件具有导电聚合物情况下,该导电聚合物可以是下列材料:
[0028]-聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)_聚(苯乙烯磺酸)(PED0T:PSS)
[0029]-聚乙炔
[0030]-聚苯胺
[0031]-聚对苯(Polyparaphenylen)
[0032]-聚砒咯
[0033]-聚噻吩
[0034]这种导电聚合物的特征是内在导电能力。这种聚合物具有拉伸的电子系统。只在掺杂聚合物时可以明显提高导电能力。利用大浓度氧化剂或还原剂在聚合物中出现离域的离子中心,它们属于构成抗衡离子的相应掺杂剂。在某些聚合物中,尤其是合成橡胶、热塑性弹性体或热塑性塑料中也可以通过混合金属粉末、炭黑或石墨获得导电能力。恰好在胶状导电聚合物中可以如此改进本发明传感器单元的使用,即获得传感器元件的极高弹性。由此也可以更改支承元件的外轮廓,从而支承元件例如具有圆形或长方形横截面,金属线布置在其内。
[0035]另外在本发明范围内可以想到,尤其是呈夹具形式的固定机构设置在支承元件上,通过所述固定机构可以将金属线稳定和/或固定在载体上。按照有利方式,这种固定可以通过形状配合实现,金属线例如可通过所提供的固定机构被夹住或卡住。在该变形方式中,优点还在于,支承元件的已述护罩或底板与固定机构构成一部分式的和/或材料统一的。合乎目的的,导电芯体为此还由塑料注塑件包络,固定机构直接成型在其上。如已述,这种支承元件可以制成为连续物料形式的连铸注塑材料。通过现有固定机构,截断后的支承元件可以布置所需的金属线,从而支承元件连同导电芯体和金属线构成电容传感器元件的主要结构元件。金属线通过固定机构完整或部分包络地布置在支承元件上。
[0036]先前已述的固定机构可以单独或局部设置在支承元件上。也可以想到,固定机构连续沿支承元件的长度设置在支承元件上。因而金属线可以从支承元件一端直至另一端连续地通过固定机构受保护地布置在支承元件上。金属线仅在支承元件端部转向并且通过再次从起点直至端部连续设置在支承元件上的第二固定机构受保护地返回。因此两个连续固定机构尤其是彼此平行地设置在支承元件上。为了改善传感器单元的测量技术特性,这两个平行固定机构优选尽量远地在外部(沿支承元件的宽度观察)设置在支承元件上,由此可以拓宽测量范围。固定机构自身大致呈钩状,其中,连接片或颈部突出于支承元件的护罩或底板的平坦表面,固定机构的钩子或蘑菇头状头部连接至所述连接片或颈部。钩子或蘑菇头状头部如此变形,即,其将金属线尤其是形状配合地保持在支承元件上。因而基于固定机构的弹性可以将金属线通过固定机构卡固在支承元件上。在此,固定机构的钩子端部或蘑菇头状头部与支承元件之间的间隙与金属线最大厚度相比更窄。在优选情况下,这种间隙在一定程度上是不存在的,从而固定机构以其张开的钩子又接触支承元件的已述底板或平坦护罩,然而不与其相连。固定机构的敞开端部和支承元件底板之间的现有间隙沿支承元件宽度观察可以向外或向内布置。如果钩状固定机构向外敞开,则金属线的装配是特别简单的。然而,如果钩状固定件的开口向内(即指向支承元件中间轴),则金属线以理想方式受保护地布置在支承元件上。可选地可以想到,在固定机构上还附加设置定位板,通过所述定位板确保金属线在装配到支承元件上之后无法再离开固定机构。同样可以想到,在装配金属线之后,钩状固定机构的开口被材料配合地封闭。这例如可以通过浇铸材料或硅酮或焊接来实施。因而确保金属线充分受保护地被固定机构包络布置在支承元件上。
