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Die
Erfindung betrifft ein Einklemmschutzsystem für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff der
Ansprüche
1, 18 und 22.
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Ein
gattungsgemäßes Einklemmschutzsystem
ist aus der
DE 198
47 080 A1 bekannt. Dieses sieht ein im Bereich seiner Enden
eingespanntes Zugmittel vor, relativ zu dem sich ein Antriebsmotor zusammen
mit einer mit dem Antriebsmotor verbundenen Fensterscheibe bewegt.
Zur Feststellung eines Einklemmfalles wird die auf das Zugmittel
im Einklemmfall wirkende Zugkraft genutzt, wobei ein Federelement
ausgelenkt und dabei ein elektrischer Kontakt geschlossen wird.
Mit Schließen
des elektrischen Kontakts wird die Bewegung des Verstellteils gestoppt
und/oder umgekehrt.
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Die
DE 693 09 807 02 beschreibt
einen elektrischen Fensterheber mit einem umlaufenden Seil, das
mit einem Mitnehmer fest verbunden ist, der auf einer Führungsschiene
verschiebbar gelagert ist und mit einer Fensterscheibe in Verbindung
steht. Das Seil ist mit einer Antriebseinheit verbunden und überträgt eine
Antriebskraft auf den Mitnehmer. Eine Sicherheitsvorrichtung bewirkt,
dass der Drehsinn des Antriebsmotors umgekehrt wird, wenn die auf
das Seil ausgeübte
Belastung einen vorgegebenen Grenzwert über schreitet. In einer ersten
Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass im Bereich einer Umlenkrolle
des Seils eine mechanisch vorgespannte Feder angeordnet ist. Im
Einklemmfall überschreitet
die Belastung, die das Seil übertragen
muss, eine durch die Vorspannung der Feder vorgegebene Grenze. Es
verschiebt sich dadurch ein koaxial zum Seil angeordnetes rohrförmiges Teil,
wodurch ein Schalter umgelegt und ein Steuersignal ausgelöst werden.
In einer zweiten Ausgestaltung ist an der Führungsschiene ein ortsfester,
drehbar gelagerter Hebel vorgesehen, an dessen einem Ende eine Umlenkrolle
befestigt ist und dessen anderes Ende durch eine Feder gehalten
wird. Der Hebel arbeitet mit einem elektrischen Schalter derart
zusammen, dass dieser sich in einem ersten Schaltungszustand befindet,
solange der Hebel und die Umlenkrolle in der ersten Stellung bleiben.
Der Schalter geht in einen zweiten Zustand über und erzeugt dann ein Steuersignal,
wenn der Hebel und die Umlenkrolle unter dem Einfluss einer erhöhten Seilspannung
im Einklemmfall umkippen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Einklemmschutzsysteme
zur Verfügung
zu stellen, die einen Einklemmfall durch Nutzung der im Einklemmfall
auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft oder durch Nutzung einer Reaktionskraft,
die durch die Zugkraft ausgelöst
wird, erkennen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Einklemmschutzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Einklemmschutzsystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und ein Einklemmschutzsystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 22 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach
ist in einer ersten Erfindungsvariante vorgesehen, dass die Einrichtung
zur Feststellung eines Einklemmfalls ein erstes Federelement und
ein zweites Federelement umfasst, die im Einklemmfall beide verformt
werden. Die Einrichtung stellt einen Einklemmfall anhand einer Verformung
mindestens eines dieser Federelemente fest. Die Verwendung zweier
Federelemente, die im Einklemmfall beide verformt werden, eröffnet neue
Möglichkeiten,
die auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft zur Erkennung eines Einklemmfalls
zu nutzen. Insbesondere die Reihen- und/oder Parallelschaltung solcher
Federelemente erlaubt eine präzise
und/oder an die jeweiligen Bedingungen anpassbare Auswertung der
Zugkraft.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Federelemente ab
einer definierten Verformung des ersten Federelementes parallel
geschaltet, d.h. bei Einwirkung einer Zugkraft auf das Zugmittel wird
das zweite Federelement erst dann verformt, nachdem das erste Federelement
die definierte Verformung erfahren hat.
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Die
Vorteile eines solchen Einklemmschutzsystems liegen in einer Integration
der Funktionen eines vor Fehlauslösungen weitgehend geschützten Einklemmschutzes
und eines Seillängenausgleichs. Das
erste Federelement dient dabei einem Seillängenausgleich. Darüber kann
das erste Federelement vertikale Schwingungen, die während der
Fahrzeugbewegung auftreten und zu einer Fehlauslösung des Einklemmschutzes führen können, aufnehmen.
Auch kann durch das erste Federelement eine Systemvorspannung in
exakter Weise eingestellt werden. Der Einklemmfall kann in exakter
Weise anhand einer Verformung des zweiten Federelements festgestellt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das zweite
Federelement ab einer definierten Verformung des ersten Federelements
mit einem Kraftübertragungsteil
in Wechselwirkung tritt, über
das bereits die Zugkraft auf das erste Federelement übertragen
wird. Insbesondere tritt das Kraftübertragungsteil ab der definierten
Verformung des ersten Federelements mit einem Stößel in Kontakt, der sich unter
Verformung des zweiten Federelements in Verformungsrichtung mitbewegt.
Nach in Kontakt treten des Kraftübertragungsteils
mit dem Stößel sind
das erste und das zweite Federelement parallel geschaltet sind.
Der Vorteil, dass das erste und das zweite Federelement nicht sogleich,
sondern erst nach einer definierten Verformung des ersten Federelementes
eine Parallelschaltung bilden, liegt darin, dass auf diese Weise
eine Erfassung des Einklemmfalls (durch das zweite Federelement)
von Funktionen des ersten Federelements wie etwa einem Seillängenausgleich
und der Aufnahme von Schwingungen entkoppelt ist.
