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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Schaltleiste, insbesondere als Einklemmschutz für ein Kraftfahrzeug, die mit einem elastisch verformbaren Hohlprofilkörper versehen ist. Der Hohlprofilkörper weist eine Innenfläche auf, die einen Hohlraum umrandet und die wenigstens zwei voneinander beabstandete, elektrisch leitfähige Kontaktabschnitte aufweist. Ein erster Kontaktabschnitt ist mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Schaltvorsprung versehen, der in den Hohlraum hineinragt und der von einem zweiten Kontaktabschnitt beabstandet ist. Der erste Kontaktabschnitt und der Schaltvorsprung sind mit einer ersten elektrischen Ladung und der zweite Kontaktabschnitt ist mit einer zweiten elektrischen Ladung, die sich von der ersten Ladung unterscheidet, belegbar.
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Eine derartige Schaltleiste findet bei Kraftfahrzeugen beispielsweise im Bereich einer heb- und senkbaren Fensterscheibe Anwendung und dient als Sicherung gegen ein Einklemmen von Gegenständen oder Körperteilen beim Schließvorgang der Fensterscheibe. Dabei können die Schaltleisten in einer an einem Türrahmen befestigten Dichtung integriert sein.
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Grundsätzlich wird bei derartigen Einklemmschutzsystemen zwischen kapazitiven und taktilen Systemen unterschieden. Das taktile System erfordert eine Verformung des Hohlprofilkörpers in einem derartigen Ausmaß, dass der Hohlraum nahezu vollständig zusammengedrückt werden muss, so dass zwei an der inneren Wandung des Hohlprofilkörpers gegenüberliegend angeordnete Kontaktabschnitte in Kontakt kommen. Bei der kapazitiven Variante ist hingegen bereits eine geringere Verformung des Hohlprofilkörpers erforderlich, wobei die Kontaktabschnitte nicht in Kontakt kommen, sondern der Abstand zwischen den Kontaktabschnitten verändert wird und eine Änderung des durch die Kontaktabschnitte generierten elektrischen Feldes feststellbar und damit ein Schaltimpuls erzeugbar ist. Des Weiteren kann der Hohlprofilkörper lediglich einen Kontaktabschnitt aufweisen, wobei dann zwischen diesem Kontaktabschnitt und beispielsweise dem Türrahmen im Bereich des Fensterschachtes ein elektrisches Feld besteht und eine Änderung des elektrischen Feldes unabhängig von einer Verformung des Hohlprofilkörpers erfassbar ist.
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In der
DE 94 03 972 U1 ist eine Schaltleiste beschrieben, die als Kantenschutzprofil dient und durch einen elastisch verformbaren Hohlprofilkörper gebildet ist, der zwei durch eine Trennwand voneinander separierte Hohlräume aufweist. Der einer konvex gekrümmten Stirnfläche der Schaltleiste zugewandte Hohlraum ist annährend rinnenförmig ausgestaltet und weist zwei einander gegenüberliegende Kontaktflächen auf, die der Kontur des Hohlraumes folgen. Bei einer Annäherung der beiden Kontaktflächen kann ein Schaltimpuls zur Beendigung der Bewegung der Fensterscheibe erzeugt werden.
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Ferner ist in der
US 2004/0107640 A1 eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Schließelements, die mit einem Einklemmschutz versehen ist, offenbart. Der Einklemmschutz wird durch eine taktile Schaltleiste realisiert, die in einem Hohlprofilkörper angeordnet ist. Die Schaltleiste weist vier voneinander beabstandete Elektroden auf, die sich schraubenförmig entlang der Längsachse der Schaltleiste erstrecken. Die Elektroden können bei einer Verformung der Schaltleiste in Kontakt gelangen.
