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Um
das Aufheizen von Pkw's
durch den Treibhauseffekt zu verhindern und somit die Zeit zur Erwärmung des
Innenraums zu verlängern,
werden in zunehmendem Maße
bei Pkw's Fensterrollos
eingesetzt. Wenn von Fensterrollos die Rede ist, bezeichnet dies
sowohl Rollos für
die hinteren Seitenfenster in Türen
von viertürigen
Limousinen, für Dachfenster,
das Heckfenster und/oder Seitenfenster von Coupes.
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All
diesen Ausführungen
von Fensterrollos ist es üblicherweise
gemeinsam, dass neben der aufgespannten Rollobahn Führungsschienen
verlaufen, in denen ein Auszugsprofil des Fensterrollos geführt ist.
Die Rollobahn ist mit einer Kante an diesem Auszugsprofil befestigt,
während
das andere Ende der Rollobahn an der Wickelwelle verankert ist.
Die Mechanik zum Ein- und Ausfahren der Rollos sieht heute üblicherweise
einen Federmotor vor, mit dem die Wickelwelle in Aufwickelrichtung
der Rollobahn vorgespannt ist. Das Wegbewegen des Auszugsprofils von
der Wickelwelle gegen die Wirkung des Federmotors geschieht mit
Schubgliedern, die in den Führungsschienen
ausknicksicher geführt
sind. Die Schubglieder werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor
in Gang gesetzt.
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Das
Ausfahren erfolgt somit kraftbetrieben, womit die grundsätzliche
Gefahr besteht, dass am Ende des Ausfahrhubs der Rollobahn zwischen
dem Auszugsprofil und der benachbarten Fensterkante eine Einklemmsituation
auftreten kann.
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Es
wurde bereits versucht diese Einklemmsituation zu beherrschen, indem
der Motorstrom gemessen wird. Dieses Schutzverfahren hat sich nicht bewährt, weil
der Maximalstrom zum Erfassen nicht sicher genug ist. Die Reibungsverluste
im Antriebssystem sind sehr hoch und streuen obendrein extrem. Damit
ist ein schwergängiges
Rollo nicht von einem Rollo unterscheidbar ist, das leichtgängig ist
und gegen einen Gegenstand am Ende des Ausfahrhubs anläuft.
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Die
Stromanstiegsgeschwindigkeit zu erfassen ist ebenfalls wenig hilfreich,
weil die Stromanstiegsgeschwindigkeit stark davon abhängt, ob ein
weicher oder harter Einklemmfall vorliegt. Bei einem weichen Einklemmfall,
bei dem die Stromanstiegsgeschwindigkeit niedrig ist, könnten bereits
gefährliche
große
Kräfte
erzeugt werden noch bevor der Motor abgeschaltet wird.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der Erfindung einen neuen Einklemmschutz
zu schaffen, der die obigen Nachteile vermeidet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Fensterrollo die Merkmale
des Anspruches 1 oder 2 auf.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist das Fensterrollo eine Wickelwelle auf,
die neben einer Fensterkante angeordnet ist. An der Wickelwelle ist
mit einer Kante die Rollobahn befestigt. Das von der Wickelwelle
abliegende Ende der Rollobahn ist mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung
verbunden. Auf diese Weise kann kraftbetrieben die Rollobahn von
der Wickelwelle abgezogen werden. Zu Ausgleichszwecken kann die
Antriebseinrichtung direkt, d.h. unelastisch und hart, mit der betreffenden Rollobahnkante
verbunden sein, oder aber auch elastisch.
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Neben
dem Fenster ist eine Antenne vorgesehen, die an eine Oszillatorschaltung
angeschlossen ist. Die Oszillatorschaltung ist so gestaltet, dass sich
die Oszillatorfrequenz ändert,
wenn sich die Umgebung der Antenne verändert, d.h. die im Antennenfeld
befindlichen Objekte ihren Abstand zur Antenne ändern oder zusätzliche
Objekte in das Antennenfeld gelangen.