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In
einer bevorzugten konstruktiven Lösung ist das Kraftübertragungsteil
als eine Druckscheibe ausgebildet, in die ein Ende des Zugmittels
eingehängt
ist und die auf dem ersten, als Druckfeder ausgebildeten Federelement
aufliegt. Weiter ist in einer kompakten Ausgestaltung eine hohlzylindrische
Hülse vorgesehen,
wobei das eine Federelement auf die Hülse aufgesetzt, das andere
Federelement zumindest teilweise in einem mittigen Hohlraum der
Hülse angeordnet
und der Stößel beweglich
in einer mittigen stirnseitigen Aussparung der Hülse angeordnet ist. Die Hülse kann
einen flanschartigen Rand ausbil den, auf der ein temperaturabhängiges Dämpfungselement
angeordnet ist, auf welchem das erste Federelement aufsitzt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung sind die beiden Federelemente von vornherein
parallel geschaltet. Sie erfahren bei Einwirkung einer Zugkraft
auf das Zugmittel von Anfang an gleichzeitig eine Verformung. Die
Federkonstanten der beiden Federelemente addieren sich dabei. Diese
Ausgestaltung eignet sich besonders für Einklemmschutzsysteme mit einem
umlaufenden Zugmittel. Die beiden Federelemente verbinden dabei
bevorzugt ein erstes Teil und ein zweites Teil einer Umlenkeinrichtung
für das
Zugmittel, die unter Verformung der Federelemente relativ zueinander
bewegbar sind.
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Bevorzugt
ist dabei vorgesehen, dass das eine der beiden Teile das Zugmittel
umlenkt und bei Auftreten einer auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft dieses
Teil entgegen der Federkraft der Federelemente in Richtung der anderen
Teils gedrückt
wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass in die beiden Teile Führungsstrukturen
zur Führung
der Relativbewegung zwischen den Teilen integriert sind.
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In
einer zweiten Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass die Einrichtung
zur Feststellung eines Einklemmfalls mindestens ein Federelement
umfasst, das bei Einwirkung einer Zugkraft auf das Zugmittel ein
Drehmoment erfährt,
und die Einrichtung einen Einklemmfall anhand einer durch das Drehmoment
verursachten Verformung des Federelements feststellt. Dieser Erfindungsaspekt
wertet ein Drehmoment zur Erkennung des Einklemmfalls aus, das als
Reaktion auf eine Zugkraft auf das Zugmittel erzeugt wird.
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Das
Federelement ist bevorzugt als Drehfeder ausgebildet, die bei Einwirkung
einer Zugkraft auf das Zugmittel eine Verdrehung erfährt. Unter
einer Drehfeder wird jede Feder verstanden, die bei Auftreten eines
Drehmoment eine Verdrehung erfährt
und nach Wegfall des Drehmoments wieder in ihre Ausgangsposition
zurückkehrt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Zugmittel an seinem einen
Ende an einem Drehstück befestigt,
das bei Auftreten einer Zugkraft auf das Zugmittel unter Verformung
des Federelements relativ zu einem ortsfest angeordneten Befestigungselement
verdreht wird. In das Federelement sind bevorzugt Elemente einer
Sensoreinrichtung integriert, die bei einer Verdrehung der Federelements
ihre Lage zueinander ändern
und dabei ein Sensorsignal erzeugen. Im einfachsten Fall wird ein
Sensorsignal erzeugt, wenn die genannten Elemente sich aufgrund einer
Verdrehung des Federelements berühren.
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In
einer dritten Erfindungsvariante ist vorgesehen, das die Einrichtung
zur Feststellung eines Einklemmfalls ein Federelement umfasst, das
mit einer verschiebbar gelagerten Umlenkvorrichtung zum Umlenken
des Zugmittels mechanisch gekoppelt ist, wobei bei Einwirken einer
Zugkraft auf das Zugmittel die Umlenkvorrichtung unter Verformung
des Federelements verschoben wird. Dabei stellt die Einrichtung
einen Einklemmfall abhängig
von einer solchen Verschiebung der Umlenkvorrichtung fest. Diese Ausgestaltung
eignet sich insbesondere für
Seilfensterheber mit einem umlaufenden Seil.
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Die
Umlenkvorrichtung ist beispielsweise relativ zu einem Schienenprofil
verschiebbar gelagert, an dem ein mit dem Verstellteil verbundenen
Mitnehmer angeordnet ist. Das Federelement ist dabei bevorzugt an
einem ersten Ende ortsfest am Schienenprofil befestigt und wechselwirkt
mit einem zweiten Ende mit der verschiebbar gelagerten Umlenkvorrichtung.
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Die
Einrichtung zur Feststellung eines Einklemmfalls weist des weiteren
eine Sensorik auf, die eine Abstandsänderung erfasst, die zwei Teile
des Einklemmschutzsystems bei Auftreten einer Zugkraft erfahren.
In einer einfachen Ausgestaltung ist die Sensorik als Schalter ausgebildet
ist, der ein elektrisches Schaltsignal bereitstellt, sobald die
betrachteten zwei Teile einen bestimmten Abstand über- oder unterschreiten
oder sich berühren.
Bei Vorliegen eines solchen Schaltsignals wird ein Antriebsmotor
abgeschaltet oder in seiner Bewegung reversiert.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass die Sensorik einen Sender und
einen Empfänger
aufweist und das Signal des Empfängers
zur Feststellung eines Einklemmfalls ausgewertet wird. Bei der Wahl
der Sensorelemente gibt es grundsätzlich keine Einschränkungen.
Die Sensorik kann analog und/oder digital, absolut und/oder inkremental,
berührungslos
und/oder kontaktiv arbeiten. Alle bekannten Sensorprinzipien, wie
beispielsweise die Nutzung des Kapazitäts-Effekts, die Nutzung des
Induktions-Effekts, des Hall-Effekts,
des Elektromagnetismus, eines ohmschen Widerstands-Effekts, eines
elektrischen Schaltsignals, des Piezo-Effekts, des optischen Effekts
oder des magnetoresistiven Effektes sind implementierbar.
