DE10129961A1

DE10129961A1 - Sicherheitsvorrichtung für automatische Schließvorrichtungen

Info

Publication number: DE10129961A1
Application number: DE10129961A
Authority: DE
Inventors: Michael Klein
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für automatische Schließvorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeugfenster, mit zumindest einem motorisch angetriebenen Schiebeelement mit einer im geschlossenen Zustand an einem Gegenelement anliegenden Kontaktkante, wobei am Gegenelement oder an der Kontaktkante eine im geschlossenen Zustand entlang der Kontaktfläche zwischen Schiebeelement und Gegenelement verlaufende, elastisch verformbare Leiste angebracht ist, die zumindest einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal enthält, an dessen einem Ende sich ein akustischer Sender und an dessen anderem Ende sich ein akustischer Empfänger befindet, und durch ein Zusammendrücken des Kanals die Intensität gesendeter und durch den Kanal verlaufender Schallwellen am Empfänger reduzierbar ist, wobei bei Unterschreiten eines vorbestimmten Intensitätsschwellwertes eine Signalauslöseschaltung beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für automatische Schließvorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeugfenster, mit zumindest einem motorisch angetriebenen Schiebeelement mit einer in geschlossenem Zustand an einem Gegenelement anliegenden Kontaktkante.

Grundsätzlich sind derartige Sicherheitsvorrichtungen für automatische Schließvorrichtungen bekannt. Ein typischer Zweck dieser Sicherheitsvorrichtungen ist dabei die Vermeidung eines Einklemmens eines Gegenstandes oder einer Person zwischen dem Gegenelement und dem Schiebeelement.

In bekannten Sicherheitsvorrichtungen läßt sich dazu beispielsweise der Strom eines Elektro-Antriebsmotors für ein Schließelement, z. B. ein Kraftfahrzeugfenster, überwachen und der Anstieg des Motorstromes bei Einklemmen des Gegenstandes oder der Person zur Signalgabe an eine die Schließbewegung unterbrechende Schutzschaltung verwenden.

Nachteil einer solchen Sicherheitsvorrichtung ist jedoch ihr hohes Ansprechmoment, so daß nicht verhindert werden kann, daß auf den vor dem Einklemmen zu schützenden Gegenstand oder auf ein Körperteil einer Person bereits eine erhebliche Klemmkraft ausgeübt wird, bevor die Sicherheitsvorrichtung anspricht.

Weiterhin wird die zuverlässige Funktion einer solchen Sicherheitsvorrichtung durch andere, den mechanischen Widerstand des Schließelementes vergrößernde Faktoren beeinträchtigt. So können beispielsweise Alterungserscheinungen, mangelnde Schmierung, tiefe Temperaturen, auf dem Schiebeelement befindliches Eis oder Schnee zu einer erhöhten Stromaufnahme des Elektro-Antriebsmotors führen und in einer irrtümlichen Aktivierung der Sicherheitsvorrichtung resultieren.

Weiterhin sind Sicherheitsvorrichtungen mit einer an einer Schließkante angeordneten elastischen elektrischen Schaltleiste bekannt, die zwei isoliert und elastisch auf Abstand gehaltene, metallische Kontaktbänder aufweist, die bei Druckausübung in elektrische Berührung kommen und dadurch ein Antriebs-Stop- oder -Umkehrsignal erzeugen.

Mit derartigen elastischen Schaltleisten lassen sich jedoch nur begrenzte Biegeradien erreichen, so daß derartige Sicherheitsvorrichtungen nicht an beliebig gekrümmten Schließkanten anbringbar sind. Als weiterer Nachteil erweist sich bei diesen Sicherheitsvorrichtungen die relativ aufwendige Montage sowie ein je nach Montage hohes Ansprechmoment der Sicherheitsvorrichtung.

