DE102006009998A1

DE102006009998A1 - Motorisch betätigbares Bauteil mit Einklemmschutz

Info

Publication number: DE102006009998A1
Application number: DE102006009998A
Authority: DE
Inventors: Josef Appel; Anton Jöhl
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-03-04
Also published as: WO2007098746A1; DE102006009998B4; EP1991751A1; JP2009528460A; US20090044449A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein motorisch betätigbares Bauteil insbesondere in oder für ein Kraftfahrzeug, welches zumindest bereichsweise ein für ein elektrisches Felder durchlässiges Material aufweist und welches eine sensorgesteuerte Einklemmschutzvorrichtung aufweist, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Sensorelektrode enthält, welche im Inneren des Bauteils in einem Bereich angeordnet ist, der das für elektrische Felder durchlässige Material aufweist und der von einer Außenseite des Bauteils her unzugänglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein motorisch betätigbares Bauteil, insbesondere in oder für ein Kraftfahrzeug, welches einen Einklemmschutz aufweist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Motorisch verstellbare Bauteile in einem Kraftfahrzeug sind bewegliche Einrichtungen, wie zum Beispiel Schiebedächer, Hebedächer, Seitentüren, Schiebetüren und Heckklappen. Die Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik wird nachfolgend mit Bezug auf einen Einklemmschutz bei einer Heckklappe eines Kraftfahrzeuges beschrieben, ohne die Erfindung allerdings darauf zu beschränken.
Ein motorischer Antrieb ist bei einer derartigen Heckklappe dazu ausgelegt, diese aus einer geschlossenen in eine geöffnete Position und umgekehrt zu bringen. Während eines Schließvorgangs kann es zu einem Einklemmfall kommen, bei dem zum Beispiel eine Hand einer Person in den Spalt zwischen Heckklappe und Karosserie kommen kann. Um solche, häufig zu Verletzungen führenden Situationen rechtzeitig zu erkennen und damit zu vermeiden, weisen elektrisch betätigbare Bauteile Sicherheitssysteme auf. Diese Sicherheitssysteme lassen sich in indirekt und direkt arbeitende Systeme unterteilen.
Bei einem indirekt arbeitenden System wird eine bevorstehende gefährliche Situation, die gegebenenfalls zu einem Einklemmen führen kann, frühzeitig detektiert und die entsprechend Bedienperson wird mittels eines beispielsweise akustischen Warnsignals auf diese gefährliche Situation aufmerksam gemacht. Ein direkt arbeitendes Sicherheitssystem verfügt in der Regel über Sensoren, die zum Beispiel eine innerhalb des Spaltes in dem Bereich zwischen Heckklappe und Karosserie befindliche Hand einer Person detektieren und im Falle einer solchen detektierten gefährlichen Situation den motorischen Antrieb zum Schließen der Heckklappe unverzüglich stoppen oder die Heckklappe in eine bezogen auf ein Einklemmen sichere Position zurücksetzt.

Solche Sicherheitssysteme zur Bereitstellung eines Einklemmschutzes existieren in einer Vielzahl verschiedener Ausführungsformen und Varianten, die sich im Wesentlichen in der Art der Detektion einer gefährlichen Situation voneinander unterscheiden. Im Kraftfahrzeugbereich weisen Sicherheitssysteme zur Bereitstellung eines Einklemmschutzes bei motorisch betriebenen Bauteilen häufig kapazitiv arbeitende Näherungssensoren auf. Die kapazitiven Sensorelektroden sind hier typischerweise in entsprechenden Gummiprofilen der Heckklappe integriert, die entlang der Klemmkante auf der Heckklappe oder der entsprechenden Gegenkante auf der Karosserie angebracht sind.

Das Anbringen dieser Sensorelektrode an der Heckklappe ist montagetechnisch relativ aufwändig und beeinflusst zudem das Design der Heckklappe häufig in unerwünschter weise. Häufig ist es aus Designgründen wünschenswert eine glatte, optisch möglichst gleichmäßige und damit ansprechende Oberfläche ins besondere an der Kante der Heckklappe bereitzustellen, in der eben keine Sensorelektrode sichtbar ist. Zudem ist es auch herstellungstechnischen Gründen aufwändig, die entsprechenden Sensorelektroden beispielsweise in das Gummiprofil der Kante der Heckklappe zu integrieren.