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Weiterhin ist aus der
DE 196 02 744 C2 eine als Einklemmschutz für kraftbetätigte Fensterscheiben von Kraftfahrzeugen geeignete Schaltleistenanordnung mit einem elastischen Hohlprofilkörper, der mit einem Hohlraum versehen ist, bekannt. Der Hohlraum ist im Querschnitt im Wesentlichen bogenförmig ausgestaltet und weist zwei voneinander beabstandete und gegenüberliegende, elektrisch leitfähige Kontaktbahnen auf. Eine der Kontaktbahnen ist mit drei Kontaktierungsvorsprüngen versehen. Bei einer Verformung des Hohlprofilkörpers nähern sich die Kontaktierungsvorsprünge einem jeweils zugehörigen Kontaktierungsbereich der gegenüberliegenden Kontaktbahn und kommen gegebenenfalls in Kontakt.
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Nachteilig ist bei den bekannten Schaltleisten, dass ein exakter Einbau unerlässlich ist, um einerseits die Funktionsfähigkeit an sich und die Genauigkeit der Ansprechzeit der Schaltleiste zu gewährleisten. Andererseits ist auch bei der Fertigung der Schaltleiste eine verhältnismäßig hohe Genauigkeit notwendig, da die Funktion der Schaltleiste bei einer nicht exakten Herstellung der Schaltleiste auch bei einer ordnungsgemäßen Montage nicht gegeben ist.
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Aufgabenstellung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltleiste anzugeben, die einfach herstellbar und unabhängig von einer bestimmten Vorzugsrichtung montierbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltleiste gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Innenfläche des Hohlprofilkörpers mindestens zwei elektrisch leitfähige und voneinander beabstandete Kontaktabschnitte aufweist, wobei sich an einen der Kontaktabschnitte mindestens ein Schaltvorsprung und an einen anderen Kontaktabschnitt mindestens ein anderer Schaltvorsprung anschließt. Die Schaltvorsprünge sind elektrisch leitfähig, voneinander beabstandet und ragen in den Hohlraum hinein. Wenigstens ein Schaltvorsprung eines Kontaktabschnittes ist in Richtung auf einen Schaltvorsprung eines anderen Kontaktabschnittes oder in Richtung auf den anderen Kontaktabschnitt annäherbar.
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Die erfindungsgemäße Schaltleiste beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer durch eine äußere Kraft hervorgerufenen Verformung der durch den Hohlraum gebildete Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltvorsprung und/oder zwischen dem ersten Schaltvorsprung und dem zweiten Kontaktabschnitt verändert wird. Um einen kapazitiven Einklemmschutz zu realisieren, kann diese Veränderung der relativen Lage der Schaltvorsprünge und Kontaktabschnitte als Änderung der durch die Schaltvorsprünge und/oder die Kontaktabschnitte aufgebauten Kapazität ausgewertet werden und daraufhin gegebenenfalls ein Steuersignal abgegeben werden. Ein taktiler Einklemmschutz ergibt sich hingegen dann, wenn durch die Verformung des Hohlprofilkörpers die Schaltvorsprünge untereinander in Kontakt kommen oder ein Schaltvorsprung eines Kontaktabschnittes mit einem anderen Kontaktabschnitt in Kontakt gelangt. Infolge der Kontaktierung wird ein Schaltkreis geschlossen und dadurch ein Steuersignal ausgelöst, beispielsweise um den Antrieb einer Fensterscheibe zu steuern.
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Bei der Belegung der Kontaktabschnitte und Schaltvorsprünge mit elektrischen Ladungen erweist es sich im Hinblick auf eine gegenseitige Anziehung als vorteilhaft, wenn beispielsweise der erste Kontaktabschnitt und der erste Schaltvorsprung mit einer positiven und dementsprechend der zweite Kontaktabschnitt und der zweite Schaltvorsprung mit einer negativen elektrischen Ladung versehen sind. Alternativ können die Kontaktabschnitte und Schaltvorsprünge beispielsweise aber auch nur mit einer positiven Ladung belegt sein. Hierbei muss zumindest eine Potentialdifferenz zwischen den Schaltvorsprüngen und/oder den Kontaktabschnitten vorhanden sein.