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Da
eine solche Veränderung
naturgemäß auch auftritt,
wenn die Rollobahn vor dem Fenster ausgebreitet wird, ist zusätzlich eine
Speichereinrichtung vorhanden, die eine Tabelle enthält, in der
der Frequenzwert in Abhängigkeit
von der Rollobahnposition abgespeichert ist.
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In
Abhängigkeit
von dem jeweils erreichten Frequenzwert und somit der Abweichung
von dem Frequenzwert, der der entsprechenden Rollobahnposition entspricht
und dem tatsächlich
gemessenen Frequenzwert, kann ein Rückschluss getroffen werden
darauf, ob sich im Bewegungsweg der Rollbahnkante ein Gegenstand
befindet. Abhängig
von dieser Si tuation wird sodann über eine entsprechende Steuerung
die Antriebseinrichtung stillgesetzt.
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Da
die Betriebsverhältnisse
durchaus unterschiedlich sein können
und die Frequenzen nicht unmittelbar vorhersehbar sind, ist es zweckmäßig, wenn
die Steuerung zusätzlich
einen Teach-In-Modus aufweist, um die Tabelle zu programmieren.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung können
anstelle einer stationären
Antenne, wie entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung, zwei stationäre Antennen
vorhanden sein, die räumlich voneinander
getrennt sind. Eine der beiden Antennen wird als Sendeantenne und
die andere Antenne als Empfangsantenne verwendet. Das Fensterrollo das
damit überwacht
wird, weist wiederum eine Wickelwelle auf, an der mit einer Kante
eine Rollobahn befestigt ist. Die andere Kante der Rollobahn ist
mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung gekuppelt. Die
elektromotorische Antriebseinrichtung kann mit dieser Kante nachgiebig
oder hart verbunden sein, welche Kupplungsart in Frage kommt, hängt von
dem Aufbau der Antriebseinrichtung ab, der im Übrigen keinen Einfluss auf
die elektronische Überwachung
hat.
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Das
Signal, das die Empfangsantenne erhält, hängt von dem Kopplungsgrad ab,
mit dem die beiden Antennen gekoppelt sind. Sobald elektrische leitende
Gegenstände
in das einander überdecktende
Antennenfeld beider Antennen gebracht wird, wird die Verkopplung
vergrößert, was
dazu führt,
dass das an der Empfangsantenne erhaltene Signal, beispielsweise
in der Amplitude, zunimmt. Durch die Verkopplung entsteht obendrein
auch eine Rückwirkung
zu der Sendeantenne, was wiederum, je nach Ausgestaltung der angeschlossenen
Oszillatorschaltung dazu führen
kann, dass die Oszillatorfrequenz entsprechend den Verhältnissen
im Antennenfeld der Sendeantenne verändert bzw. verstimmt wird.
Die Empfangsantenne bekommt somit gegebenenfalls auch ein Signal,
dessen Frequenz von der Stellung der Rollobahnkante oder eines zusätzlichen
Gegenstands im Antennenfeld abhängig
ist.
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Damit
auch bei dem zweiten Aspekt der Erfindung keine Fehlsteuerung entstehen,
ist eine Speichereinrichtung vorhanden, die eine Tabelle enthält, in der
die Abhängigkeit
des von der Empfangsantenne erhaltenen Signals mit der Position
der betreffenden beweglichen Rollobahnkante korreliert ist.
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Bei
der Anordnung gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in einem Teach-In-Modus
die Tabelle programmiert wird. Hierzu lässt man die Rollobahn aus der
Anfangs- in die Endposition laufen und zeichnet dabei in der Tabelle
an bestimmten Punkten den Wert des zu überwachenden physikalischen
Parameters des Empfangssignals auf.
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Der
erfindungsgemäße Einklemmschutz kann
insbesondere in Verbindung mit angenähert viereckigen Fenstern eingesetzt
werden. Hier ist die Einklemmwahrscheinlichkeit größer als
bei Fenstern mit angenähert
dreieckiger Form.
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Um
die Rollobahn aufzuspannen sind vorzugsweise linienförmige Schubglieder
vorgesehen, die über
den Elektromotor in Gang gesetzt werden.
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Die
Schubglieder können
in Führungsschienen
ausknick sicher geführt
sein.