In der deutschen Patentanmeldung DE 103 28 929 A1 und in der deutschen Patentanmeldung DE 40 04 353 A1 sind jeweils Einklemmschutzeinrichtungen, insbesondere zur Verwendung für Fensterheber in einem Kraftfahrzeug, unter Verwendung kapazitiver Sensoren beschreiben.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach herstellbaren Einklemmschutz für ein motorisch betätigbares Bauteil bereitzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß ist ein motorisch betätigbares Bauteil; insbesondere in oder für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, welches zumindest bereichsweise ein für ein elektromagnetisches Feld durchlässiges Material aufweist und welches eine sensorgesteuerte Einklemmschutzvorrichtung aufweist, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Sensorelektrode enthält, welche im Inneren des Bauteils in einem Bereich angeordnet ist, der das für das elektrische Feld durchlässige Material aufweist und der von einer Außenseite des Bauteils her unzugänglich ist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Sensorelektrode einer sensorgesteuerten Einklemm schutzvorrichtung von außen unzugänglich in dem Material oder innerhalb des motorisch betätigbaren Bauteils anzuordnen. Wesentlich dabei ist, dass das motorisch betätigbare Bauteil zumindest in demjenigen Bereich, in dem die Sensorelektrode angeordnet ist, für ein elektrisches Feld zumindest teildurchlässig ist. Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei einer Ausführung eines solchen Bauteils mit einem für ein elektrisches Feld durchlässigen Material es nicht erforderlich ist, die Sensorelektroden auf der äußeren Oberfläche des motorisch betätigbaren Bauteils anzuordnen, da eben dieses Material für elektrische Felder durchlässig ist und damit die Sensorelektrode auch innerhalb des Bauteils funktionsfähig bleibt. Für einen Einklemmschutz unter Verwendung einer kapazitiven Sensorik ist es vielmehr vorteilhaft, die erforderlichen Sensorelektrode in das Material des motorisch betätigbaren Bauteils selbst zu integrieren oder sie auf einer Innenseite des Bauteils auf- oder anzubringen.

Auf diese Weise lassen sich Sensorteile und deren Befestigungen sehr viel kostengünstiger ausgestalten, als dies bei herkömmlichen Einklemmschutzvorrichtungen, bei denen die Sensorelektrode an der äußeren Oberfläche des Bauteils angeordnet ist, erforderlich ist. Da hier zudem keinerlei Sichtteile für die Sensorelektrode und deren Befestigung erforderlich sind, können die Sensorelektroden sowie deren Befestigungen, beispielsweise deren Trägerplatten, kostengünstiger ausgebildet sein. Da diese Bereiche zudem von außen nicht zugänglich sind und somit nahezu nicht mechanisch beansprucht werden, sind für die Sensorteile und deren Befestigungen weniger hochwertige Materialien erforderlich.

Zusätzlich gestaltet sich vor allem auch die Montage der Sensorelektroden und deren Zuleitungen signifikant einfacher und vor allem schneller, da hier aus Designgründen – es handelt sich hier um keine Sichtteile – eine weniger präzise Fertigung erforderlich ist. Insbesondere sind auch keine Montagevorgänge an der Karosserie selbst erforderlich, da die Sensorelektroden bereits mit dem Material des motorisch betätigbaren Bauteils, beispielsweise durch einen Zulieferer gefertigt und geliefert werden können.

Ein weiterer, nicht unwesentlicher Gesichtspunkt ergibt sich aus der Tatsache, dass die Sensorelektroden nun von außen nicht mehr sichtbar sind und somit das Design durch die Sensorelektrode nicht beeinflusst wird. Es ergeben sich somit in vorteilhafter Weise höhere Freiheitsgrade beim Design des motorisch betätigbaren Bauteils.

Darüber hinaus ist die Sensorelektrode weniger korrosionsgefährdet, da sie im Inneren des Bauteils geschützt vor äußeren Einflüssen und dabei insbesondere vor Feuchtigkeit, angeordnet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Einklemmschutzvorrichtung einen kontaktlosen Nährungssensor auf. Vorzugsweise ist dieser Näherungssensor ein kapazitiv arbeitender Sensor. Denkbar wären hier auch andere kontaktlose Näherungssensoren, beispielsweise auf Infrarot-, Ultraschall- oder Radarbasis.

