CZ2001154A3 - Detektory síly a systémy s těmito detektory - Google Patents

Abstract

Je předkládáno čidlo (5) reagující na sílu, například k začlenění do bezpečnostního systému pro detekci překážky v okenním otvoru uzavíratelném okenním sklem posunovaným motorkem. Čidlo (5) je umístěno uvnitř prázdné komůrky (70) v ohebném matriálu (50A) probíhajícím podél horního členu rámu otvoru okna. Čidlo (5) zahrnuje horní ohebnou a pružnou vrstvu (10) nesoucí spojitý podélně se táhnoucí vodivý pásek (14). Tato horní vrstva (10) je vzdálena od obdobné vrstvy (16) nesoucí spojitý podélně se táhnoucí vodivý pásek (18), při čemž tyto dvě vrstvy (10, 16) jsou od sebe odděleny pomocí izolujících rozpěrek (12A, 12B) rozmístěných v intervalech po celé délce čidla. Jakákoliv překážka v okenním otvoru je nesena vzhůru zavírajícím se okenním sklem a vyvíjí sílu (F) na ohebný materiál (50A). Hřbet (71) spodní stěny duté komůrky (70) v reakci na sílu přivodí kontakt mezi oběma vodivými pásky (14, 18), čímž je genorován varovný signál. Konstrukce umožňuje reakci čidla nejen na sílu působící v bodě, ale i na sílu působící na podstatnou část délky okenního rámu.

Description

Detektory síly a systémy s těmito detektory

Oblast techniky

Vynález se týká detektorů síly, zejména k použití v bezpečnostních systémech pro okna motorových vozidel.

Podstata vynálezu

V tomto vynálezu je předkládáno podélně uspořádané čidlo reagujícího na sílu, zahrnující prvé podélně probíhající elektricky vodivé prostředky tvaru pásku definující prvou podélnou souvislou elektricky vodivou oblast, druhé podélně probíhající elektricky vodivé prostředky tvaru pásku definující druhou podélnou souvislou elektricky vodivou oblast, při čemž tyto prostředky tvaru pásku jsou sestaveny tak, že uvedené dvě oblasti se nacházejí nad sebou a jsou obecně od sebe pružně odděleny elektricky izolujícími rozpěmými prostředky umístěnými mezi uvedenými dvěma prostředky tvaru pásku, obě oblasti lze ohýbat na této poddajnosti vůči sobě navzájem působením síly předem stanovené velikosti, čímž dochází ke kontaktu alespoň části jedné z oblastí a odpovídajícího protějšku druhé oblasti.

Tento vynález však rovněž vychází vstříc požadavku, aby zařízení bylo schopno detekovat nejen sílu působící na malé ploše, ale rovněž sílu působící na relativně velké ploše.

Podle tohoto vynálezu se tedy předkládané čidlo vyznačuje tím, že prostředky, na něž síla působí, jsou uspořádány tak, aby aplikovaly na místech bez rozpěmých prostředků předem stanovenou sílu.

Čidla reagující na sílu a příslušné systémy, které jsou provedeními předkládaného vynálezu k použití v bezpečnostních systémech pro okna motorových vozidel, budou nyní popsána nej vhodněji pomocí příkladu v souvislosti s doprovodným schematickým vyobrazením.

Seznam vyobrazení

V schematickém vyobrazení doprovázejícím popis vynálezu,

Obr. 1 je průřez jedním z čidel;

• · · · · · • ··· · · · · · · ·· ···

Obr. 2 je pohled na spodní stranu první části čidla podle obr. 1;

Obr. 3 je půdorys druhé části čidla podle obr.1;

Obr. 4 je perspektivní pohled na motorové vozidlo znázorňující, kam lze do okenního žlábku umístit jedno z čidel;

Obr. 5 je průřezem podél linie VIII - VIII na obr. 4;

Obr. 6 je zvětšený pohled na část obr. 5 znázorňující čidlo z obr. 1 až 3 umístěné v okenním žlábku;

Obr. 7 je půdorys znázorňující jednu etapu konstrukce modifikovaného tvaru čidla z předešlých vyobrazení;

Obr. 8 odpovídá obr. 7, avšak je konečným pohledem znázorňujícím poslední etapu konstrukce čidla z obr. 7;