[0037]为了尤其是将换向的金属线同样受保护地布置在支承元件端部上,可以设置盖罩,其插接在支承元件端部上,以及必要时将金属线安全地布置在其下方。所述盖罩例如可以夹在、粘在或焊接在支承元件的相应端部上。恰好如果支承元件被制成为连续物料或成卷产品时,其优点在于,至少支承元件的被断开的端部是利用盖罩封闭的。在此,盖罩也可以用于引导金属线,尤其是当盖罩不封闭支承元件端部(金属线在此调转方向)。这样在盖罩上可以设置用于金属线的减轻张力件,以便将金属线以其两端机械固定在盖罩或支承元件上。因而可以整体上特别廉价地制造本发明传感器元件。此外,盖罩还可以保护支承元件的被断开的端部,尤其是支承元件的导电芯体免受环境影响和防止出现腐蚀。由于盖罩具有相应固定机构,盖罩同时也可以用于将传感器元件固定在车辆上。如果整个支承元件连同所布置的金属线再次例如通过软管包络或者设置在壳体内,则可以取消这种附加的盖罩。
[0038]如前已述,支承元件上的固定机构用于在支承元件上引导和支撑金属线。为此,固定件可以具有颈部和蘑菇头状端部,因而呈钩状。优点还在于,金属线在通过固定机构的导向部内可在支承元件上沿纵向移动。由此可以附加改善整个传感器元件的弹性,其中,避免金属线内的机械拉伸和/或压应力。
[0039]在本发明范围内尤其有利的是,传感器元件与其支承元件和金属线总体上弹性构成,尤其是沿纵向。由此支承元件例如可以简单的方式和方法匹配于车辆保险杠的各种内部轮廓。因而在装配时支承元件匹配于保险杠或车门槛等的相应形状。传感器元件也可以延伸经过车辆上的拐角和棱边,由此例如也可以将传感器元件测量范围“弯曲”90°,假如例如应当从车辆后侧区域至尾部区域进行测量。为了得到必要的弹性,支承元件自身可以由弹性原材料构造。因而可以取消支承元件的特殊预制模具,由此可以节约附加费用。为此目的,支承元件可以具有底板,尤其是用于固定金属线的固定机构突出于所述底板。
[0040]此外根据本发明可以想到,在支承元件上设置至少一个盖元件,由此支承元件可局部利用金属线覆盖。盖元件也可以完整覆盖支承元件,从而金属线安全地布置在盖元件下方并且避免直接受机械影响。所述盖元件优选可以材料配合地或者通过铰链或类似物与支承元件、尤其是护罩或底板相连。装配金属线之后可以封闭盖元件,从而其充当位于其下方的金属线的附加保护元件。按照理想方式,盖元件至少在一侧通过薄膜铰链铰接式连接至支承元件,尤其是底板。这样,通过夹子连接,盖元件还利用盖元件的另一侧可与支承元件封闭。因而相应支承元件自身构成壳体(卷绕金属线安全布置于其内)。
[0041]此外在本发明范围内可以想到,整个支承元件可以设置在例如壳体或呈软管形式的套筒之内,以保护其免受外部影响。
[0042]也可以想到,支承元件被构造为由稳定的塑料制成的注塑成形件。在此可以沿支承元件长度设置带有至少一个连接接片的至少一个分界部,以获得尤其是沿纵向的弹性。不言而喻,也可以沿支承元件的长度设置多个分界部,由此进一步改进弹性。通过使用分界部可以制造由仅一种材料制成的注塑成形件,这一方面是足够稳定的,以引导和保持卷绕的金属线,另一方面是如此弹性的,即,支承元件或传感器元件可以匹配于例如通过车辆保险杠内部轮廓预定的形状。按照理想方式,在分界部范围内仅设置导电芯体的一个中间连接片O
[0043]为了将传感器单元内的各个传感器元件特别简单和可靠地设置在车辆上,可以规定,在支承元件上设置保持机构,由此传感器可以固定在车辆上。在此可以实现将所述保持机构材料配合和/或力配合和/或形状配合地固定在车辆上。按照理想方式,保持机构直接设置在底板或盖元件上或者注塑成形在其上。也可以使用平板作为保持机构,借此例如可以将传感器元件粘在或焊接在车辆上。也可以将轴颈状或箭头状
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