In einer typischen Ausgestaltung weist der Näherungssensor zumindest eine innerhalb des Bauteils angeordnete erste Sensor elektrode. Ferner kann der Näherungssensor zumindest eine zweite Sensorelektrode aufweisen, die bei geschlossenem Bauteil im Wesentlichen gegenüberliegend zur ersten Sensorelektrode angeordnet ist. Diese zweite Sensorelektrode befindet sich beispielsweise in einem starren Karosserieteil des Kraftfahrzeuges.

Die erste Sensorelektrode ist vorzugsweise in einem Bereich des motorisch betätigbaren Bauteils angeordnet, dessen Außenflächen lediglich im geöffneten Zustand des Bauteils von außen zugänglich ist. Im Falle einer Schiebetür, einer Seitentür oder eines Heckteils eines Kraftfahrzeuges ist dies z.B. die Kantenfläche zwischen Innenverkleidung und Außenfläche dieser Bauteile, in der auch der Verschlussmechanismus der Tür bzw. der Klappe vorgesehen ist.

Insbesondere ist die erste Sensorelektrode vorzugsweise im Inneren des motorisch betätigbaren Bauteils entlang dessen einklemmgefährdeter Kante angeordnet. In diesem Bereich ist das Anordnen einer Sensorelektrode für den Einklemmschutz am effektivsten, da dort eine für ein Einklemmen gefährliche Situation, die möglicherweise zu einem unerwünschten Einklemmen führen könnte, am besten vorzeitig erkannt werden kann.

Zweckmäßigerweise ist die erste Sensorelektrode in dem Bereich des Bauteils angeordnet, welches das für das elektrische Feld durchlässige Material aufweist bzw. welches von dem Material dieses Bauteils vollständig umschlossen ist und von außen unzugänglich ist.

Das motorisch betätigbare Bauteil weist typischerweise eine Außenfläche auf, die im geöffneten Zustand des Bauteils von außen zugänglich ist. Ferner weist dieses Bauteil eine Innen fläche auf, die an einer zur Außenfläche abgewandten Seite des Bauteils vorgesehen ist, wobei die Sensorelektrode auf der Innenfläche des Bauteils angeordnet ist.

Zusätzlich oder alternativ kann die Sensorelektrode auch durch einen elektrisch leitfähigen Bereich innerhalb des für elektrische Felder durchlässigen Materials selbst gebildet sein. Diese Variante sieht die Verwendung mehrkomponentiger, üblicherweise nicht leitfähiger Materialien, beispielsweise Kunststoffe, vor, bei denen der eine Bereich, der die Sensorelektrode bilden soll, durch Beimengungen von elektrisch leitfähigen Materialien leitfähig gemacht ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensorelektrode als leitfähige Beschichtung und/oder als leitfähige Drahtelektrode und/oder als leitfähiges Blechteil und/oder als leitfähige (Metall-)Folie ausgebildet. Diese Art der Sensorelektrode kann in dem Material des Bauteils, beispielsweise durch Umspritzung, integriert sein. Zusätzlich oder alternativ wäre auch denkbar, die Sensorelektrode auf der Innenfläche des Bauteils anzuordnen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Sensorelektrode mittels einer Klebeschicht und/oder mittels eines Clipverschlusses und/oder mittels einer Schraubverbindung auf die Innenfläche des Bauteils befestigt.

In einer dazu alternativen Ausgestaltung kann die Sensorelektrode in das Material des Bauteils eingeprägt oder eingepresst sein. Alternativ wäre auch denkbar, insbesondere bei Ausgestaltung der Sensorelektrode als Beschichtung, diese direkt auf die Innenfläche aufzudampfen.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das für elektrische Felder durchlässige Material als Kunststoff ausgebildet. Bevorzugte Kunststoffmaterialien sind solche, die im Kraftfahrzeugbereich ohnehin verwendet werden und die somit eine hohe Stabilität und zudem Temperaturbeständigkeit aufweisen.

In einer typischen Ausgestaltung ist das motorisch betätigbare Bauteil als Heckklappe oder als Kofferraumdeckel, die über einen elektromotorischen Antrieb betätigbar sind, ausgebildet. Weitere Anwendungen sind beispielsweise elektrische Schiebetüren, Seitentüren, Schiebe- und/oder Hebedächer eines Kraftfahrzeuges und dergleichen.

