结构部件

文档序号:151617 发布日期:2021-10-26 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 结构部件 (Structural member ) 是由 N.斯托茨纳 于 2021-04-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种结构部件,尤其用于交通工具车身的结构部件,所述结构部件具有结构元件(12)和传感器装置(16),其中,所述传感器装置(16)与所述结构元件(12)连接并且包括至少一个光波导体(14)。(The invention relates to a structural component, in particular for a vehicle body, having a structural element (12) and a sensor device (16), wherein the sensor device (16) is connected to the structural element (12) and comprises at least one optical waveguide (14).)

结构部件

技术领域

本发明涉及一种结构部件,尤其用于机动车的结构部件。

背景技术

结构部件用在很多领域中并且通常用于吸收和传递机械力。该结构部件还可以用于,将其他部件相互连接。在许多情况下都尝试提供具有高刚度并且同时低重量的结构部件。这尤其在轻量化结构的范围中是重要的,所述轻量化结构被证明越来越有利并且在很多

技术领域

中越来越多地被使用。

甚至交通工具,尤其机动车也可以通过这种结构部件的使用设计得更轻和更稳定,而不必失去舒适性和安全性。

在交通工具领域,使用结构部件还有助于减少二氧化碳排放。在这个领域,结构部件用于保护构件和组件。平面的纤维增强的结构部件可以使用在例如交通工具底侧面,然后用作底部保护装置。

文献DE 10 2017 110 906 A1记载了一种结构部件,其尤其设置使用在交通工具车身中。该结构部件具有第一结构元件,第一结构元件至少部分地包围空间区域,以便在第一结构元件的内部形成空腔。第一结构元件具有限定该空腔边界的表面区域和第二结构元件。此外,配设有加固元件,其用于机械地加固第一结构元件。

要注意的是,结构部件设计用于特定的负载情况并且可以承受该负载情况。但在运行中会出现只由一些部件控制的负载情况,而这些部件的使用带来例如重量大、安装空间大和/或材料昂贵的缺点。

发明内容

为了避免上述缺点,本发明提出一种结构部件,尤其用于交通工具车身的结构部件,该结构部件具有结构元件和传感器装置。实施方式由从属权利要求和说明书得出。

现在已经认识到,作为使用具有上述缺点的结构部件的替代,若结构部件设计成使得在该结构部件中能够可靠识别损坏,就可以使用这些设计得更廉价、更轻和/或更细的结构部件。

从外部施加到结构部件上的负载也可以是非常小的,使得该结构部件只需支承自身。在这种情况下,结构部件是传感器板。

此外已经认识到,为了检测结构部件的这种损坏,可以使用合适的或相应的传感装置,该传感装置设置用于识别这种损坏。这意味着,若由于结构部件的负载过大而造成结构部件的损坏,传感装置就会识别到这种损坏。然后这种损坏可以显示给使用者或驾驶员或其他人员,从而在必要时可以更换损坏的结构部件。

将振动声学传感器、应变仪和类似的传感器考虑作为可能的传感器或传感装置。在此建议:

一种结构部件,其尤其设置用于交通工具车身。所述结构部件包括结构元件和传感器装置,其中,所述传感器装置与所述结构元件连接。此外,传感器装置包括至少一个光波导体。

结构元件是主体,该主体在安装状态中例如用于承受和传递机械力和/或将其他构件相互连接。传感器装置与所述结构元件连接,并因此所述至少一个光波导体与所述结构元件连接。

光波导体是由用于传输光的光导体构成的线缆和线路。要注意的是,它们不仅用于传输可见范围内的光,还可以传输可见范围外的电磁波。例如可以传输红外或紫外范围内的光。因此,所建议的结构部件的传感器装置不限于可见波长范围。

在很多情况中,光波导体也称为玻璃纤维导线(光缆),其中,在该玻璃纤维导线中通常集束有多个光波导体,这些多个光波导体还被机械地加固以保护和稳定单个纤维。在所有情况中,所述结构部件不限于玻璃纤维作为光波导体。

所使用的光波导体也可以至少部分地设有合适的插塞连接装置。

所述至少一个光波导体这样与结构元件连接,使得在结构元件负荷过度时或者在结构元件损坏时,至少一个光波导体的功能也会受损。光或电磁辐射在光波导体的一个端部上通常用发光元件输入并且在另一个端部上输出,并且用相应的感光或光敏元件检测。因此可以识别至少一个光波导体的功能的损坏并且以此可以推断出结构元件的过度负载或者甚至损坏。因此可以优选及时识别结构元件的损坏或即将发生的损坏,并且以此也可以及时识别结构部件的损坏或即将发生的损坏,并能采取合适的应对措施。例如可以更换故障的结构部件。