Obr. 9 je konečný pohled na další modifikaci čidla;

Obr. 10 je pohled zdola na horní část čidla z obr. 9;

Obr. 11 je půdorys druhé části čidla z obr. 9; a

Obr. 12 odpovídá obr. 6, avšak znázorňuje čidlo z obr. 9-11 umístěné v okenním žlábku.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1, 2 a 3 je znázorněno jedno z čidel 5. Čidlo je neurčené délky a předem dané šířky. V reakci na sílu, která na něj působí v jednotlivých bodech buď podél jeho větších povrchů a v kolmém směru, anebo alespoň příčně k těmto povrchům, generuje elektricky detekovatelný signál způsobem, který bude popsán níže.

Jak ukazuje obr. 1, čidlo má horní obdélníkovou krycí vrstvu 10, která je vytvořena z pružného elektricky izolujícího materiálu a rozprostírá se po celém horním povrchu (jak vidno na obr. 1) čidla. Krycí vrstva 10 nese rozpěrky 12A a 12B z elektricky izolujícího materiálu, které jsou rozmístěny v intervalech podél krycí vrstvy, jak bude dále podrobněji popsáno s odkazem na obr. 2. Kromě toho spodní strana krycí vrstvy 10 nese elektricky vodivý pásek 14 probíhající celou délkou čidla. Čidlo 5 má rovněž spodní čili základní vrstvu 16 , která je opět zhotovena z elektricky izolujícího, ohebného a pružného materiálu. Zaujímá celý dolní povrch (jak vidno na obr. 1) čidla. Vrstva 16 nese na svém horním povrchu podélně • · · · ·· · · ·· ·· ··· probíhající elektricky vodivý pásek 18, který stejně jako vodivá vrstva 14 probíhá po celé délce čidla.

Obr. 2 je pohled na spodní stranu krycí vrstvy 10 sejmuté z čidla. Obr. 2 znázorňuje, jak jsou rozpěrky 12A, 12B rozmístěny v intervalech po délce čidla a střídavě vůči sobě napříč krycí vrstvy JO.

Obr. 3 je půdorys základní vrstvy 16 sejmuté z čidla.

Působí-li na krycí vrstvu JO síla ve směru šipky A (obr. 1), vrstva 10 se prohne a vodivý pásek 14 bude tlačen do kontaktu s vodivým páskem 18. To ovšem předpokládá, že základní vrstva 16 je vhodně podepřena. Podobně, zapůsobí-li síla ve směru šipky B, vrstva 16 se prohne a opět dochází ke kontaktu mezi vodivými pásky 14 a 18 (za předpokladu, že krycí vrstva JO je správně podepřena). Připojí-li se vodivé pásky J4 a 18 ke vhodnému zdroji elektrického proudu, je tedy při vzájemném kontaktu vodivých pásků 14 a 18 generován elektrický signál. Tímto způsobem může čidlo 5 vydávat elektrický signál v odezvě na sílu působící v podstatě na libovolném místě po celé délce čidla.

Rozpěrky 12A, 12B v kombinaci s pružností krycí vrstvy JO zajišťují, že mezi pásky 14 a 18 není za normálních okolností žádný kontakt. Rozpěrky 12A, 12B a vodivé pásky 14, 18 jsou přednostně vytvořeny na vrstvách 10 a 16 technologií tištěných spojů. Rozpěrky 12 mají na obr. 1 a obr. 2 obdélníkový tvar v půdorysu i průřezu. Mohou však být jakéhokoliv vhodného tvaru.

Jak je znázorněno na obr. 4, motorové vozidlo má dveře nesoucí okenní rám 42, ve kterém je okenní sklo 44 posuvné nahoru a dolů. Okenní sklo 44 je zvedáno a spouštěno elektrickým motorkem, jehož funkce je ovládána osobou ve vozidle. Obr. 5 znázorňuje průřez okenním rámem 42, obsahujícím tuhý montážní žlábek 46 nesený vnitřním členem 48 a vnějším členem 49 rámu. V montážním žlábku 46 spočívá těsnící a vodící žlábek 50 mající boční stěny 50A a 50B. Okenní vodící žlábek 50 může být zhotoven z protlačovaného nebo litého ohebného materiálu jako je guma nebo plast. Periťemí okraje bočních stěn žlábku mají ven přečnívající jazyky 52 a 54, které přečnívají přes odpovídající okraje montážního žlábku 46. Poblíž dna žlábku 50 se nacházejí další ven směřující jazyky 56 a 58, které zapadají do oblastí zakončení přehnutí článků rámu 48 a 49 a pružně drží žlábek 50 uvnitř montážního žlábku 46.