In einer typischen Ausgestaltung weist die Einklemmschutzvorrichtung eine Steuereinrichtung auf. Diese Steuereinrichtung, die typischerweise auch eine Auswerteschaltung zur Auswertung der Sensorsignale enthält, steuert abhängig von der Auswertung der Sensorsignale den Einklemmschutz.

Typischerweise, jedoch nicht notwendigerweise, ist die Steuereinrichtung innerhalb des motorisch betätigbaren Bauteils angeordnet. Die Steuereinrichtung kann dabei ebenfalls auf der Innenfläche des Bauteils angeordnet sein. Alternativ wäre auch denkbar, die Steuereinrichtung in dem für das elektrische Feld durchlässigen Material des Bauteils selbst zu integrieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung ohne das Bereitstellen einer Abschirmung auf der Seite der ersten Sensorelektrode angebracht. Damit kann eine zugehörige Auswerteschaltung unmittelbar an der ersten Sensorelektrode angebracht werden, was eine aufwändige, gegen elektromagnetische Signale geschirmte Verkabelung entbehrlich macht. Auf diese Weise ist die Steuereinrichtung sowie die darin angeordnete Auswerteschaltung ebenso geschützt im Inneren des Bauteils untergebracht wie die entsprechende Sensorelektrode. Kabeldurchführungen von der Außenseite des Bauteils nach Innen oder eine besonders umweltbeständige Gehäuseführung können damit eingespart werden.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuereinrichtung und dabei insbesondere deren Kontaktanschlüsse zur Sensorelektrode über einen flächigen Kontakt, beispielsweise auf einer Leiterplatte, mit dieser ersten Sensorelektrode kontaktiert. Damit lässt sich ein besonders elegantes Kontaktieren von Sensorelektrode und Steuereinrichtung bewerkstelligen, wobei hier gegebenenfalls vorhandene Übergangswiderstände, die hier sehr gering sind, tolerierbar sind, da bereits die geringe Koppelkapazität zwischen Steuereinrichtung und Sensorelektrode zur Bereitstellung einer funktionsfähigen Verbindung zwischen Sensorelektrode und Auswerteschaltung ausreicht.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinrichtung Bestandteil eines Steuergerätes zur Steuerung des Öffnungs- und/oder Schließvorgangs des Bauteils.