Bekannt sind außerdem Sicherheitsvorrichtungen, bei denen mittels eines Lichtsenders und -empfängers die Ausbreitung eines Lichtstrahls in einem sich entlang der Kontaktfläche zwischen Schiebeelement und Gegenelement erstreckenden Hohlraum überwacht wird, wobei sich der Hohlraum in einer elastischen Gummiprofilleiste befindet. Wird der Lichtstrahl durch ein Zusammendrücken der Gummiprofilleiste unterbrochen, so ist der Schließvorgang der Schließvorrichtung unterbrechbar oder umkehrbar.

Als nachteilig erweist sich bei derartigen optischen Sicherheitsvorrichtungen, daß diese in ihren Biegeradien begrenzt sind. Ist die Gummiprofilleiste zu stark gekrümmt, so gelangt nicht ausreichend Licht vom Sender zum Empfänger. Weiterhin ist die Herstellung einer geeigneten Gummiprofilleiste aufwendig, da die Wände des Hohlraumes für eine gute Lichtleitung bzw. -reflexion mit einer glänzenden bzw. reflektierenden Schicht beschichtet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, zuverlässige und vielseitig einsetzbare Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Sicherheitsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, daß am Gegenelement oder an der Kontaktkante eine im geschlossenen Zustand entlang der Kontaktfläche zwischen Schiebeelement und Gegenelement verlaufende, elastisch verformbare Leiste angebracht ist, die zumindest einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal enthält, an dessen einem Ende sich ein akustischer Sender und an dessen anderem Ende sich ein akustischer Empfänger befindet, daß durch ein Zusammendrücken des Kanals die Intensität gesendeter und durch den Kanal verlaufender Schallwellen an Empfänger reduzierbar ist und daß bei Unterschreiten eines vorbestimmten Intensitätsschwellwertes eine Signalauslöseschaltung beaufschlagbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung werden alle oben genannten Nachteile bekannter Sicherheitsvorrichtungen überwunden. Aufgrund der Verwendung von Schallwellen läßt sich nämlich die elastisch verformbare Leiste in beliebig engen Biegeradien biegen, da sich die Schallwellen im Gegensatz zu Lichtstrahlen auch bei kleinen Biegeradien gut fortpflanzen. Dies eröffnet die Möglichkeit zur Verwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung in Schließvorrichtungen mit stark gekrümmten Kontaktkanten, beispielsweise bei Kraftfahrzeugfenstern deren Konturlinien kleine Biegeradien besitzen.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen elastisch verformbaren Leiste ist einfach zu realisieren, da für die Leitung der Schallwellen keine glänzend oder andersartig lichtreflektierend beschichteten Oberflächen benötigt werden. Dies ermöglicht darüber hinaus die Verwendung beliebiger elastisch verformbarer Materialien.

Durch die Wahl des Leistenmaterials läßt sich auch die Ansprechempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung relativ frei einstellen. Sehr weiches Material führt dabei zu einer sehr hohen Ansprechempfindlichkeit, während härteres Material einen höheren Druck zur Deformation der Leiste und damit zur Störung der Ausbreitung der Schallwellen voraussetzt.

Zusätzlich ist die Ansprechempfindlichkeit außerdem durch die Wahl des vorbestimmten Intensitätsschwellwertes einstellbar. Ein höherer Intensitätsschwellwert führt dabei zu einer höheren Ansprechempfindlichkeit der Sicherheitsvorrichtung.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben.

So kann nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mittels der Signalauslöseschaltung der Schließvorgang unterbrechbar oder umkehrbar sein. Auf diese Weise wird die Beschädigung bzw. die Verletzung von zwischen dem Schiebeelement und dem Gegenelement eingeklemmten Gegenständen bzw. Personen verhindert.

Bei Umkehrung des Schließvorgangs wird der/die eingeklemmte Gegenstand/Person unmittelbar nach dem Einklemmen sogar wieder freigegeben. Ein Gegenstand bzw. ein Körperteil einer Person läßt sich daher sofort wieder aus der Schließvorrichtung entfernen, wodurch im Falle eines eingeklemmten Körperteils beispielsweise eine panikartige Reaktion vermeidbar ist.