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Die erfindungsgemäße Schaltleiste zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Form und Anordnung der Schaltvorsprünge und Kontaktabschnitte sowie die Form des Hohlraumes die Auslösung eines Steuersignals ermöglicht, und zwar unabhängig von der Richtung der an dem Hohlprofilkörper angreifenden Kraft. So besteht weder bei der taktilen noch bei der kapazitiven Variante die Gefahr einer falschen Ausrichtung der Schaltleiste hinsichtlich der zu erwartenden Verformung der Schaltleiste durch ein Hindernis. Diese der Schaltleiste immanente Invarianz gewährleistet somit eine vergleichsweise einfache Montage, da im Unterschied zu herkömmlichen Schaltleisten keine Vorzugsrichtungen existieren. Wenn die Schaltleiste beispielsweise in das Hohlprofil einer Dichtung für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs eingezogen wird, ist es somit gleichgültig mit welcher Orientierung die Schaltleiste in das Hohlprofil eingeführt und durch das Hohlprofil gezogen wird. Zudem bietet die erfindungsgemäße Schaltleiste den Vorteil, dass der Hohlraum der erfindungsgemäßen Schaltleiste unabhängig von der jeweiligen Einbaulage stets als so genannter Softspot wirkt, wie es zum Beispiel in der
EP 1 154 110 A2 beschrieben ist.
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Überdies kann infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schaltleiste eine einfache Herstellung realisiert werden. Die Schaltleiste ist mittels Extrusion in einem Schritt extrudierbar. Die elektrische Leitfähigkeit der Schaltvorsprünge und/oder Kontaktabschnitte kann beispielsweise durch während des Extrusionsprozesses eingebettete elektrisch leitfähige Partikel bereitgestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Schaltleiste wird bevorzugt als Einklemmschutzvorrichtung im Bereich von beweglichen Bauteilen, insbesondere im Bereich einer beweglichen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Weitere Anwendungen im Bereich von Kraftfahrzeugen sind automatische Schiebedächer und Heckklappen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltleiste sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
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Die Schaltvorsprünge sind gekrümmt ausgebildet sind, wobei die Krümmung des ersten Schaltvorsprunges entgegengesetzt zu der Krümmung des zweiten Schaltvorsprunges orientiert ist. Auf diese Weise kann eine verzahnte Anordnung des ersten Schaltvorsprunges zwischen dem zweiten Schaltvorsprung und dem zweiten Kontaktabschnitt oder umgekehrt erreicht werden. Um den Schaltkreis zu schließen oder eine Änderung der Kapazität zu bewirken, kann so unabhängig von der Verformung des Hohlprofilkörpers eine Annäherung des ersten Schaltvorsprunges in Richtung auf den zweiten Schaltvorsprung oder in Richtung auf den zweiten Kontaktabschnitt erfolgen. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Ansprechcharakteristik erzielt.
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Der erste Schaltvorsprung und der erste Kontaktabschnitt sind zusammen C-förmig, der zweite Schaltvorsprung und der zweite Kontaktabschnitt zusammen C-förmig und der Hohlraum S-förmig ausgebildet. Dies ergibt eine ineinander greifende Anordnung der Schaltvorsprünge, die sich auch praxisgerecht herstellen lässt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der S-förmige Hohlraum eine im Wesentlichen konstante Breite aufweist. So wird, gleichgültig in welcher Richtung die äußere Kraft an dem Hohlprofilkörper angreift, eine gleichmäßige Ansprechcharakteristik erreicht.