Typischerweise ist das Bauteil mit einem Antriebsmotor versehen, der das motorisch betätigbare Bauteil in Abhängigkeit von einer Steuerung der Steuereinrichtung bewegt. Der Antriebsmotor wirkt für einen Öffnungs- und/oder Schließvorgang des Bauteils auf eine Verstellmechanik ein, wobei das Bauteil vorzugsweise über einen Mitnehmer mit dieser Verstellmechanik verbunden ist.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1A eine Seitendarstellung auf eine erfindungsgemäße Heckklappe eines Kraftfahrzeuges mit Einklemmschutz;
1B eine Frontaldarstellung auf die erfindungsgemäße Heckklappe aus 1A;
2 eine Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Heckklappe der 1A und 1B im Querschnitt;
3–8 Detaildarstellungen verschiedener Ausführungsformen für die Anordnung einer Sensorelektrode innerhalb einer erfindungsgemäßen Heckklappe.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche und funktionsgleiche Elemente – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die 1A und 1B zeigen anhand einer schematischen Seitendarstellung bzw. einer Frontdarstellung eine an einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Kraftfahrzeug 1 angebrachte Heckklappe 2. Die Heckklappe 2 ist über ein am Dach des Kraftfahrzeuges 1 vorgesehene Drehachse 3 in Schwenkrichtung 4 auf- und zubewegbar. Hierfür ist ein motorischer Antrieb (z.B. eines Elektromotors) vorgesehen, der über eine Verstellmechanik die Heckklappe motorisch betätigt (in 1A und 1B nicht dargestellt). Je nach Drehrichtung des motorischen Antriebs ist damit ein Öffnungsvorgang oder ein Schließvorgang jeweils in die Schwenkrichtungen 4 realisierbar. Dieses über den Antriebsmotor betätigte Öffnen und Schließen der Heckklappe 2 kann in vielerlei Ausführungsformen und Varianten realisiert werden, beispielsweise durch ein direktes Eingreifen des Antriebs auf die Drehachse 3 oder alternativ mittels eines an der Heckklappe 2 und dem Kraftfahrzeug 1 angebrachten Hebelmitnehmer, der über den Antrieb betätigt wird. Allerdings wird in der vorliegenden Patentanmeldung auf die Ausgestaltung dieses Antriebsmotors mit Verstellmechanik nicht näher eingegangen.
Erfindungsgemäß ist innerhalb der Heckklappe 2 zumindest eine erfindungsgemäße Sensorelektrode 5 integriert. Diese Sensorelektrode 5 ist Bestandteil eines kapazitiven Näherungssensors. Wesentlich ist, dass diese Sensorelektrode 5 im Inneren der Heckklappe 2, das heißt jedenfalls nicht an einer von außen zugänglichen Oberfläche 6 der Heckklappe 2 angeordnet ist. Wesentlich ist ferner, dass in dem Bereich, in dem die Sensorelektrode 5 innerhalb der Heckklappe 2 angeordnet ist, ein für ein elektrisches Feld durchlässiges Material der Heckklappe 2 vorhanden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass die Heckklappe 2 aus Kunststoff besteht. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Heckklappe 2 im Bereich der Oberfläche 6, die zum Fahrzeugheck gerichtet ist, aus Kunststoff besteht, wohingegen die Heckklappe 2 in dem von dem Fahrzeugheck abgewandten Oberfläche 6' aus einem anderen Material, beispielsweise aus Blech, besteht.
1B zeigt eine Draufsicht auf die Heckklappe 2. Es sind hier zwei verschiedene Sensorelektroden 5, 5' vorgesehen, die im Wesentlichen im äußeren Bereich der Heckklappe 2, also im für ein Einklemmen gefährdeten Bereich der Heckklappe 2 angeordnet sind. Die zum Beispiel streifenförmigen Sensorelektro den 5, 5' sind hier innerhalb der Heckklappe 2 angeordnet, was durch die gestrichelten Linien angedeutet wurde. Im oberen Bereich der Heckklappe 2 sind zwei Auswerteeinheiten 7, 7' vorgesehen, die jeweils mit einer der Sensorelektroden 5, 5' verbunden sind. Diese Auswerteeinheiten 7, 7' sind dazu ausgelegt, eine Auswertung der von den Sensorelektroden 5, 5' erzeugten Sensorsignale S1, S1' vorzunehmen. Abhängig von dieser Auswertung erzeugen die Auswerteeinheiten 5, 5' entsprechende Auswertesignale S2, S2', die einer entsprechenden Steuereinrichtung 8 zugeführt werden. Die Steuereinrichtung 8 ist dazu ausgelegt, eine Steuerung des Öffnungs- und Schließvorgangs der Heckklappe 2 vorzunehmen. Im Falle einer gefährlichen Situation, bei der beispielsweise ein Einklemmen in einen Spalt 9 zwischen Heckklappe und Kraftfahrzeug 1 bevorsteht, wird dies mittels zumindest einer der Auswerteeinheiten 7, 7' erkannt und der Steuereinrichtung durch die Steuersignale 2, 2' entsprechend mitgeteilt. Die Steuereinrichtung 8 ist damit in der Lage, einen Einklemmschutz zu aktivieren, beispielsweise indem im Falle eines Schließens der Heckklappe 2 diese wieder geöffnet wird oder zumindest der Schließvorgang gestoppt wird.