Bevorzugt ist durch den zumindest einen Kanal, den Sender und den Empfänger ein zumindest im wesentlichen abgeschlossener Hohlraum gebildet. Dies bewirkt, daß bei unverformter Leiste praktisch alle ausgesandten Schallwellen zum Empfänger gelangen können, und kein Leistungsverlust nach außen auftreten kann. Zudem wird das Eindringen eines Fremdkörpers, der den Kanal verstopfen und die Funktion der Sicherheitsvorrichtung beeinträchtigen würde, vermieden, so daß im unbelasteten und damit unverformten Zustand der Sicherheitsvorrichtung eine ungestörte Ausbreitung der Schallwellen in der elastisch verformbaren Leiste gewährleistet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die elastisch verformbare Leiste zumindest zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kanäle enthält, die über einen akustischen Trichter durch den Sender beaufschlagbar und über einen akustischen Trichter mit dem Empfänger verbunden sind. Eine derartige Anordnung erhöht die Sicherheit der Sicherheitsvorrichtung, da bei Verwendung zweier Kanäle die Schallwellen entweder entlang des einen, des anderen oder beider Kanäle laufen können. Ist die Ausbreitung der Schallwellen in einem Kanal aufgrund einer Fehlfunktion behindert, so ist die Sicherheitsvorrichtung dennoch funktionstüchtig und die Signalauslöseschaltung durch Deformation des anderen Kanals aktivierbar.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elastisch verformbare Leiste sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Kontaktfläche zwischen Schiebeelement und Gegenelement erstreckt. Auf diese Weise wird durch die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung der gesamte Bereich der Schließvorrichtung erfaßt, in dem ein potentielles Einklemmen eines Gegenstandes oder eines Körperteils auftreten kann.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die elastisch verformbare Leiste knickfrei einfach oder mehrfach gebogen, insbesondere entlang einer geschwungenen Kraftfahrzeugfensteröffnung verlaufen. Möglich ist aber auch ein geradliniger Verlauf. Dies ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung in den unterschiedlichsten Schließvorrichtungen, beispielsweise in unterschiedlichen Kraftfahrzeugmodellen oder auch an Gebäudetüren.

Nach einer weiteren vorteilhaften baulichen Ausführung kann die elastisch verformbare Leiste ein Gummiprofil sein. Bevorzugt ist die elastisch verformbare Leiste aus einem nicht glänzenden Gummi gefertigt. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der elastisch verformbaren Leiste mit geringem wirtschaftlichen Aufwand. Bei Kraftfahrzeugfenstern können beispielsweise übliche, ohnehin vorhandene Dichtgummiprofile ohne jegliche Modifikation verwendet werden.

Bevorzugt sind die Schallwellen Ultraschallwellen, da diese vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen werden, so daß durch die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung keine störenden Nebengeräusche verursacht werden. Darüber hinaus können sich vor allem Ultraschallwellen aufgrund ihrer kleinen Wellenlänge besonders gut in Kanälen mit sehr kleinen Biegeradien ausbreiten.