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Die
Auswertung eines Sensorsignals einer Sensorik erfolgt bevorzugt
durch eine elektronische Auswerteinrichtung zur Feststellung eines
Einklemmfalls, die beispielsweise in die Antriebseinheit des Systems
oder in einen Mitnehmer integriert ist, aber auch gesondert ausgeführt sein
kann. Dabei ist es möglich,
dass die elektronische Auswerteinheit zur Bestimmung eines Einklemmfalls
zusätzlich
die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder das Signal eines Beschleunigungssensors
berücksichtigt,
um Fehlauslösungen
sicher zu vermeiden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in die Einrichtung
zur Feststellung eines Einklemmfalls ein temperaturabhängiges Dämpfungselement
integriert, das mit mindestens einem Federelement in Reihe geschaltet
ist. Das Dämpfungselement
kann in Form von Fluiden oder aus elastischen Materialien, Werkstoffen
oder Verbundwerkstoffen ausgeführt
sein. Bevorzugt ist es durch ein Elastomer aus Gummi oder Kunststoff
gebildet. Die Federkonstante und/oder der Dämpfungsgrad des Dämpfungselements
sind konstant oder variabel. Durch ein Dämpfungselement können Einflüsse der
Temperatur auf die Schwergängigkeit
der Systems kompensiert werden.
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Die
verschiedenen Realisierungsformen einer Einrichtung zur Feststellung
eines Einklemmfalles sind vorteilhafter Weise an einer Umlenkrolle
des Zugmittels, an einem mit dem Verstellteil verbundenen Mitnehmer,
an einem Getriebeteil der Antriebseinheit wie z.B. einer Seiltrommel
oder an Stellen eines Seillängenausgleichssystems
realisiert. Die Erfindung ist sowohl für Systeme mit umlaufenden Zugmitteln
als auch für
Systeme mit fest eingespannten Zugmitteln geeignet. Es können sowohl
offene Systeme als auch Bowdensysteme, Einstrang- oder Doppelstrangfensterheber,
Systeme mit oder ohne Schienenführung
sowie feststehende oder über
den Hub mitlaufende Systeme in Verbindung mit der Erfindung eingesetzt
werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der
Zeichnung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Einklemmschutzsystems für
Seilfensterheber, bei dem eine Einrichtung zur Feststellung eines
Einklemmfalls eine Drehfeder umfasst, die bei Einwirkung einer Zugkraft
auf das Fensterheberseil verdreht wird;
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Einklemmschutzsystems für
Seilfensterheber, bei dem eine Einrichtung zur Feststellung eines
Einklemmfalles eine Umlenkrolle für das Fensterheberseil aufweist,
die bei Einwir kung einer Zugkraft auf das Fensterheberseil entgegen
einer Federkraft entlang einer Führungsschiene
verschoben wird;
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3 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines Einklemmschutzsystems für
Seilfensterheber, vorzugsweise für
Bowdensysteme, bei dem eine Einrichtung zur Feststellung eines Einklemmfalles
zwei parallel angeordnete Federelemente aufweist;
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4 ein
viertes Ausführungsbeispiel
eines Einklemmschutzsystems für
Seilfensterheber, bei dem eine Einrichtung zur Feststellung eines
Einklemmfalles ein erstes und ein zweites Federelement aufweist,
die ab einer bestimmten Verformung des ersten Federelements parallel
geschaltet sind;
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5 in
perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des Einklemmschutzsystems der 4;
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6 eine
Schnittdarstellung des Einklemmschutzsystems der 5;
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7 einen
im Stand der Technik bekannten Seilfensterheber mit einem umlaufenden,
offen geführten
Seil; und
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8 einen
im Stand der Technik bekannten Seilfensterheber mit einem Seil,
dessen Enden fest in der Fahrzeugkarosserie eingespannt sind.
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Die 1 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Seilfensterheber mit einem nicht umlaufenden
Seil. Das Seil weist einen ziehenden Trum 4a zum Senken eines
Verstellteils und einen ziehenden Trum 4b zum Heben des
Verstellteils auf. Die oberen Enden der Trums 4a, 4b weisen
jeweils einen Nippel 5a, 5b auf, der in einem
Drehstück 3 gelagert
ist. Das Drehstück 3 ist
im Schnitt kreisförmig
ausgebildet und auf einem Befestigungszylinder 2 drehbar
gelagert, der ortsfest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Befestigungszylinder 2 beispielsweise mit einem
Schienenprofil 6 verbunden, das der Führung eines mit dem Verstellteils
verbundenen Teils dient. Das Drehstück 3 ist über eine
Drehfeder 1 derart auf dem Befestigungszylinder 2 angeordnet,
das bei einer Verdrehung aus der Ruheposition heraus eine Rückstellkraft
auf das Drehstück 3 wirkt.
Ein erster Bereich 1a der Drehfeder 1 ist dabei
in dem Befesti gungszylinder 2 gelagert und durchläuft diesen
axial. Ein zweiter Bereich 1b der Drehfeder 1 liegt
an der Außenseite
des Befestigungszylinders 2 an.
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Die
beiden Enden der Drehfeder 1 bilden eine Sensorik, die
aus einem Sender 7a und einem Empfänger 7b besteht. Bei
einem Verdrehen des Drehstücks 3 in
die eine oder die andere Richtung ändert sich der Abstand zwischen
dem Sender 7a und dem Empfänger 7b, wodurch ein
Signal erzeugt bzw. verändert
wird. Wenn beispielsweise auf den ziehenden Trum 4a zum
Heben eine Zugkraft FS wirkt, so wird das
Drehstück 3 im
Uhrzeigersinn gegenüber
dem Befestigungszylinder 2 verdreht. Dies führt dazu,
dass der zweite Bereich 1b der Drehfeder im Uhrzeigersinn
gedreht wird, wodurch Sender 7a und Empfänger 7b der
Sensorik sich voneinander wegbewegen. Wenn dagegen eine Zugkraft
FS auf den ziehenden Trum 4b zum
Senken wirkt, wird das Drehstück 3 gegenüber dem
Befestigungszylinder 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht
und nähern sich
Sender 7a und Empfänger 7b einander
an.
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Durch
Auswertung des vom Empfänger 7b erzeugten
Signals kann durch eine elektronische Auswerteinrichtung ein Einklemmfall
detektiert werden. Beispielsweise wird überprüft, ob der Abstand von Sender 7a und
Empfänger 7b einen
bestimmten Abstand unter- oder überschreitet.