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Zur Bereitstellung der elektrischen Leitfähigkeit weisen die Kontaktabschnitte und/oder die Schaltvorsprünge bevorzugt eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf. Die Beschichtung besteht vorteilhafterweise aus einem metallischen Werkstoff. Alternativ oder in Kombination zu vorgenannter Ausführungsform kann die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktabschnitte und/oder der Schaltvorsprünge durch eingelagerte elektrisch leitfähige Partikel bereitgestellt sein. Diese Einlagerung von beispielsweise aus Graphit bestehenden elektrisch leitfähigen Partikeln kann während eines Extrusionsprozesses bewerkstelligt werden, so dass die Schaltleiste in einem Schritt herstellbar ist.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltvorsprünge und/oder die Kontaktabschnitte mit wenigstens einem elektrischen Leiter versehen. Dies ermöglicht zum einen, den elektrischen Widerstand der Schaltvorsprünge oder der Kontaktabschnitte entlang ihrer Längsrichtung niedrig zu halten. Zum anderen kann der elektrische Leiter dazu verwendet werden, ein elektrisches Feld aufzubauen, um einen kapazitiv arbeitendes System bereitzustellen. Für die beiden vorgenannten Anwendungen kann es von Vorteil sein, wenn der elektrische Leiter in einem Endbereich des Schaltvorsprunges oder in einem Endbereich des Kontaktabschnittes angeordnet ist. Bei einer Anordnung eines ersten elektrischen Leiters in einem freien Ende des ersten Schaltvorsprunges und eines zweiten elektrischen Leiters in einem freien Ende des zweiten Schaltvorsprunges kann beispielsweise ein kapazitives System erzielt werden. Zur Sicherstellung einer kostengünstigen Herstellung kann der elektrische Leiter aus Metall, beispielsweise aus Kupfer, bestehen.
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In Hinsicht auf eine einfache und kostengünstige Herstellung sind der Hohlprofilköper und/oder die Schaltvorsprünge und/oder die Kontaktabschnitte aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), extrudiert. Vorzugsweise bestehen alle vorgenannten Elemente der Schaltleiste, insbesondere die Schaltvorsprünge und die Kontaktabschnitte, aus dem gleichen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer. So können bei der Herstellung der Schaltleiste mittels Koextrusion der erste Schaltvorsprung mit dem ersten Kontaktabschnitt und dieser mit dem Hohlprofilkörper verbunden werden. Entsprechendes gilt für den zweiten Schaltvorsprung und den zweiten Kontaktabschnitt und eventuell vorgesehene weitere Schaltvorsprünge und Kontaktabschnitte.
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Ausführungsbeispiel
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen schematisch:
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1 eine schematische Ansicht einer Vordertür eines Kraftfahrzeugs;
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2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltleiste;
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Die 1 zeigt eine Vordertür 2 eines Kraftfahrzeugs 1, die mit einer heb- und senkbaren Fensterscheibe 3 versehen ist. Die im Folgenden erläuterten Ausführungsformen der Schaltleiste können sowohl für die Realisierung eines kapazitiven als auch eines taktilen Einklemmschutzes dienen und sind in ein an einem Türrahmen 4 der Vordertür 2 angebrachten Dichtungsprofil integrierbar.
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Die 2 zeigt eine Ausführungsform der Schaltleiste als kapazitiven Einklemmschutz für die Fensterscheibe 3. Die Schaltleiste umfasst einen elastisch verformbaren Hohlprofilkörper 10, der aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), besteht und in einem Außenbereich 12 elektrisch isolierend ausgeführt ist. Im Inneren des Hohlprofilkörpers 10 befindet sich ein Hohlraum 13, der mit Luft gefüllt ist und durch eine Innenfläche 11 des Hohlprofilkörpers 10 umrandet ist. Die Innenfläche 11 weist einen ersten elektrisch leitfähigen Kontaktabschnitt 20 und einen zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktabschnitt 30 auf, wobei die beiden Kontaktabschnitte 20, 30 durch den Hohlraum 13 voneinander beabstandet sind. Die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktabschnitte 20, 30 ist durch in das Elastomer eingelagerte elektrisch leitfähige Partikel bereitgestellt.