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Bei
einer anderen Form von Heckscheibenrollos ist das Auszugsprofil
von zwei Armen getragen, die neben der Wickelwelle anscharniert
sind. Die Scharnierachse steht senkrecht auf der Ebene, die durch
die ausgezogene Rollobahn definiert ist. Die Arme können Teile
von Kniehebelanordnungen sein oder starre Arme von ein- oder zweiarmigen Schwenkhebeln.
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Vorteilhafterweise
kann die Antenne eine längliche
Gestalt haben und parallel zu jener Kante des Fensters verlaufen,
an die sich die betreffende geführte
und angetriebene Rollobahnkante beim Schließen des Rollos annähert.
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Die
Oszillatorschaltung, an der die Antenne angeschlossen ist, kann
eine RC- oder LC-Schaltung sein, wobei die Antenne an dem heißen Ende
des frequenzbestimmenden Gliedes angeschlossen ist.
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Um
ein möglichst
günstiges
Signal zu bekommen, kann das von der Wickelwelle abliegende Ende
der Rollobahn mit einem metallischen Stab oder mit einem metallisch
beschichteten Kunststoffprofil versehen sein.
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Das
von der Wickelwelle abliegende Ende der Rollobahn kann auch metallisiert
sein.
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Zur
Ermittlung der Position des von der Antriebseinrichtung angetriebenen
Endes der Rollobahn, kann ein Wegcodierer vorhanden sein. Der Wegcodierer
kann als Drehgeber mit der Ausgangswelle des Getriebemotors verbunden
sein.
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Eine
andere Möglichkeit
die Position zu erfassen, besteht in der Verwendung eines oder mehrerer
Schalter, die an jener Position angebracht sind, ab denen eine gefährliche
Einklemmsituation auftreten kann.
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Die
Position kann auch über
die Zeit gemessen werden, die verstrichen ist, seitdem der Antriebsmotor,
ausgehend von der vollständig
eingefahrenen Position im Sinne eines Ausfahrens, in Gang gesetzt wird.
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Beim
Einsatz von zwei Antennen, sind diese in der Nähe oder Nachbarschaft jener
Fensterkante angeordnet, der das von der Antriebseinrichtung angetriebene
Ende der Rollobahn im ausgefahrenen Zustand benachbart ist.
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Die
beiden Antennen können
zweckmäßigerweise
längs der
Fensterkante voneinander beabstandet sein.
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Der
mit Hilfe der Einrichtung erfasste elektrische Parameter kann die
Frequenz des empfangenen oder gesendeten Signals, oder die Amplitude des
gesendeten oder empfangenen Signals sein. Die Frequenzausertung
hat dabei den Vorteil, dass zur Verarbeitung keine stabil linear
arbeitenden Verstärker
und Grenzwerterkennungseinrichtungen erforderlich sind.
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Im Übrigen sind
Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die
nachfolgende Figurenbeschreibung beschränkt sich auf die Erläuterung
der wesentlichen Aspekte der Erfindung. Es ist klar, dass eine Reihe von
Abwandlungen möglich
sind. Kleinere, nicht beschriebene Details kann der Fachmann in der
gewohnten Weise den Zeichnungen entnehmen, die insoweit die Figurenbeschreibung
ergänzen.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des
Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 den
hinteren Fondbereich eines PKW's
in einer aufgebrochenen perspektivischen Darstellung.
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2 das
Fensterrollo des Kraftfahrzeugs nach 1 in einer
schematischen Darstellung.
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3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Schaltung zum Erfassen einer Einklemmsituation, unter Verwendung
lediglich einer Antenne.
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
zur elektronischen Erfassung einer Einklemmsituation, unter Verwendung
von zwei Antennen und
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5 eine
alternative Ausführungsform
für ein
Fensterrollo ohne Führungsschienen.
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Zur
Erläuterung
des Umfelds und der Einbausituation der erfindungsgemäßen Rolloanordnung
wird zunächst
auf 1 Bezug genommen.