Auch ist denkbar, dass in einer einfachen Ausführungsvariante der Sender 7a und
der Empfänger 7b lediglich
die beiden Teile eines elektrischen Schalters bilden, wobei diese ab
einem bestimmten Drehwinkel in Kontakt treten und dabei ein Signal
auslösen.
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Das
Ausführungsbeispiel
der
1 steht beispielhaft für ein Einklemmschutzsystem
mit einer Feder, auf die im Einklemmfall ein Drehmoment wirkt. In
weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen weist die
Drehfeder eine unterschiedliche Ausgestaltung auf, ist sie beispielsweise
als Spiralfeder ausgebildet. Weiter kann entsprechend der
DE 198 47 080 A1 lediglich
ein einziges Zugmittel vorgesehen sein. Für diesen Fall ist naturgemäß nur ein
Seilende über
einen Nippel in das Drehstück
3 eingehängt. Ein
Verdrehen des Drehstücks
3 im
Falle einer auftretenden Zugkraft erfolgt ausschließlich in
eine Richtung. Ein Einklemmfall kann hier ebenfalls in einfacher
Weise detektiert werden.
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Das
Zugmittel ist bevorzugt als Seil ausgebildet, das um eine Seiltrommel
eines Antriebsmotors geführt
wird, der mit dem Verstellteil verbunden und zusammen mit diesem
angehoben oder abgesenkt wird, entsprechend der
DE 198 47 080 A1 . Das Zugmittel kann
jedoch auch in anderer Weise, beispielsweise als Zahnriemen oder
als Kette realisiert sein, die z.B. mit einem Ritzel eines Verstellantriebs
Wechselwirken.
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Die 2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Einklemmschutzsystems, das bevorzugt bei einem Seilfensterheber
mit einem umlaufenden, offen geführten
Seil (d.h. ohne Bowdenführung)
eingesetzt wird. Es ist eine Umlenkrolle 8 vorgesehen,
die an dem einen Ende eines Schienenprofils 6 angeordnet ist.
An dem Schienenprofil 6 ist ein Mitnehmer verschiebbar
gelagert, der mit einem Verstellteil in Verbindung steht (nicht
dargestellt). Über
ein Seil 4, das mit einer Antriebseinheit wirkverbunden
ist, wird eine Antriebskraft auf den Mitnehmer zur Betätigung des Verstellteils übertragen.
Eine derartige Anordnung ist dem Fachmann wohlbekannt, so dass hierauf
nicht näher
eingegangen wird.
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Die
Umlenkrolle 8 ist auf einem Führungszylinder 9,
der Teil des Schienenprofils 6 oder mit diesem verbunden
ist, längsverschiebbar
angeordnet. Bei einer Längsverschiebung
wechselwirkt die Umlenkrolle mit einem als Druckfeder ausgebildeten
Federelement 10, das an einem Befestigungselement 11 des
Schienenprofils 6 befestigt und durch dieses zentriert
ist. An der Umlenkrolle sind weiter ein Sender 7a und an
der Führungsschiene
ist ein Empfänger 7b montiert,
oder umgekehrt. Bei einer im Einklemmfall auftretenden Zugkraft
FS auf das Seil 4 wird die Umlenkrolle 8 unter
Kompression des Federelementes 10 gegenüber dem Schienenprofil 6 längsverschoben,
wobei sich Sender 7a und Empfänger 7b einander nähern. Die
damit verbundene Signaländerung
kann zur Detektion eines Einklemmfalles ausgenutzt werden. Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass für
den Fall, dass das durch den Empfänger 7b erzeugte Signal
einen vorbestimmten Wert, der einem definierten Abstand zwischen
Sender 7a und Empfänger 7b entspricht, überschreitet,
der Einklemmfall erkannt und Gegenmaßnahmen wie ein Abschalten
des Motors oder eine Reversierung der Scheibenbewegung eingeleitet
werden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Wechselwirkung zwischen der Umlenkrolle 8 und
dem Federelement 10 in der 2 nur schematisch
dargestellt ist. Zu ihrer Realisierung könnte, wie in der 2 angedeutet,
der Rand der Umlenkrolle 8 unmittelbar mit dem einen Ende
des Federelementes 10 oder einer auf dem Ende des Federelementes 10 angeordneten
Druckscheibe anliegen. In einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen
sein, dass nicht die Umlenkrolle 8 selbst bzw. deren Rand,
sondern ein mit dem Führungszylinder 9 gekoppeltes
Teil mit dem Federelement 10 interagiert. Dies ist ebenfalls
möglich,
da bei einer Längsverschiebung
der Umlenkrolle 8 aufgrund einer Zugkraft FS auch
der verschiebbar im Schienenprofil 6 angeordnete Führungszylinder 9 längsverschoben
wird.
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Die 3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Einrichtung zur Feststellung eines Einklemmfalles, die ebenso
wie bei der 2 an einem Umlenkbereich eines
umlaufenden Seils 4 eines Seilfensterhebers ausgebildet
ist. Das Seil 4 wird dabei um eine Umlenkeinrichtung geführt, die
im dargestellten Ausführungsbeispiel
an dem einen Ende eines Schienenprofils 6 ausgebildet ist,
das der Führung
eines Mitnehmers für
eine Fensterscheibe dient. Die Umlenkeinrichtung ist zweiteilig
ausgebildet und besteht aus einem fest mit dem Schienenprofil 6 verbundenen,
um eine Lagerung 13 ausrichtbaren Befestigungsstück 12 und
einem gegenüber
dem Befestigungsstück 12 verschiebbar
gelagerten Umlenkstück 14.
Das Umlenkstück 14 dient
der Umlenkung des Seils 4, das an das Befestigungsstück 12 als
Bowden 15 herangeführt
und entlang des Schienenprofils 6 offen weitergeführt wird.
Der Bowden 15 stützt
sich dabei an dem Befestigungsstück 12 ab.