Vorteilhafterweise ist das Schiebeelement als Kraftfahrzeugfenster, Kraftfahrzeugtür, Kraftfahrzeugschiebedach, Kraftfahrzeugschiebehebedach, Kraftfahrzeugheckklappe, Gebäudefenster oder Gebäudetür ausgebildet.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung in einem Kraftfahrzeugfenster in Seitenansicht;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht einer elastisch verformbaren Leiste mit einem Kanal; und
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer elastisch verformbaren Leiste mit zwei Kanälen.
Fig. 1 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung in einem automatisch schließbaren Fenster 10 einer Kraftfahrzeugtür 12. Das Schiebeelement 14 ist als eine transparente, etwa trapezförmige Glasscheibe ausgebildet, die durch einen mittels einer Antriebssteuerung 16 gesteuerten Antrieb 18, wie z. B. einen Elektromotor, über ein nur schematisch dargestelltes Getriebe 20 oder einen Seilzug in Schließ- bzw. Öffnungsrichtung 22 bewegbar ist.
Die schräg nach oben verlaufenden, seitlichen Kanten 24, 26 sowie die obere, etwa waagerecht verlaufende Kante 28 des Schiebeelements 14 bilden eine Kontaktkante 30, mit der das Schiebeelement 14 im geschlossenen Zustand des Fensters 10 an den Kontaktbereich 32 des Gegenelements 34 grenzt, das in diesem Fall durch den Rahmen des Kraftfahrzeugfensters gebildet ist. Analog zum Schiebeelement 14 weist auch der Kontaktbereich 32 zwei schräg nach oben weisende Kontaktabschnitte 35, 36 und einen im wesentlichen waagerechten Kontaktabschnitt 38 auf, deren genaue Ausrichtung auf die der Kanten 24 bis 28 angepaßt ist.
Entlang des gesamten Kontaktbereiches 32 ist eine elastisch verformbare Leiste 40 angebracht, die aus einem Gummiprofil gefertigt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Gummiprofil 40 einen annähernd halbkreisförmigen Querschnitt auf, wobei im Inneren und in Längsrichtung über die gesamte Länge des Gummiprofils 40 ein Kanal 42 mit etwa ovalem Querschnitt verläuft.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können in dem Gummiprofil 40 auch zwei Kanäle 42' mit annähernd kreisförmigen Querschnitten etwa parallel zueinander verlaufen, wobei das Gummiprofil 40 einen annähernd rechteckigen Querschnitt aufweist. Durch einen ersten akustischen Trichter (nicht gezeigt) können in diesem Fall in beide Kanäle gleichzeitig durch einen Sender 46 Ultraschallwellen abgestrahlt und durch einen zweiten akustischen Trichter (nicht gezeigt) auf einen Empfänger 50 geleitet werden.
Sollte die Fortpflanzung der akustischen Wellen in einem der beiden Kanäle 42 durch beispielsweise einen Fremdkörper oder durch eine äußere Beschädigung des Kanals behindert sein, so ist eine zuverlässige Funktion der Sicherheitsvorrichtung weiterhin durch den anderen Kanal 42 gewährleistet.
In Fig. 1 ist zu sehen, daß an einem Ende 44 der elastisch verformbaren Leiste 40 der Ultraschallsender 46 und an dem anderen Ende 48 der Ultraschallempfänger 50 angebracht ist. Dabei sind der Ultraschallsender 46 und der Ultraschallempfänger 50 derart an dem Ein- und dem Ausgang des in der Leiste 40 befindlichen Kanals 42 bzw. der in der Leiste 40 befindlichen Kanäle 42' angeordnet, daß der Kanal 42, 42 als abgeschlossener Hohlraum ausgebildet ist. Geeignete Ultraschallsender 46 und -empfänger 50 sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und werden deshalb hier nicht näher beschrieben.
Durch den Ultraschallsender 46 werden Ultraschallwellen in den Kanal 42, 42' abgestrahlt, in dem sie sich über die gesamte Länge der elastisch verformbaren Leiste 40 fortpflanzen können. Durch den Ultraschallempfänger 50 wird die Intensität der empfangenen Ultraschallwellen detektiert und durch eine Auswerteeinrichtung 52 ausgewertet. Die Auswerteeinrichtung 52 kann beispielsweise einen Mikroprozessor aufweisen, in dem ein vorbestimmter Intensitätsschwellwert abspeicherbar ist und durch den die erfaßte Intensität der empfangenen Ultraschallwellen mit dem abgespeicherten Intensitätsschwellwert vergleichbar ist.
Wird durch Einklemmen eines Gegenstandes, beispielsweise eines Körperteils, zwischen Schiebeelement 14 und Fensterrahmen 34 die elastisch verformbare Leiste 40 und somit der Kanal 42, 42' zusammengedrückt, so werden die Ultraschallwellen in Ihrer Ausbreitung entlang des Kanals 42, 42' behindert und die Intensität der Ultraschallwellen am Empfänger 50 reduziert. Im Falle zweier Kanäle 42' ist dazu das Zusammendrücken beider Kanäle 42' nötig.
Unterschreitet die Intensität aufgrund zusammengedrückter Kanäle 42, 42' den vorbestimmten Intensitätsschwellwert, so beaufschlagt die Auswerteeinrichtung 52 eine nur schematisch dargestellte Signalauslöseschaltung 54. Die Signalauslöseschaltung 54 kann beispielsweise als Relais oder als Transistor ausgebildet sein und ist über eine elektrische Leitung 56 mit der Antriebssteuerung 16 verbunden.
Wird durch die Aktivierung der Signalauslöseschaltung 54 ein Warnsignal an die Antriebssteuerung 16 übermittelt, so führt dies zu einer Unterbrechung des Schließvorgangs, indem beispielsweise der Elektromotor 18 von seiner Stromversorgung getrennt wird. Bei entsprechender Einrichtung der Antriebssteuerung 16 ist auch eine unmittelbar auf den Abbruch folgende Umkehr des Schließvorgangs denkbar. Bezugszeichenliste 10 Fenster
12 Kraftfahrzeugtür
14 Schiebeelement
16 Antriebssteuerung
18 Antrieb
20 Seilzug
22 Schließrichtung
24 Kante
26 Kante
28 Kante
30 Kontaktkante
32 Kontaktbereich
34 Gegenelement
35 Kontaktabschnitt
36 Kontaktabschnitt
38 Kontaktabschnitt
40 elastisch verformbare Leiste
42, 42' Kanal
44 Ende
46 Ultraschallsender
48 Ende
50 Ultraschallempfänger
52 Auswerteeinrichtung
54 Signalauslöseschaltung
56 elektrische Leitung