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1 stellt
den aufgebrochenen abgeschnittenen Fondbereich eines PKW dar. Die
Figur veranschaulicht einen Blick auf die rechte Innenseite, die zu
der weggebrochenen linken Innenseite spiegelbildlich ist. Soweit
nichts anderes angegeben, gelten die Erläuterungen zur rechten Karosserieseite
sinngemäß auch für die linke
Karosserieseite.
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Die
Darstellung ist vereinfacht, so sind beispielsweise Karosserieinnenstrukturen
die Versteifungen und Befestigungsmittel nicht gezeigt, da die Darstellung
für das
Verständnis
der Erfindung nicht erforderlich ist.
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Der
veranschaulichte Karosserieabschnitt 1 weist ein Dach 2 auf,
von dem seitlich eine C-Säule 3 nach
unten zu einer nicht gezeigten Bodengruppe führt. Eine entsprechende C-Säule wäre auf der
weggebrochenen Seite des Fahrzeugs zu denken. Die C-Säule 3 ist
auf der Innenseite mit einer Verkleidung 4 versehen.
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Das
Dach 2 geht an seiner Hinterkante in ein Heckfenster 5 über, das
an der Oberseite von einer Fensteroberkante 6 begrenzt
ist. Von den Seitenkanten, die zueinander spiegelbildlich verlaufen,
ist lediglich ein Abschnitt 7 zu erkennen, der an einem Eckbereich 8 in
die Fensteroberkante 6 übergeht.
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Die
Breite des Heckfensters 5 ist auf der Höhe der Gürtellinie der Karosserie größer als
im Bereich der Fensteroberkante 6. Im Abstand vor der C-Säule 3 befindet
sich eine B-Säule 9,
an die in bekannter Weise eine hintere rechte Seitentür 11 anscharniert
ist. Die rechte hintere Seitentür 11 enthält einen
Fensterausschnitt 12, der durch eine vertikale Strebe 13 in
einen im Wesentlichen viereckigen Abschnitt 14 und einen
etwa dreieckigen Abschnitt 15 aufgeteilt ist.
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Zu
dem Innenraum gehört
ferner eine Rücksitzbank 15 mit
einer Rücksitzfläche 16 und
einer Rücksitzlehne 17.
Die Rücksitzfläche 17 liegt
auf einer Bodengruppe 18 auf.
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Zwischen
der hinteren Oberkante der Rücksitzlehne 17 und
dem Heckfenster 5 erstreckt sich eine Hutablage 19.
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Das
Heckfenster 5 ist mit einem Heckfensterrollo 21 versehen,
von dem lediglich in 1 eine Rollobahn 22 zu
erkennen ist. Weitere Rollos befinden sich bei dem Seitenfenster 12,
und zwar in dem viereckigen Fensterabschnitt 14, eine Rollobahn 23 und
in dem dreieckigen Abschnitt 15 eine Rollbahn 24.
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Die
Antriebsart der Rollobahnen 23 und 24 entspricht
der Antriebsart des Heckscheibenrollos 21, weshalb es genügt, lediglich
dessen Aufbau im Einzelnen zu erläutern.
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Gemäß 2 erstreckt
sich die Rollobahn 22 zwischen einem Zugstab oder Auszugsprofil 26 und
einer Wickelwelle 27, die unterhalb der Hutablage 19 drehbar
gelagert ist. Die Art der Lagerung braucht nicht näher gezeigt
zu werden, da sie nicht Gegenstand der Erfindung ist. Es genügt festzuhalten,
dass der Wickelwelle 27 ein Federmotor 28 zugeordnet
ist, durch den die Wickelwelle 27 im Aufwickelsinne der
Rollobahn 22 vorgespannt ist. Der Federmotor 28 wird
durch eine Schraubenzugfeder gebildet, die einends bei 29 mit
der Wickelwelle 27 drehfest verbunden ist und andererseits
bei 31 über einen
Lagerzapfen 32 mit der Karosserie.
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An
der Wickelwelle 27 ist mit der betreffenden Kante die Rollobahn 22,
beispielsweise durch Keder oder Verkleben, festgelegt. Ihr Zuschnitt
entspricht der trapezförmigen
Gestalt des Heckfensters 5.