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Das
Befestigungsstück 12 und
das Umlenkstück 14 sind über zwei
parallel angeordnete erste und zweite Federelemente 10a, 10b,
die jeweils als Druckfeder ausgebildet sind, miteinander verbunden. Jedes
Federelement 10a, 10b ist über ein Befestigungselement 11a, 11b,
das der Befestigung und Zentrierung des Federelementes 10a, 10b dient,
am Befestigungsstück 12 befestigt.
Das Befestigungsstück 12 weist
hierzu Aussparungen 121a, 121b auf, in denen sich
die Befestigungselemente 11a, 11b befinden und
die die beiden Federelemente 10a, 10b jeweils
teilweise aufnehmen. Die Anordnung der beiden Federelemente 10a, 10b ist
symmetrisch bezüglich
der Lagerung 13 des Befestigungsstückes 2.
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Die
Federelemente 10a, 10b sind des Weiteren mit einer
dem Befestigungsstück 12 zugewandten
Seite 14a des Umlenkstückes 14 verbunden. Hierzu
sind zwei weitere Befestigungselemente 11'a und 11'b vorgesehen. Für eine gute Führung der
Relativbewegung zwischen dem Befestigungsstück 12 und dem Umlenkstück 14 weist
das Befestigungsstück 12 des
weiteren einen mittigen Vorsprung 122 auf, der ohne oder
mit nur geringem Spiel in eine Aussparung 141 des Umlenkstücks 14 eingreift.
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Weiter
sind in dem Umlenkstück 14 ein
Sender 7a und in dem Befestigungsstück 12 ein Empfänger 7b angeordnet,
oder umgekehrt. Im Einklemmfall wirkt eine vergrößerte Kraft FS auf
das Seil 4. Dies führt
dazu, dass das Umlenkstück 14 entgegen
der sich addie renden Federkräfte
der Federelemente 10a, 10b in Richtung des Befestigungsstückes 12 gedrückt wird.
Dies wiederum führt
dazu, dass der Sender 7a und der Empfänger 7b sich aufeinander
zu bewegen und hierbei der Empfänger 7b ein
geändertes oder überhaupt
ein Signal ausgibt, das von einer nicht dargestellten elektronischen
Auswerteinrichtung zur Erkennung eines Einklemmfalles ausgewertet
werden kann.
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Die
4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem eine Einrichtung zur Feststellung eines Einklemmfalles im
Bereich eines der Enden eines Zugmittels realisiert ist, wobei das
Zugmittel an beiden Enden in der Fahrzeugkarosserie eingespannt
ist. Bei dem Zugmittel handelt es sich insbesondere um ein Seil
oder um einen Zahnriemen. Ein nicht dargestellter Antriebsmotor
ist mit einem Verstellteil verbunden und bewegt sich mit diesem
relativ zu dem Zugmittel in die eine oder andere Richtung, entsprechend
der
DE 198 47 080
A1 . Es ist eine Anordnung mit einem ersten Federelement
10 und
einem zweiten Federelement
16 vorgesehen, wobei die beiden Federelemente
10,
16 ab
einer bestimmten Auslenkung des ersten Federelements
10 parallel
geschaltet sind. Beide Federelemente
10,
16 sind
im betrachteten Ausführungsbeispiel
als Druckfedern ausgebildet.
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Das
erste Federelement 10 ist in einem ersten mit dem Schienenprofil 6 verbundenen
oder in anderer Weise im Kraftfahrzeug ortsfest angeordneten oberen
Topf 22 und das zweite Federelement 16 in einem
zweiten solchen unteren Topf 23 angeordnet. Das Zugmittel 4 ist
zentrisch durch die beiden Töpfe 22, 23 geführt. Das
obere Ende des Zugmittels 4 ist über einen Nippel 5 auf
einer Druckscheibe 18 befestigt, die auf dem oberen Ende
des ersten Federelementes 10 aufliegt. Im unteren Bereich
des oberen Topfes 22 befindet sich ein Distanzstößel 17,
der aus dem oberen Topf 22 heraus und in den unteren Topf 23 hinein
verschiebbar ist. Sein unteres Ende liegt auf dem oberen Ende des
zweiten Federelementes 23 auf. Im Bodenbereich des unteren
Topfes 23 ist ein Befestigungselement 11 zur Befestigung des
zweiten Federelementes 23 und zu dessen Zentrierung vorgesehen.
Die Verwendung eines oberen Topfes 22 und eines unteren
Topfes 23 kann auch entfallen, wenn die Befestigung und
Ausrichtung der Federelemente 10, 16 in anderer
Weise sichergestellt ist.
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Weiter
ist in die obere Druckscheibe 18 ein Sender 7a integriert
und befindet sich am Schienenprofil 6 oder an anderer Stelle
der Fahrzeugkarosserie ein ortfest angeordneter Empfänger 7b oder
umgekehrt.
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Im
Einklemmfall wirkt durch das eingeklemmte Hindernis eine erhöhte Kraft
FS auf das Zugmittel 4. So versucht
die Antriebseinheit, trotz des Hindernisses das Verstellteil zu
bewegen. Bei Auftreten einer erhöhten
Kraft FS wird zunächst allein das obere Federelement 10 komprimiert:
als Reaktion auf die Kraft FS wirkt über den
Nippel 5 und die obere Druckscheibe 18 eine Kraft
auf das erste Federelement 10, die zu dessen Komprimierung
führt.
Sobald das obere Federelement 10 soweit komprimiert ist, dass
die obere Druckscheibe 18 an das stirnseitige obere Ende
des Distanzstößels 17 anstößt, wird,
sofern die Kraft FS hierzu ausreicht, nun über den
Distanzstößel 17 das
untere Federelement 16 zusätzlich komprimiert. Die beiden
ineinandergeschachtelten Federn 10, 16 sind nun
parallel geschaltet. Eine Parallelschaltung der beiden Federn 10, 16 liegt
dabei insofern vor, als sich, sobald die obere Druckscheibe 18 an
das stirnseitige obere Ende des Distanzstößels 17 anstößt, die
Federkräfte
der beiden Federn 10, 16 addieren.