Žlábek 50 má rovněž jazyky 60 a 62 které vyčnívají přes ústí žlábku a další vnitřní jazyk 64 poblíž dna žlábku. Obr. 5 znázorňuje okenní sklo 44 jež, jak se zvedá ke své poloze • · · · ·· ·· · · ·· ··· “zavřeno“, zapadá do žlábku 50 s vnějšími povrchy jazyků 60 a 62 orientovaným proti protilehlým plochám skla a s jazykem 64 orientovaným proti hraně skla. Povrchy jazyků 60, 62, 64, které se dotýkají skla 44, mohou být pokryty těsnící textilní vrstvou 66 nebo podobným materiálem.

Uvnitř periferního okraje každé boční stěny žlábku 50 je uloženo jedno z čidel 5 (podle obr. 1 až 3) jako jednotka tak, aby probíhalo v délce rovné alespoň části žlábku 50; přednostně každé čidlo 5 probíhá tou částí žlábku 50, která vede podél horní strany okenního otvoru a podél “A“ sloupku vozidla dolů k oblasti zpětného zrcátka. Na obr. 5 jsou čidla 5 znázorněna pouze schematicky.

Obr. 6 znázorňuje zvětšený pohled na oblast “X“ z obr. 5, a ukazuje, jak je Čidlo umístěno uvnitř duté komůrky 70 v materiálu boční stěny 50A žlábku 50. Komůrka 70 má obecně rovinnou horní vnitřní stěnu, která dosedá k vnějšímu povrchu krycí vrstvy 10 čidla 5. Avšak na svém spodním povrchu má komůrka 70 podélně se táhnoucí hřbet 71, který se dotýká spodního povrchu základní vrstvy 16 a vytváří tak podélně probíhající drážky 74, 76. Jestliže se nějaká překážka, jako je část lidského těla, vyskytne v okenním otvoru, když je okenní sklo 44 (obr. 5) staženo nebo částečně staženo, a okno se dá do pohybu vzhůru zapnutím ovládacího motorku, překážka bude nesena vzhůru zavírajícím se okenním sklem a vyvine sílu F působící na venkovní povrch 78 materiálu boční stěny 50A žlábku 50. Tato síla bude přenášena materiálem žlábku na hřbet 71 a způsobí, že se základní vrstva 16 prohne, takže se vodivý pásek 18 dostane do elektrického kontaktu s vodivým páskem 14. Tím bude generován elektricky detekovatelný řídící signál, jenž může být použit k okamžitému zablokování napájení motorku ovládajícího pohyb okenního skla, přednostně s následnou reverzací chodu motorku, aby se překážka spuštěním okenního skla uvolnila. Konstrukce čidla 5 na protější straně 50B žlábku 50 je stejná.

Jak je znázorněno na obr. 5, základna žlábku 50 obsahuje dvě podélně vedoucí komůrky 72 pro zvýšení poddajnosti bočních stěn žlábku. Tato přídavná poddajnost zajišťuje, že na překážku v okně působí jen malá reaktivní síla během velmi krátké doby, po kterou okno může pokračovat v zavírání poté, co čidlo 5 generovalo řídící signál. Samozřejmě poddajnost boční stěny nesmí být tak velká, aby snižovala citlivost čidla. Duté komůrky 72 mohou být vynechány.

Uspořádání podle obr. 6 je výhodné v tom, že bude nejen detekovat sílu F působící na malou část celkové plochy povrchu 78 (např. vsunutím prstu do okenního otvoru), ale rovněž sílu působící na rozlehlou plochu povrchu 78 (např. lidskou paží nebo hlavou). Je to způsobeno tím, že čidlo 5 nemá elektricky izolující rozpěrky napříč celé šířky výše uvedeného povrchu (např. v intervalech po délce čidla), takže nic nebrání takové velkoplošně působící síle, aby prostřednictvím hřbetu 71 uvedla vodivý pásek 18 do kontaktu s vodivým páskem

14.