Die Auswerteeinheiten 7, 7' können selbstverständlich auch in der Steuereinrichtung 8 integriert sein.
Die Steuereinrichtung 8 kann beispielsweise als programmgesteuerte Einrichtung, zum Beispiel als Mikrocontroller oder Mikroprozessor, ausgebildet sein und ist typischerweise Bestandteil eines Steuergeräts. Diesem Steuergerät ist typischerweise die Funktion zur Steuerung des Öffnungs- und Schließvorgangs der Heckklappe zugeordnet. Darüber hinaus umfasst das Steuergerät vorzugsweise auch die Funktion zur Steuerung des Einklemmschutzes.
2 zeigt eine Heckklappe 2 mit einer erfindungsgemäßen Sensorelektrode 5 im Detail. Zusätzlich kann auch eine weitere Sensorelektrode 10 im Bereich des Kraftfahrzeuges 1 angeordnet sein, beispielsweise im hinteren Bereich der Karosserie des Kraftfahrzeuges 1, die unmittelbar an den einklemmgefährdeten Bereich 9 angrenzt.
Die Heckklappe 2 ist aus einem dünnwandigen Kunststoffteil gefertigt, welches so geformt ist, dass es einen geschlossenen Innenraum 11 der Heckklappe 2 definiert. Die Heckklappe 2 weist somit äußere, von außen zugängliche Außenflächen 6, 6' auf. Im Innenraum 11 der Heckklappe 2 sind innere Oberflächen 12 gebildet, die von außen nicht zugänglich sind. Erfindungsgemäß ist die Sensorelektrode 5 auf der inneren Oberfläche 12 der Kunststoff enthaltenden Heckklappe 2 angeordnet. Da Kunststoff durchlässig für ein elektrisches Feld ist, bleibt der beispielsweise kapazitive Näherungssensor 5 auch dann funktionsfähig, wenn er innerhalb der Heckklappe 2 angeordnet ist, wie dies in der 2 dargestellt ist.
Anhand der nachfolgenden Detaildarstellungen in den 3 bis 8 werden lediglich beispielhaft, d. h. nicht abschließend einige Ausführungsbeispiele für die Anordnung der Sensorelektrode 2 im Inneren der Heckklappe beziehungsweise dessen Material dargelegt:
In 3 ist ein Ausschnitt einer Kunststoff enthaltenden Heckklappe 2 dargestellt, die eine äußere Oberfläche 6 und eine innere Oberfläche 12 aufweist. Auf der inneren Oberfläche 12 ist, wie bereits in 2 beschrieben wurde, eine Sensorelektrode 5 angeordnet. Die Sensorelektrode 5 kann als leitfähiger Draht, als Blech oder dergleichen ausgebildet sein. Die Sensorelektrode 5 ist über eine Klebeschicht 13 mit der Heckklappe 2 verbunden.
In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sensorelektrode 5 als Beschichtung direkt auf die innere Oberfläche 12 aufgebracht. Die leitfähige Beschichtung kann beispielsweise durch Aufdampfen von leitfähigem Material auf die innere Oberfläche 12 erzeugt werden, wobei sich hier bevorzugt leitfähige Materialien wie Aluminium, Kupfer, Zinn, Wolfram, Silber, etc. oder Legierungen aus diesen Materialien eignen.
In dem Ausführungsbeispiel in 5 ist eine Befestigungslasche 14 vorgesehen, die die Sensorelektrode auf der Seite der inneren Oberfläche 12 umfasst und damit fixiert. Zur Befestigung ist eine Schraube 14, beispielsweise eine selbstschneidende Schraube, vorgesehen, die die Befestigungslasche 14 und damit auch die Sensorelektrode 5 an die Heckklappe 2 befestigt, beispielsweise indem die selbstschneidende Schraube 15 in das Kunststoffmaterial der Heckklappe 2 einschneidet.
In sämtlichen Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 ist die Sensorelektrode 5 im Inneren 11 der Heckklappe 2 angeordnet und zwar auf der inneren Oberfläche 12 der Heckklappe 2. Im Unterschied hierzu sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der 6 bis 8 die dort dargestellten Sensorelektroden 5 innerhalb des Materials der Heckklappe 2 angeordnet.