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An den ersten Kontaktabschnitt 20 schliesst ein erster elektrisch leitfähiger Schaltvorsprung 40 an, der eine gekrümmte Form hat und zusammen mit dem ersten Kontaktabschnitt 20 C-förmig ausgebildet ist. In gleicher Weise grenzt an den zweiten Kontaktabschnitt 30 ein zweiter elektrisch leitfähiger Schaltvorsprung 50 an, der ebenfalls eine gekrümmte Form hat und zusammen mit dem zweiten Kontaktabschnitt 30 C-förmig ausgebildet ist. Hierbei weisen die aus einem elastomeren Werkstoff bestehenden Schaltvorsprünge 40, 50 entgegengesetzt orientierte Krümmungen auf. Die elektrische Leitfähigkeit der Schaltvorsprünge 40, 50 ist durch in das Elastomer eingelagerte elektrisch leitfähige Partikel bereitgestellt.
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Um die Auslösung eines Schaltsignals zu ermöglichen, sind der erste Kontaktabschnitt 20 und der erste Schaltvorsprung 40 mit einer negativen elektrischen Ladung belegt, wohingegen der zweite Kontaktabschnitt 30 und der zweite Schaltvorsprung 50 mit einer positiven elektrischen Ladung belegt sind.
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Wie weiterhin aus 2 zu entnehmen ist, weist der erste Schaltvorsprung 40 benachbart zu dem zweiten Kontaktabschnitt 30 einen Außenrand 42 und benachbart zu dem zweiten Schaltvorsprung 50 einen Innenrand 41 auf. Ferner weist der zweite Schaltvorsprung 50 benachbart zu dem ersten Kontaktabschnitt 20 einen Außenrand 52 und benachbart zu dem ersten Schaltvorsprung 40 einen Innenrand 51 auf. Die Schaltvorsprünge 40, 50 ragen derart in den Hohlraum 13 hinein, dass der Außenrand 42 von dem zweiten Kontaktabschnitt 30 und somit von der Innenfläche 11 beabstandet ist und der Innenrand 41 von dem ersten Kontaktabschnitt 20, der ebenfalls Bestandteil der Innenfläche 11 ist, beabstandet ist.
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In einem zur Mitte des Hohlraums 13 gerichteten Endbereich 43 des ersten Schaltvorsprunges 40 ist eine Kupferlitze 60 als elektrischer Leiter angeordnet. Zudem ist in einem ebenfalls zur Mitte des Hohlraums 13 gerichteten Endbereich 53 des zweiten Schaltvorsprunges 50 eine Kupferlitze 61 als elektrischer Leiter angeordnet. Die beiden Kupferlitzen 60, 61 sind mit den entsprechenden elektrischen Ladungen der Schaltvorsprünge 40, 50 belegt und verteilen diese durch die eingebetteten Partikel über den gesamten Querschnitt des jeweiligen Schaltvorsprunges 40, 50. Auf diese Weise wird zwischen den Schaltvorsprüngen 40, 50 ein bestimmtes elektrisches Feld erzeugt. Bei einer alternativen taktilen Ausführung der Schaltleiste können die Kupferlitzen 60, 61 auch für eine Herabsetzung des elektrischen Widerstandes der elastomeren Schaltvorsprünge 40, 50 dienen.