Obr. 7 a 8 ukazují, jak lze s výhodou zhotovit čidlo, jehož obvyklý tvar je znázorněn na obr. 1 až 3. U čidla z obr. 7 a 8 jsou oddělené elektricky izolující vrstvy 10 a 16 nahrazeny jedinou pružnou a ohebnou elektricky izolující vrstvou 80. Přednostně technologií tištěných spojů (či jinou vhodnou technologií) jsou vytvořeny na horním povrchu vrstvy 80 dvě řady elektricky izolujících rozpěrek 12A, 12B , jedna řada těsně přiléhající k hraně 82 vrstvy 80 a druhá řada nacházející se mezi hranou 82 a osou 84 vrstvy 80. Rozpěrky 12A, 12B jsou opět rozmístěny po délce čidla vůči sobě střídavě.

Elektricky vodivý pásek 18 odpovídající pásku 18 čidla 5 z obr. 1 až 3, je vytvořen na horním povrchu vrstvy 80 mezi rozpěrkami 12A a 12B. Užší elektricky vodivý pásek 14 odpovídající pásku 14 čidla 5 z obr. 1 až 3 je vytvořen na horním povrchu vrstvy 80 uprostřed mezi podélnou osou 84 vrstvy 80 a hranou 86. Pak je vrstva 80 ohnuta podél své osy 84 tak, že jedna polovina vrstvy 80 je nad druhou polovinou ve vzdálenosti rozpěrek 12. Výsledkem uvedené operace je čidlo 88 znázorněné na obr. 8. Toto Čidlo lze použít stejným způsobem, jaký byl popsán výše v souvislosti s obr. 1 až 3 a obr. 4 až 6.

Obr. 9-11 znázorňují další modifikované provedení čidla. U čidla 89 podle obr. 9-11 má horní vrstva 90, zhotovená z pružného a ohebného elektricky vodivého materiálu, úzké podélně probíhající hraniční pruhy 92 a 94 elektrické izolace a nese elektricky izolující rozpěrku 96. Kromě toho má čidlo spodní čili základní vrstvu 98, zhotovenou opět z pružného a ohebného elektricky vodivého materiálu a s úzkými podélně probíhajícími hraničními pruhy 100 a 102 elektrické izolace. Obr. 10 znázorňuje pohled zdola na spodní stranu vrstvy 90, a obr. 11 půdorys vrstvy 98.

Obr. 12 odpovídá obr. 6 a znázorňuje možné umístění čidla 89 podle obr. 9-11 jako jednotky uvnitř duté komůrky v materiálu stěny žlábku 50 (obr. 5) pro okenní sklo dveří motorového vozidla.

Jak vidno na obr. 12, dutá komůrka 104 na obr. 11 se liší od duté komůrky 70 z obr. 6 v tom, že komůrka 104 má podélně probíhající drážky nebo vybrání 106, 108 namísto podélně probíhajícího hřbetu 71 na obr. 6. Vnitřní povrch komůrky 104 se tudíž dotýká čidla • · v podélně probíhajících oblastech 109, 110, 111 a 112. Uvnitř komůrky 104 pružnost vrstev 90, 98 spolu s elektricky izolující rozpěrkou 96 zajišťují, že vodivé oblasti vrstev 90 a 98 jsou za normálních okolností od sebe vzdáleny. Avšak, v reakci na sílu F vyvinutou na povrch 78 ohebného materiálu překážkou přítomnou v okenním otvoru během zavírání okna (způsobem vysvětleným ve spojitosti s obr. 6), materiál okenního žlábku v oblastech 111 a 112 po každé straně drážky 108 umožní vodivé ploše spodní vrstvy 98 čidla kontakt s částí vodivé plochy horní vrstvy 90 a tím generování elektrického signálu. Toto provedení čidla rovněž reaguje nejen na sílu F působící na malou část povrchu 78, nýbrž i na sílu působící na jeho velkou část.

Úzké izolační pruhy 92, 94, 100, 102 zabraňují neúmyslnému vzájemnému doteku vrstev 90, 98.