In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die beispielsweise als Blech oder leitfähiger Draht ausgebildete Sensorelektrode 5 vollständig in dem beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Material der Heckklappe 2 angeordnet. Zur Herstellung wird die Sensorelektrode 5 beispielsweise in einem eigens dafür vorgesehenen Spritzwerkzeug positioniert. Durch Umspritzen mit Kunststoff wird die Heckklappe 2 mit der darin integrierten Sensorelektrode 5 erzeugt.
In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Heckklappe 2 sowie die darin angeordnete Sensorelektrode 5 aus demselben Material, beispielsweise aus Kunststoff. Im Bereich der Sensorelektrode 5 ist dem Kunststoff ein leitfähiges Material beigemengt, so dass dadurch die leitfähige Sensorelektrode 5 gebildet ist. Dies kann beispielsweise durch stufenweises Spritzen der Heckklappe 2 hergestellt werden, indem zum Beispiel zunächst der Bereich 2' der äußeren Oberfläche 6 der Heckklappe 2 erzeugt wird, anschließend durch Beimengung eines leitfähigen Materials zu dem Kunststoff die schichtförmige Sensorelektrode 5 erzeugt wird und anschließend die an die innere Oberfläche 12 angrenzenden Bereiche 2'' der Heckklappe 2 erzeugt werden.
In dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die beispielsweise aus Blech oder Draht ausgebildete Sensorelektrode 5 von der inneren Oberfläche 11 her in das Material der Heckklappe 2 eingepresst oder eingeprägt worden. Vorzugsweise geschieht dies in einer erwärmten Umgebung, welche das Material der Heckklappe 2 gewissermaßen aufweicht und so ein Einprägen oder Einpressen der Sensorelektrode 5 in das Material der Heckklappe 2 erleichtert. Die Sensorelektrode 5 kann, wie in der 8 dargestellt ist, vollständig in das Material der Heckklappe 2 eingepresst sein oder auch einen gewissen Überstand über die innere Oberfläche 11 aufweisen.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen und Varianten beschrieben wurde, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern lässt sich selbstverständlich in beliebiger Art und Weise abwandeln und modifizieren. Insbe sondere sei die Erfindung nicht auf die konkreten Ausführungsformen der Sensorelektrode sowie die für die Sensorelektrode und auch für die Heckklappe verwendeten Materialien beschränkt. Als Heckklappenmaterial kann jedes andere Material als Kunststoff verwendet werden, welches die Eigenschaft besitzt, für elektrische und/oder elektromagnetische Felder zumindest teilweise durchlässig zu sein. Als Sensorelektrode kann jedes Material oder jeder Gegenstand verwendet werden, der elektrisch leitfähig ist, wobei vorzugsweise solche Materialien verwendet werden, die herstellungstechnisch sehr einfach prozessierbar und montagetechnisch einfach auf die Heckklappe anbringbar sind.
Das Anbringen der Sensorelektrode in den äußeren Bereichen der Heckklappe, die für das Einklemmen besonders gefährdet sind, ist zwar bevorzugt, jedoch könnten die Sensorelektroden auch an beliebig anderen Stellen der Heckklappe angeordnet sein, die ein definiertes Auswerten für den Einklemmschutz ermöglichen.
Als Sensorelektrode kann auch ein solcher Sensor verwendet werden, der elektromagnetische Signale aussendet und/oder aufnimmt und auswertet.
Auch sei die Erfindung nicht ausschließlich auf eine Heckklappe in einem Kraftfahrzeug beschränkt, sondern lässt sich selbstverständlich auch auf andere motorisch betätigte Bauteile, wie zum Beispiel Seitentüren, Schiebe-/Hebedachkonstruktionen, Kofferraumdeckel und dergleichen anwenden. Außerdem sei die Erfindung nicht ausschließlich auf den Automobilbereich beschränkt, sondern lässt sich auch bei anderen Fahrzeugen, wie Lastkraftwägen, Bussen, Zugwaggons und dergleichen vorteilhaft einsetzen.
Die in der Patentanmeldung beschriebene Antriebsmotorik und Verstellmotorik sei lediglich beispielhaft zu verstehen, lässt sich allerdings beliebig abwandeln, ohne hierfür erfinderisch tätig zu werden.