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An
der von der Wickelwelle 27 abliegenden Kante, ist die Rollobahn 5 mit
einer schlauchförmigen Schlaufe
verse hen, in der der Zugstab 26 steckt. Der Zugstab 26 setzt
sich aus einem mittleren Abschnitt 33 und zwei Endstücken 34 zusammen,
die in dem Mittelstück 33 teleskopartig
verschiebbar sind.
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Zur
Führung
des Zugstabs 26 verlaufen beidseits des Heckfensters 5 Führungsschienen 35 und 36,
die beispielsweise in die Innenverkleidung 4 integriert
sind. Die Führungsschienen 35, 36 sind
untereinander gleich aufgebaut, weshalb es genügt, den Aufbau der Führungsschiene 36 im
Einzelnen zu erläutern.
Innerhalb der Führungsschiene 36 verläuft eine
Führungsnut 37,
die sich aus einer Nutenkammer 38 mit Kreisquerschnitt
und einem Nutenschlitz 39 zusammensetzt. Die Weite der
Nutenkammer 38 ist größer als
die Breite des Nutenschlitzes, so dass sich eine insgesamt hinterschnittene
Führungsnut 37 ergibt.
An dem Querschnitt der Nutenkammer 38 ist ein darin gleitfähiges Gleitstück 39 angepasst,
das an dem freien Ende einer Stange 41 sitzt, die in dem
Mittelstück 33 parallel
zu dessen Längsachse
teleskopisch verschiebbar ist. Die Stange 41 ragt, ohne
die Bewegung zu behindern, in den Nutenschlitz 39 hinein.
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Die
Stange 41 bildet zusammen mit Gleitstück 39 das Endstück 34.
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Mit
Hilfe dieser Anordnung kann sich die effektive Länge des Zugstabs 36 bei
der Bewegung, ausgehend von der Wickelwelle 27, in Richtung
auf die Fensteroberkante 6 in der Länge verändern und an dem relativen
Abstand der beiden Führungsschienen 35, 36 anpassen.
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Um
die Rollobahn 22 auszufahren, ist ein Getriebemotor 43 vorgesehen
mit einem Getriebegehäuse 44.
In dem Getrie begehäuse 44 endet
eine Ausgangswelle des Getriebemotors 43, auf der ein Zahnrad 45 drehfest
sitzt.
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Tangential
an dem Zahnrad 45 laufen zwei gerade Bohrungen 46 durch
das Getriebegehäuse 444,
von denen wegen der teilweise aufgebrochenen Darstellung lediglich
eine zu erkennen ist. Mit Hilfe des Zahnrads 45 werden
zwei lineare Schubglieder 47 und 48 formschlüssig in
Gang gesetzt. Jedes dieser beiden Schubglieder 47 setzt
sich aus einer zylindrischen Seele 49, die aus flexiblen
im Wesentlichen druckfestem Material besteht, und einer Wendel 51 zusammen,
die auf der Außenseite
der Seele 49 unlösbar
starr befestigt ist.
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Auf
diese Weise ergibt sich eine Art flexibler Zahnstange mit schräg verlaufender
Rundumverzahnung. Die Schubglieder 47 und 48 sind
in der Nutenkammer 38 ausknicksicher geführt und
stoßen
mit ihrem oberen freien Ende, wie 2 erkennen
lässt, an
dem Gleitstück 39 an.
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Zwischen
dem unteren Ende jeder Führungsschiene 35, 36 und
dem Getriebegehäuse 44 erstreckt
sich ein Führungsrohr 52, 53 um
auch hier die ausknicksichere Führung
zu erhalten.
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Die
Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:
Im
eingefahrenen Zustand liegt der Zugstab 33 unterhalb der
Hutablage 19. Die beiden Schubglieder 47 und 48 sind
soweit zurückgezogen,
dass sie diese Position des Zugstabs 26 nicht verhindern.
Unter der Wirkung des Federmotors 28 ist die Rollobahn 22 mit Vorspannung
auf der Wi ckelwelle 27 aufgewickelt.