Claims (19)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Podélně uspořádané čidlo reagující na sílu, zahrnující první podélně probíhající elektricky vodivé prostředky tvaru pásku (14; 90) definující prvou podélnou souvislou elektricky vodivou oblast, druhé podélně probíhající elektricky vodivé prostředky tvaru pásku (18; 98) definující druhou podélnou souvislou elektricky vodivou oblast, při čemž tyto prostředky tvaru pásku jsou sestaveny tak, že uvedené dvě oblasti se nacházejí nad sebou a jsou za normálních okolností od sebe pružně odděleny elektricky izolujícími rozpěmými prostředky (12A, 12B; 96) umístěnými mezi uvedenými dvěma prostředky tvaru pásku (14, 18; 90, 98), obě oblasti lze ohýbat na této poddajnosti vůči sobě navzájem působením síly předem stanovené velikosti, takže dochází k doteku alespoň části jedné z oblastí (14; 90) a odpovídajícího protějšku druhé oblasti (18; 98), vyznačující se tím, že prostředky (71; 109-112), na něž působí síla, jsou uspořádány tak, aby na místech bez rozpěmých prostředků (12A, 12B; 96) aplikovaly předem stanovenou sílu.
2. 2. Čidlo uspořádané podle nároku 1 vyznačující se tím, že každý elektricky vodivý prostředek tvaru pásku (14, 18) je umístěn na příslušné nosné vrstvě (10, 16).
3. 3. Čidlo uspořádané podle nároku 2 vyznačující se tím, že každá nosná vrstva (10, 16) je vytvořena z ohebného a pružného, elektricky izolujícího materiálu.
4. 4. Čidlo uspořádané podle jakéhokoliv předchozího nároku vyznačující se t í m, že prostředky reagující na sílu obsahují ohebný materiál, uvnitř kterého je vymezen podélně probíhající dutý objem (70; 104) pro detekci řečené předem stanovené síly, působící vně dutého objemu (70; 104) na ohebný materiál, při čemž oba prostředky tvaru pásku (14, 18; 90, 98) a rozpěmé prostředky (12A, 12B; 96) jsou umístěny uvnitř dutého objemu (70; 104) tak, že působící síla částečně stlačuje dutý objem a vyvíjí předem stanovenou sílu.
5. 5. Čidlo uspořádané podle nároku 1 vyznačující se tím, že zahrnuje nad sebou se nacházející, podélně probíhající první a druhou nosnou vrstvu (10, 16) pružného materiálu nesoucí příslušné první a druhé elektricky vodivé prostředky tvaru pásku (14,

   18), a elektricky izolující rozpěmé prostředky (12A, 12B) obsahující elektricky izolující prostředky oddělující první a druhou vrstvu od sebe tak, že se tyto vrstvy mohou vůči sobě pohybovat v odezvě na řečenou předem stanovenou sílu.
6. 6. Čidlo uspořádané podle nároku 5 vyznačující se tím, že první a druhá vrstva (10, 16) jsou obecně rovinné a tím, že prostředky reagující na sílu zahrnují ohebný materiál vymezující dutý vnitřní objem (70), ve kterém jsou vrstvy (10, 16), oba prostředky tvaru pásku (14, 18) a rozpěrky (12A, 12B) umístěny, jedna podélně probíhající vnitřní stěna dutého objemu definující podélnou část povrchu (71) vyčnívající více dovnitř dutého objemu 70) než sousední části povrchu (74, 76), vyčnívající část povrchu (71) reagující na vnější sílu působící na předurčenou plochu ohebného materiálu aplikací předem stanovené síly na jednu z vrstev (10, 16) tak, že se ona vrstva (10, 16) vůči druhé vrstvě (10, 16) prohne a způsobí kontakt mezi oběma řečenými prostředky tvaru pásku (14, 18).
7. 7. Čidlo uspořádané podle nároku 4 nebo 6 vyznačující se tím, že ohebný materiál je umístěn podél rámu (42) otvoru uzavíratelného posuvným uzavíracím členem (44) ovládaným motorkem, tím překážka vyskytující se v otvoru je nesena směrem k rámu (42) posouvaným uzavíracím členem (44), aby vyvinula vnější sílu na ohebný materiál a pomocí prostředků reagujících na kontakt způsobený touto sílou mezi vodivými oblastmi generovala signál indikující tuto překážku.
8. 8. Čidlo uspořádané podle nároku 7 vyznačující se tím, že má ovládací prostředky reagující na signál indikující překážku, k zastavení motorkem ovládaného pohybu uzavíracího členu (44).
9. 9. Čidlo uspořádané podle jakéhokoliv předchozího nároku vyznačující se tím, že elektricky izolující rozpěmé prostředky sestávají z mnoha jednotlivých izolujících prostředků (12A, 12B) rozmístěných s mezerami mezi sebou podél prostředků tvaru pásku (14, 18).
10. 10. Čidlo uspořádané podle nároku 9 vyznačuj ící se tím, že jednotlivé izolující prostředky (12A, 12B) jsou umístěny podél uvedených oblastí a na jejich protilehlých stranách.