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In
beiden Phasen der Komprimierung verändert sich die Lage des Senders 7a gegenüber dem Empfänger 7b,
so dass der Empfänger 7b ein
verändertes
Sensorsignal ausgibt, das einer elektronischen Auswerteinrichtung
(nicht dargestellt) zur Auswertung des Sensorsignals und zur Erkennung
eines Einklemmfalles zugeführt
wird. Eine solche elektronische Auswerteinrichtung ist beispielsweise
in die Antriebseinheit oder in einen mit dem Verstellteil verbundenen
Mitnehmer integriert. Antriebseinheit und Mitnehmer einerseits und
die genannte elektronische Auswerteinrichtung andererseits können eine
Einheit bilden oder auch getrennt voneinander angebracht sein.
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Es
ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Komprimierung des ersten Federelements 10 noch nicht
zum Erkennen eines Einklemmfalles führt. Das Federelement 10 dient
vielmehr einem Seillängenausgleich
sowie der Kompensation von Kräften,
die durch Schwingungen des Verstellteils – beispielsweise hervorgerufen
durch eine Schlechtwegstrecke – verursacht
werden. Bevorzugt wird ein Einklemmfall erst dann erkannt, wenn
auch eine Komprimierung des zweiten Federelementes 16 erfolgt.
Dies kann auf verschiedene Weisen erfolgen.
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In
einer Variante wird der Einklemmfall erkannt, sobald das zweite
Federelement 16 überhaupt komprimiert
wird. Dies wird beispielsweise über
eine bestimmte Signalstärke
des Empfängers 7b erkannt, die
einem bestimmten Abstand zwischen Sender 7a und Empfänger 7b entspricht.
Dieser bestimmte Abstand zeigt an, dass das erste Federelement 10 soweit
komprimiert ist, dass bei einer weiteren Bewegung eine Komprimierung des
zweiten Federelementes 16 erfolgt. Es liegt insofern ein
digitales JA-NEIN-Signal vor, das ausgewertet zur Erkennung eines
Einklemmfalls führt.
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Das
Sendesignal des Empfängers 7b kann jedoch
auch eine weitergehende Auswertung erhalten, wobei ggf. das zeitabhängige Signalbild
ausgewertet wird. Beispielsweise kann der Einklemmfall dahingehend
festgelegt werden, dass erst ab einer bestimmten Komprimierung auch
des zweiten Federelementes 16 oder sogar erst bei einer
vollständigen Komprimierung
des zweiten Federelementes 16, also beim Erreichen des
unteren Anschlags, der Einklemmfall angenommen wird. Weiter kann
auch ein analoges Signal ausgewertet werden, wobei die Stärke des
analogen Signals einem bestimmten Federweg entspricht. Eine elektronische
Auswerteinrichtung, der das Signal des Empfängers 7b zugeführt wird,
kann des weiteren die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eventuelle
Messsignale eines zusätzlichen
Beschleunigungssensors bei der Auswertung und Bestimmung eines Einklemmfalls
berücksichtigen.
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Die
verwendete Sensorik kann beliebiger Natur sein. In einer ersten
Variante ist die Sensorik durch einfache Schalter gebildet, die
ab einem bestimmten Federweg des Federelements 16 ein Signal
auslösen,
das dann den Einklemmfall angibt. Beispiele hierfür sind elektrische
Kontakte, die auf einem bestimmten Federweg geschlossen oder geöffnet werden.
Für diesen
Fall kann die elektronische Auswerteinrichtung zur Erkennung eines
Einklemmfalles sehr einfach ausgeführt sein, da sie lediglich
das Vorliegen eines entsprechenden Signals erkennen muss. Sie kann
insbesondere in eine übliche
Elektronikeinheit eines Elektromotors integriert sein, die bei Vorliegen
eines Schaltersignals den Elektromotor stoppt oder seine Bewegung
reversiert.
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In
einer zweiten Variante sind, wie in den Ausführungsbeispielen erläutert, ein
Sender 7a und ein Empfänger 7b vorgesehen,
wobei der Empfänger 7b ein
bestimmtes Sensorsignal abgibt, das hinsichtlich seiner Stärke und
seines zeitlichen Verlaufs ausgewertet werden kann, ggf. in Verbindung
mit weiteren Parametern wie Fahrzeuggeschwindigkeit und den Signalen
eines Sensors, der eine vertikale Beschleunigung misst (Schlechtwegstreckensensor).
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Auch
kann es vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von dem zeitlichen
Verlauf und/oder der Amplitude der Schwingungen, die das erste Federelement 10 und/oder
das zweite Federelement 16 erfahren, der Federweg des zweiten
Federelementes 16, nach dessen Zurücklegung ein Einklemmfall erkannt
wird, durch die elektronische Auswertein richtung dynamisch festgelegt
wird. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise insbesondere das
Vorhandensein einer Schlechtwegstrecke, die mit hohen Amplituden der
Schwingung des ersten Federelements 10 und – bei ausreichend
großen
Kräften – auch des
zweiten Federelements 16 einhergeht, bei der Empfindlichkeit
des Einklemmschutzsystems berücksichtigt
werden kann. Ein gesonderter Schlechtwegstreckensensor ist dabei
nicht erforderlich.
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Anhand
der 5 und 6 wird im Folgenden ein weiteres
Ausführungsbeispiel
beschrieben, das vom Grundaufbau her dem Ausführungsbeispiel der 4 entspricht,
jedoch weitere Details darstellt.
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Die 5 und 6 zeigen
wiederum das erste Federelement 10, das zweite Federelement 16, die
obere Druckscheibe 18, in der das Ende des Zugmittels 4 über einen
Nippel 5 eingehängt
ist, sowie den Distanzstößel 17,
der durch die Druckscheibe 18 unter Komprimierung des zweiten
Federelementes 16 entlang der Längsachse des Zugmittels 4 verschoben
werden kann.
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Es
ist des weiteren eine hohlzylindrische Distanzhülse 21 vorgesehen,
die einen mittigen Hohlraum 21b und einen flanschartigen
Rand 21a ausbildet. Auf dem flanschartigen Rand 21a liegt
ein temperaturabhängiges
Dämpferelement 20 auf.