Claims

1. Sicherheitsvorrichtung für automatische Schließvorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeugfenster (10), mit zumindest einem motorisch angetriebenen Schiebeelement (14) mit einer im geschlossenen Zustand an einem Gegenelement (34) anliegenden Kontaktkante (30), dadurch gekennzeichnet,
daß am Gegenelement (34) oder an der Kontaktkante (30) eine im geschlossenen Zustand entlang der Kontaktfläche zwischen Schiebeelement (14) und Gegenelement (34) verlaufende, elastisch verformbare Leiste (40) angebracht ist, die zumindest einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal (42, 42) enthält, an dessen einem Ende (44) sich ein akustischer Sender (46) und an dessen anderem Ende (48) sich ein akustischer Empfänger (50) befindet,
daß durch ein Zusammendrücken des Kanals (42, 42') die Intensität gesendeter und durch den Kanal (42, 42') verlaufender Schallwellen am Empfänger (50) reduzierbar ist und
daß bei Unterschreiten eines vorbestimmten Intensitätsschwellwertes eine Signalauslöseschaltung (54) beaufschlagbar ist.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Signalauslöseschaltung (54) der Schließvorgang unterbrechbar oder umkehrbar ist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den zumindest einen Kanal (42, 42'), den Sender (46) und den Empfänger (50) ein zumindest im wesentlichen abgeschlossener Hohlraum gebildet ist.

4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbare Leiste (40) zumindest zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kanäle (42') enthält, die über einen akustischen Trichter durch den Sender (46) beaufschlagbar und über einen akustischen Trichter mit dem Empfänger (50) verbunden sind.

5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbare Leiste (40) sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Kontaktfläche zwischen Schiebeelement (14) und Gegenelement (34) erstreckt.

6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbare Leiste (40) knickfrei einfach oder mehrfach gebogen, insbesondere entlang einer geschwungenen Kraftfahrzeugfensteröffnung verläuft.

7. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbare Leiste (40) geradlinig verläuft.

8. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbare Leiste (40) ein Gummiprofil ist.

9. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbare Leiste (40) aus einem nichtglänzenden Gummi gefertigt ist.

10. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellen Ultraschallwellen sind.

11. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeelement (14) als Kraftfahrzeugfenster, Kraftfahrzeugtür, Kraftfahrzeugheckklappe, Gebäudefenster oder Gebäudetür ausgebildet ist.