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Die ineinander greifende, beabstandete Anordnung der gebogenen Schaltvorsprünge 40, 50 reduziert den Hohlraum 13 auf einen im Querschnitt betrachtet S-förmigen Freiraum, wobei dieser verbleibende Hohlraum 13 eine im wesentlichen konstante Breite aufweist. Dies ermöglicht, dass unabhängig von der Richtung einer von Außen einwirkenden Kraft und der dadurch hervorgerufenen Verformung des Hohlprofilkörpers 10 stets eine gegenseitige Annäherung entweder des ersten Schaltvorsprunges 40 an den zweiten Schaltvorsprung 50 (siehe Kraft F1 in 2) oder eine Annäherung des ersten Schaltvorsprunges 40 an den zweiten Kontaktabschnitt 30 (siehe Kraft F2 in 2) möglich ist. So kann sich entweder der Außenrand 42 an den zweiten Kontaktabschnitt 30 oder der Innenrand 41 an den Innenrand 51 annähern. Eine derartige Annäherung reicht bereits aus, um einen kapazitiven Einklemmschutz zu realisieren, da die Änderung des Abstandes zwischen dem ersten Schaltvorsprung 40 und dem zweiten Schaltvorsprung 50 oder zwischen dem ersten Schaltvorsprung 40 und dem zweiten Kontaktabschnitt 30 zu einer Änderung der Abstandes der Kupferlitzen 60, 61 führt. Folglich wird das zwischen den Kupferlitzen 60, 61 bestehende elektrische Feld verändert, wodurch eine Änderung der Kapazität feststellbar ist. Bei Überschreitung eines vorbestimmten Grenzwertes wird sodann ein Steuersignal generiert, das beispielsweise den elektrischen Antrieb der Fensterscheibe zum Stillstand bringt oder reversiert.
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Für den in 2 gezeigten Fall einer angreifenden Kraft F3 nähert sich der zweite Kontaktabschnitt 30 an den ersten Schaltvorsprung 40 an. Im Falle einer Kraft F4 (siehe 2) bewegt sich der zweite Schaltvorsprung 50 in Richtung auf den ersten Schaltvorsprung 40. Daraus wird ersichtlich, dass sich unabhängig von der Kraftrichtung der an dem Hohlprofilkörper 10 angreifenden Kraft F1, F2, F3, F4 stets eine Annäherung in der oben erläuterten Art und Weise erzielen lässt. Somit kann die Schaltleiste unabhängig von einer vorgegebenen Orientierung in das Dichtungsprofil des Türrahmens 4 eingebaut werden. In gleicher Weise lässt sich auch eine Kontaktierung der Schaltvorsprünge 40, 50 und Kontaktabschnitte 20, 30 bei Ausführung eines taktilen Einklemmschutzes realisieren.
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Die beschriebenen Ausführungsformen der Dichtungsanordnung zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass der erste Schaltvorsprung 40 in Abhängigkeit von der Richtung einer auf den Hohlprofilkörper 10 wirkenden Kraft F1, F2 zur Auslösung eines Schaltvorganges entweder in Richtung auf den zweiten Schaltvorsprung 50 oder in Richtung auf den zweiten Kontaktabschnitt 30 annäherbar ist. Auf diese Weise lässt sich ein kapazitiver oder taktiler Einklemmschutz für die Fensterscheibe 3 erreichen, wobei die Schaltleiste unabhängig von einer Vorzugsrichtung montierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Vordertür
- 3
- Fensterscheibe
- 4
- Türrahmen
- 10
- Hohlprofilkörper
- 11
- Innenfläche
- 12
- Außenbereich
- 13
- Hohlraum
- 20
- erster Kontaktabschnitt
- 30
- zweiter Kontaktabschnitt
- 40
- erster Schaltvorsprung
- 40a
- Schaltvorsprung
- 40b
- Schaltvorsprung
- 40c
- Schaltvorsprung
- 40d
- Schaltvorsprung
- 41
- Innenrand
- 42
- Außenrand
- 43
- Endbereich
- 50
- zweiter Schaltvorsprung
- 50a
- Schaltvorsprung
- 50b
- Schaltvorsprung
- 50c
- Schaltvorsprung
- 50d
- Schaltvorsprung
- 51
- Innenrand
- 52
- Außenrand
- 53
- Endbereich
- 60
- Kupferlitze
- 61
- Kupferlitze
- F1
- Kraft
- F2
- Kraft
- F3
- Kraft
- F4
- Kraft