1: Kraftfahrzeug
2: Heckklappe
2', 2'': Bereiche der Heckklappe
3: Drehachse zwischen Heckklappe und Kraftfahrzeug
4: Schwenkrichtungen
5, 5': Sensorelektroden, kapazitive Näherungssensoren
6, 6': äußere Oberflächen der Heckklappe
7, 7': Auswerteeinheiten
8: Steuereinrichtung
9: für ein Einklemmen gefährdeter Bereich, Spalt
10: zweite Sensorelektrode im Bereich der Karosserie
11: Innenraum der Heckklappe
12: innere Oberflächen
13: Klebeschicht
14: Befestigungslasche
15: Schraube
16: einklemmgefährdete Kante
S1, S1': Sensorsignale
S2, S2': Auswertesignale

Claims

Motorisch betätigbares Bauteil (2), insbesondere in oder für ein Kraftfahrzeug, welches zumindest bereichsweise ein für ein elektrisches Felder durchlässiges Material aufweist und welches eine sensorgesteuerte Einklemmschutzvorrichtung (5, 7, 8) aufweist, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Sensorelektrode (5) enthält, welche im Inneren (11) des Bauteils (2) in einem Bereich angeordnet ist, der das für elektrische Felder durchlässige Material aufweist und der von einer Außenseite (6) des Bauteils (2) her unzugänglich ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einklemmschutzvorrichtung (5, 7, 8) einen kontaktlosen Näherungssensor (5), insbesondere einen kapazitiven Sensor (5), aufweist.
Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungssensor (5) zumindest eine innerhalb des Bauteils angeordnete erste Sensorelektrode (5) und zumindest eine zweite Sensorelektrode (10) aufweist, die bei geschlossenem Bauteil (2) im wesentlichen gegenüberliegend zur ersten Sensorelektrode (5) angeordnet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorelektrode (5) in einem Bereich des Bauteils (2) angeordnet ist, dessen Außenfläche (6) lediglich im geöffneten Zustand des Bauteils (2) von außen zugänglich ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorelektrode (5) im Inneren (11) des Bauteils (2) entlang dessen einklemmgefährdeter Kante (16) angeordnet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorelektrode (5) in einem Bereich des Bauteils (2) angeordnet ist, welcher das für das elektrische Feld durchlässige Material aufweist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) eine Außenfläche (6, 6'), die im geöffneten Zustand des Bauteils (2) von außen zugänglich ist, und eine Innenfläche (12) aufweist, die an einer zur Außenfläche (6, 6') abgewandten Seite des Bauteils (2) vorgesehen ist, wobei die erste Sensorelektrode (5) auf der Innenfläche (12) des Bauteils (2) angeordnet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorelektrode (5) durch einen elektrisch leitfähigen Bereich innerhalb des für elektrische Felder durchlässigen Materials des Bauteils (2) gebildet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (5) als leitfähige Beschichtung und/oder als leitfähige Drahtelektrode und/oder als leitfähige Folie und/oder als leitfähiges Blechteil ausgebildet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (5) mittels einer Klebeschicht (13) und/oder mittels eines Clipverschlusses und/oder mittels einer Schraubverbindung (14, 15) auf einer Innenfläche (11) des Bauteils (2) befestigt ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (5) in eine Innenfläche (11) des Bauteils (2) eingeprägt und/oder eingepresst und/oder direkt auf eine Innenfläche (11) des Bauteils (2) aufgedampft ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das für elektrische Felder durchlässige Material des Bauteils (2) Kunststoff ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) als Heckklappe, als Kofferraumdeckel, als Schiebetür, als Seitentür und/oder als Schiebe-/Hebedach eines Kraftfahrzeugs (1) ausgebildet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einklemmschutzvorrichtung (5, 7, 8) eine Steuereinrichtung (7, 8) aufweist, die Sensorsignale (S1) der Sensor elektrode (5) auswertet und die abhängig von der Auswertung den Einklemmschutz steuert.
Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7, 8) innerhalb des Bauteils (5) angeordnet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7, 8) auf einer Innenfläche (12) des Bauteils (2) und/oder im für das elektrischen Feld durchlässigen Material des Bauteils (2) angeordnet ist.
Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7, 8) ohne Abschirmung auf der Seite der ersten Sensorelektrode (5) angebracht ist.
Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7, 8) mit der ersten Sensorelektrode (5) über einen flächigen Kontakt kontaktiert ist.
Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7, 8) Bestandteil eines Steuergeräts zur Steuerung des Öffnungs- und/oder Schließvorgangs des Bauteils (2) ist.
Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmotor vorgesehen ist, der das motorisch betätigbare Bauteil (2) in Abhängigkeit von einer Steuerung der Steuereinrichtung (7, 8) bewegt, wobei der Antriebsmotor für einen Öffnungs- und/oder Schließvorgang des Bauteils (2) auf eine Verstellmechanik einwirkt und wobei das Bauteil (2) über einen Mitnehmer mit dieser Verstellmechanik verbunden ist.