在设计方案中,所述至少一个光波导体中的最少一个光波导体布置在结构元件中。该最少一个光波导体以此在结构元件中或者在结构元件的内部延伸。这种结构部件例如可以通过用结构元件的材料围绕该最少一个光波导体的包围注塑或者包围浇注制成。在其他方法中规定,在制造好的结构元件中开设最少一个孔,然后分别使最少一个光波导体导引穿过该孔。在另外的设计方案中,所述至少一个光波导体中有最少一个光波导体布置在结构元件的表面上。也可以想到两种设计方案的结合。例如一部分光波导体可以设置在结构元件中,另一部分光波导体设置在结构元件的表面上。

通常,至少一个光波导体从结构元件的一个端部延伸至结构元件的相对置的端部。这些光波导体在此可以以彼此相同的间距并排布置。替选地,也可以在结构元件的可能比其他区域承受更大负载的区域中布置更多的光波导体。这也使得能够对结构部件的损坏程度做出差异化的表述并提高所用传感器装置的灵敏度。

此外,光波导体也可以逐段式只是部分地在结构元件中延伸。这些光波导体然后沿表面延伸,部分地嵌入结构元件中。

结构元件可以设计为平面的元件。它以此可以是交通工具的车身的一部分。在一种实施方式中,结构部件用作机动车的底板保护装置。

此外,结构部件可以设计成纤维增强的元件。该纤维增强的元件例如可以是由纤维和热塑性基质或热固性基质材料构成的纤维增强的塑料部件。在一种实施方式中,该纤维增强的元件是由导光的纤维和热塑性基质或热固性基质材料制成的纤维增强的塑料部件。然后,纤维或增强纤维是至少部分地同时导光的纤维并且用作波导体。

此外,所述结构元件可以包括由连续纤维构成的织物或由连续纤维构成的稀松平纹织物。这些连续纤维也可以至少部分地用作光波导体。

此外,所述结构元件可包括嵌在热塑性基质或热固性基体中的单向的型材或带材。

在另一种实施方式中,结构部件包括至少一个发光元件或者说发射光线的元件和至少一个光敏元件或者说光线敏感的元件。所述光敏元件或者说光线敏感的元件因此是结构部件的构件。通常,光波导体的每一个端部都配有一个发光元件,光波导体的每另一个端部都配有一个光敏元件。作为元件尤其考虑光电半导体元件。因此,所述至少一个发光元件可以是发光二极管(LED)。所述至少一个光敏元件可以是光敏电阻或者光电晶体管。

附图说明

本发明的其他优点和设计从说明书和附图得出。

当然,在不脱离本发明的保护范围的情况下,上文所述的和下文还会阐述的特征不仅能以分别给出的组合、而且也能以其他组合或者单独使用。

图1以示意图示出所介绍的结构部件的实施方式。

具体实施方式

根据附图中的实施例示意性示出本发明并且下文中参照附图详细说明。

图1示出整体上用附图标记10表示的结构部件的实施方式。该结构部件10包括平面的结构元件12,在这种情况下该结构元件12由连续纤维织物构成,在此没有示出包围的热塑性基体或热固性基体。但是也可以想到连续纤维稀松平纹织物。

光波导体14,例如玻璃纤维导线在结构元件12中延伸,这些光波导体14是传感器装置16并在结构元件12的并因此结构部件10的整个待监测的面上延伸。结构织物的现有的玻璃纤维也可用作玻璃纤维导线。

在结构元件12的左侧,利用发光元件18将光引入光波导体14中。在这种情况下,使用LED作为发光元件18,其中,每个光波导体14配有一个发光元件18。

在结构元件12的右侧设置有光敏元件或光线敏感的元件20,在这种情况下是光敏电阻,这些光敏元件20检测或探测通过光波导体14传输的电磁辐射,例如光线。这些光波导体14这样被安装,使得在结构部件10由于从外部作用的力F而过载时这些光波导体14中的至少一个光波导体的功能被损坏,或者甚至出现断裂22。因此,中断了光线的导引,并且相关的光敏元件20中断了光敏元件20的串联电路24中的电流。

以此方式可以识别到这些光波导体18中的一个是否损坏。根据对检测到的光线的分析,也可以确定一个或多个光波导体14损坏的程度,并且以此确定结构部件10损坏的程度。尤其还可以确定结构部件10的哪些区域被受损或被损坏。这增加了所用传感器装置的灵敏度。

所介绍的结构部件10用于保护构件和部件并且例如安装在机动车的底侧上。因此,所介绍的结构部件10构造成平面的纤维增强的结构部件10。

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