Gleichzeitig dient die Distanzhülse 21 der
Befestigung und Zentrierung des ersten Federelementes 10,
das in seinem unteren Bereich direkt auf den flanschartigen Rand
der Distanzhülse 21 oder
auf das Dämpferelement 20 aufgesetzt
ist. Eine obere Stirnseite der Distanzhülse 21 weist mittig
eine Aussparung auf, durch die sich der Distanzstößel 17 erstreckt.
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Das
zweite Federelement 16 erstreckt sich in dem mittigen Hohlraum 21b der
Distanzhülse 21. Sein
oberes Ende liegt dabei an der Unterseite des Distanzstößels 17 an
und drückt
diesen nach oben. Das untere Ende des zweiten Federelementes 16 ist an
einem Haltewinkel 19 befestigt, der beispielsweise von
einem Schienenprofil oder einer anderen Fahrzeugstruktur absteht.
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Die
Funktionsweise entspricht der in Bezug auf die 4 erläuterten
Funktionsweise. Zunächst wird
bei Wirken einer Zugkraft auf das Seil 4 lediglich das
erste Federelement 10 komprimiert. Wenn die Druckscheibe 18 an
den Distanzstößel 17 zur
Anlage kommt, werden bei einer weiteren Verformung sowohl das erste
Federelement 10 als auch das zweite Federelement 16 verformt,
die nun in einer Parallelanordnung wirken. Ab einem bestimmten Federweg des
ersten Federelementes 10, der im betrachteten Ausführungsbeispiel
gleich dem Abstand zwischen der Unterseite der Druckscheibe 18 und
der Oberseite des Distanzstößels 17 ist,
werden somit beide Federn 10, 16 komprimiert.
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Die
Verwendung des temperaturabhängigen Dämpferelementes 20 ermöglicht eine
Beeinflussung des Federweges des ersten Federelementes 10 in Abhängigkeit
von der Temperatur. Das Dämpferelement 20 besteht
aus einem temperaturabhängigen Elastomer
und ist beispielsweise als temperaturabhängiges Gummielement ausgeführt. Es
kann, wie in den 5 und 6 dargestellt,
eine zylindrische Form besitzen, jedoch auch kompliziertere Formen aufweisen.
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Das
Dämpferelement 20 kompensiert Schwergängigkeit
des Verstellsystems, hervorgerufen durch Einflüsse der Temperatur. Es stellt
ein weiteres, mit dem ersten Federelement 10 in Reihe geschaltetes
Federelement dar, dass temperaturabhängig ist. Hiermit wird im Ergebnis
der Federweg, den das erste Federelement 10 zurücklegt,
bevor das zweite Federelement 16 involviert wird, in Abhängigkeit
von der Temperatur eingestellt. Bei kalten Temperaturen besitzt
das Dämpferelement
eine größere Steifigkeit
als bei warmen Temperaturen, was dazu führt, dass das zweite Federelement 16 erst
bei höheren
Zugkräften
auf das Seil 4 (verglichen mit der Situation mit höheren Temperaturen)
verformt wird. Bei warmen Temperaturen ist das Dämpferelement 20 dagegen
in stärkerem
Maße zusätzlich komprimierbar,
so dass eine Zugkraft zunächst
das erste Federelement 10 in geringerem Maß (als bei
niedrigeren Temperaturen) und gleichzeitig das Dämpferelement 20 komprimiert,
bevor schon frühzeitiger
(d.h. bei geringeren Zugkräften
als bei niedrigen Temperaturen) eine Komprimierung des zweiten Federelementes 16 erfolgt.
Das Erkennen eines Auslösefalls erfordert
bei höheren
Temperaturen also geringere und bei niedrigen Temperaturen größere Zugkräfte. Dies
ist sinnvoll, da bei einer hohen Steifigkeit des Gesamtsystems,
wie sie bei niedrigen Temperaturen gegeben ist, im Einklemmfall
auftretende Kräfte
nicht zunächst
elastisch im Verstellsystem verteilt werden können.
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Neben
einer Temperaturkompensation kann das Dämpferelement der Systemdämpfung insgesamt
bei Anfahren des Antriebsmotors dienen. Hierdurch ist es möglich, an
anderer Stelle des Fahrzeugs für
eine solche Systemdämpfung
vorgesehene Dämpfungselemente
wie etwa Gummidämpfer
im Bereich des Antriebsmotors oder eines Mitnehmers einzusparen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung zweier parallel geschalteter
Federelemente entsprechend den Ausgestaltungen der 4 bis 6 auch
bei den Ausgestaltungen der 1 bis 3 realisiert
werden kann. Beispielsweise werden in der 1 eine erste
und eine zweite Drehfeder ab einer bestimmten Verdrehung der ersten
Drehfeder parallel geschaltet. Auch kann eine Parallelschaltung von
Federelementen mit einer Reihenschaltung von Federelementen kombiniert
werden.
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Die
in den Figuren dargestellten Federelemente sind nur beispielhaft
als Druckfedern ausgebildet. Grundsätzlich können Schraubenfedern, Kegelstumpffedern,
Spiralfedern, Drehstabfedern, Blattfedern, Tellerfedern, Ringfedern,
Gummifedern oder Kompressionsfedern verwendet werden. Die Federelemente
können
eine konstante Federkonstante, alternativ eine variable Federkonstante
mit progressiver oder degressiver Federkennlinie aufweisen. In einer
parallelen Anordnung von Federelementen können die Federelemente die
gleiche oder eine unterschiedliche Federsteifigkeit aufweisen, wobei
im letzteren Fall das Umlenkstück 14 der 3 bei
Auftreten einer Kraft zusätzlich
eine Kippkraft FS erfahren würde. Bei
der Verwendung in Reihe geschalteter Federelemente können grundsätzlich ebenfalls
unterschiedliche Federkonstanten kombiniert werden.