    • · · · ·· ···· ·· » · · · · · ··· ···· ·« « ·· ·· · · · ··· · • · · · ·· ·« · · ·· ···
11. 11. Čidlo uspořádané podle nároku 10 vyznačující se tím, že každý jednotlivý izolující prostředek (12A) na jedné straně oblasti je protilehlý mezeře mezi dvěma jednotlivými izolujícími prostředky (12B) na druhé straně oblasti.
12. 12. Čidlo uspořádané podle jakéhokoliv z nároků 1 až 8 vyznačující se tím, že elektricky izolující rozpěmé prostředky (96) probíhají po délce čidla mezi elektricky vodivými prostředky tvaru pásku (90, 98), oddělujíce tyto prostředky od sebe.
13. 13. Čidlo uspořádané podle jakéhokoliv předchozího nároku vyznačující se tím, že uvedené dva prostředky tvaru pásku (14, 18; 90, 98) a rozpěmé prostředky (12A, 12B; 96) tvoří společně jednotku.
14. 14. Čidlo uspořádané podle nároku 1 nebo 2vyznačující se tím, že oba prostředky tvaru pásku (14, 18; 90, 98). rozpěmé prostředky (12A, 12B; 96) a nosné vrstvy (10, 16) tvoří společně jednotku.
15. 15. Čidlo uspořádané podle nároku 4vyznačující se tím, že oba prostředky tvaru pásku (14, 18; 90, 98) a rozpěmé prostředky (12A, 12B; 96)jsou umístěny v dutém objemu jako vyjímatelná jednotka.
16. 16. Čidlo uspořádané podle nároku 6 vyznačující se t í m, že oba prostředky tvaru pásku (14, 18; 90, 98), rozpěmé prostředky (12A, 12B; 96) a nosné vrstvy (10, 16) jsou umístěny v dutém objemu jako vyjímatelná jednotka.
17. 17. Bezpečnostní systém pro detekci překážky v zarámovaném otvoru uzavíratelném motorkem ovládaným posuvným uzavíracím členem (44) vyznačující se tím, že má čidlo uspořádané podle jakéhokoliv předchozího nároku umístěné na rámu (42) otvoru nebo sousedící s rámem (42) a umístěné tak, že je na toto čidlo vyvíjena předem stanovená síla , je-li uvnitř otvoru překážka nesená směrem k rámu (42) posuvem uzavíracího členu (44), a má ovládací prostředky reagující na řečený kontakt mezi elektricky vodivými oblastmi za účelem zastavení motorkem ovládaného pohybu uzavíracího členu.
18. 18. Systém podle nároku 17 vyznačující se tím, že má ohebný a těsnící žlábek (50) umístěný na rámu (42), do nějž zapadá okraj uzavíracího členu (44), který vstupuje • · ··· · · · • · · · * · • · * · · do ústí žlábku vymezeného mezi rovnoběžnými, podélně probíhajícími periferními okraji bočních stěn (50A, 50B) žlábku (50), při čemž je uspořádané čidlo umístěno ve žlábku tak, aby probíhalo podélně jedním z periferních okrajů nebo v jeho těsném sousedství.
19. 19. Systém podle nároku 18vyznačující se tím, že má další podobně uspořádané čidlo analogicky umístěné ve žlábku tak, aby probíhalo podélně druhým periferním okrajem nebo v jeho těsném sousedství.