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Die 7 zeigt
einen im Stand der Technik bekannten einsträngigen Seilfensterheber, der
ein umlaufendes, offen geführtes
Seil 4 aufweist. Der Seilfensterheber besteht im Wesentlichen
aus einer Antriebseinheit 100, dem Seil 4, einer
oberen Seilumlenkung 120, einer unteren Seilumlenkung 121,
einer Führungsschiene 6 und
einem auf der Führungsschiene 6 verschiebbar
gelagerten Mitnehmer 130. Die Antriebseinheit 100 besteht
aus einem Elektromotor 101 und einer Seiltrommel-Getriebe-Einheit 102. Über die
Seiltrommel-Getriebe-Einheit 102 und die beiden Seilumlenkungen 120, 121 ist
das Seil 4 geführt,
das über
einen Seilnippel 131 fest mit dem Mitnehmer 130 verbunden
ist. Über
den Mitnehmer 130 wird bei angetriebenem Seil 4 eine
mit dem Mitnehmer 130 verbundene Fensterscheibe 110 angehoben
oder abgesenkt. In den Elektromotor 101 ist zusätzlich eine
elektronische Auswerteinheit 140 integriert.
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Der
Seilfensterheber der 7 steht lediglich beispielhaft
für im
Stand der Technik bekannte Seilfensterheber. In alternativen Ausgestaltungen
ist der Seilfensterheber doppelsträngig ausgeführt und/oder ist das umlaufende
Seil nicht offen, sondern in einem Bowdenrohr geführt. Solche
Seilfensterheber sind dem Fachmann bekannt, so dass hierauf nicht
weiter eingegangen wird.
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Die 8 zeigt
einen Seilfensterheber, bei dem ein Seil 4 an seinen beiden
Enden fest in der Fahrzeugkarosserie 150 eingespannt ist.
Eine Antriebseinheit 100 besteht wiederum aus einem Elektromotor 101 und
einer Seiltrommel-Getriebe-Einheit 102. Des Weiteren ist
eine elektronische Auswerteinrichtung 140 in die Antriebseinheit 100 integriert.
Die Antriebseinheit 100 bildet zwei Befestigungslaschen 103 aus, über die
die Antriebseinheit 100 direkt mit einer Fensterscheibe 110 verbunden
ist. Der Antriebsmotor 110 treibt über das ein der Seiltrommel-Getriebe-Einheit 102 angeordnetes
Verstellgetriebe eine Seiltrommel an, die von dem Seil 4 umschlungen
ist, so dass sich die Antriebseinheit 100 zusammen mit
der Fensterscheibe 110 relativ zu dem an seinen Enden fest
eingespannten Seil 4 bewegt.
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Die
Ausführungsbeispiele
der 2 und 3 der vorliegenden Erfindung
sind bevorzugt im Bereich der Seilumlenkung eines umlaufenden Seils ausgebildet,
beispielsweise im Bereich der oberen Seilumlenkung 120 oder
im Bereich der unteren Seilumlenkung 121 eines Seilfensterhebers
entsprechend der 7. Auch können diese Ausführungsbeispiele
beispielsweise in eine Seiltrommel integriert werden. Die Ausführungsbeispiele
der 1, 4 und 5 bis 6 der
vorliegenden Erfindung werden bevorzugt an einem Fensterheber mit einem
Zugmittel realisiert, dessen Enden in der Fahrzeugkarosserie eingespannt
sind. Bei einem Seilfensterheber gemäß der 8 sind die
Ausführungsbeispiele
der 1, 4 und 5 bis 6 insbesondere
im Bereich der oberen oder unteren Befestigung des Zugmittels in
der Fahrzeugkarosserie realisiert. Es ist jedoch ebenso denkbar,
den grundsätzlichen
Aufbau dieser Ausführungsbeispiele
auch in einem Seilfensterhebersystems mit einem umlaufenden Seil
zu realisieren, beispielsweise an einem Mitnehmer zwei Zugfedern
vorzusehen, die ab einer definierten Verformung der einen Feder
parallel geschaltet werden.
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- 1
- Drehfeder
- 1a
- Erster
Bereich der Drehfeder
- 1b
- Zweiter
Bereich der Drehfeder
- 2
- Befestigungszylinder
- 3
- Drehstück
- 4
- Zugmittel/Seil
- 4a
- ziehender
Trum Senken
- 4b
- ziehender
Trum Heben
- 5
- Nippel
- 5a
- Nippel
für ziehenden
Trum Heben
- 5b
- Nippel
für ziehenden
Trum Senken
- 6
- Schienenprofil,
Führungsschiene
- 7
- Sensorik
- 7a
- Sender
- 7b
- Empfänger
- 8
- Umlenkrolle
- 9
- Führungszylinder
- 10
- Federelement
- 10a
- rechtsseitiges
Federelement
- 10b
- linksseitiges
Federelement
- 11
- in
Schienenprofil integrierte Zentrierung/Befestigung des Federelementes
- 12
- ausrichtbares
Befestigungsstück
- 121a
- rechtsseitige
Aussparung des Befestigungsstücks
- 121b
- linksseitige
Aussparung des Befestigungsstücks
- 122
- Vorsprung
des Befestigungsstücks
- 13
- Lagerung
- 14
- Umlenkstück
- 14a
- Oberfläche des
Umlenkstücks,
die dem Befestigungsstück
zugewandt ist
- 141
- Aussparung
des Umlenkstücks
- 15
- Bowden
- 16
- parallel
geschaltetes Federelement
- 17
- Distanzstößel
- 18
- Druckschreibe
- 19
- Haltewinkel
- 20
- temperaturabhängiges Feder-/Dämpferelement
- 21
- Distanzhülse
- 21a
- flanschartiger
Rand der Distanzhülse
- 22b
- Hohlraum
der Distanzhülse
- 22
- Topf
für Federelement 10
- 23
- Topf
für Federelement 16
- 100
- Antriebseinheit
- 101
- Elektromotor
- 102
- Seiltrommel-Getriebe-Einheit
- 103
- Befestigungslaschen
der Seiltrommel-Getriebe-Einheit
- 110
- Verstellteil
- 120
- obere
Seilumlenkung
- 121
- untere
Seilumlenkung
- 130
- Mitnehmer
- 131
- Seilnippel
- 140
- elektronische
Auswerteinrichtung
- 150
- Fahrzeugkarosserie