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Zum
Ausfahren des Fensterrollos 21 setzt der Benutzer über einen
Schalter den Getriebemotor 43 in Gang. Hierdurch wird das
Ausgangszahnrad 45 in Umdrehungen versetzt. Da die beiden
Schubglieder 47 und 48 an diametral gegenüberliegenden
Seiten mit dem Ausgangszahnrad 45 formschlüssig in Eingriff
stehen, werden die Schubglieder 47, 48 in entgegengesetzter
Richtung bewegt, wobei die zurückgelegte
Wegstrecke jeweils gleich ist.
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Die
formschlüssige
Verbindung zwischen dem Ausgangszahnrad 45 und den Schubgliedern 48, 49 wird über die
Wendel 51 erreicht, die entsprechend in die Zahnlücken des
Ausgangszahnrads 45 eingreift.
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Durch
das Vorschieben der Schubglieder 47 und 48 in
die Führungsschienen 35 und 36 werden die
Gleitstücke 39 des
Zugstabs 26 von der Wickelwelle 27 wegbewegt.
Aufgrund der mechanischen Verbindung mit der Rollobahn 22 wird
so entsprechend auch die von der Wickelwelle 27 abliegende Kante
in Richtung auf die Fensteroberkante 6 bewegt.
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Der
Federmotor 28 hält
ständig
die Rollobahn unter Vorspannung und damit gestrafft.
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Der
Antriebsmechanismus, wie er in 2 in Verbindung
mit dem Heckfensterrollo erläutert
ist, kann in gleicher Weise auch für die Rollobahn 23 eingesetzt
werden, oder mit nur einer Führungsschiene für die Rollobahn 34,
wobei im letzteren Falle die Wickelwelle 27 nicht horizontal
sondern vertikal in der Schiene 13 angeordnet ist.
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Wie
aufgrund der Beschreibung leicht zu vermuten ist, besteht durchaus
eine gewisse Einklemmgefahr, wenn sich der starre und unflexible
Zugstab 26 der Fensteroberkante 6 und damit dem
Dach 2 nähert.
Gleiches gilt für
die Oberkante der Rollobahn 23, wenn diese sich in Richtung
auf das Dach bewegt.
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Um
eine Gefährdung
durch Einklemmen zu verhindern, ist der in 3 schematisch
gezeigte Einklemmschutz vorgesehen.
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3 zeigt
das elektrische Prinzipschaltbild zur Erfassung einer Einklemmsituation.
Zu der Überwachungseinrichtung 59 gehören eine
Antenne 60, ein Oszillator 61, ein digitaler Frequenzzähler 62,
ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller 63 mit einer Wertetabelle 64 sowie
ein Abschaltrelais 65, um die Hauptbestandteile zu erwähnen.
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Bei
der Antenne 60 handelt es sich um einen längeren elektrisch
leitenden Stab oder dergleichen, der in der Nähe der Fensteroberkante 6 parallel
zu dieser in einem geeigneten Abstand zur Blechkarosserie verlegt
ist. Die Antenne 60 kann auch vorzugsweise in dem häufig aus
Kunststoff bestehenden Himmel des Daches 2 und somit in
dessen Innenverkleidung integriert sein.
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Der
Oszillator 61 ist, wie schematisch angedeutet, entweder
ein mit einem frequenzbestimmenden RC-Glied 66 oder einem
frequenzbestimmenden LC-Glied 67 aufgebauter Oszillator
mit wenigstens einer aktiven Stufe 68. Mit Hilfe des RC-Glieds
oder des LC-Glieds 66, 67 ist die aktive Stufe 68 so
zurückgekoppelt,
dass eine Oszillatorschaltung entsteht. Es braucht an dieser Stelle
nicht näher
erläutert zu
werden wie die Oszillatorschaltung im Einzelnen aufgebaut wird.
Dem einschlägigen
Fachmann sind hierzu eine sehr große Vielzahl von Schaltungen bekannt.
Wichtig ist festzuhalten, dass die Antenne 60 über eine
Anschlussleitung 69 mit dem LC-Glied oder dem RC-Glied 66, 67 so
verbunden ist, dass die Belastung der Antenne 60 nicht
nur die Schwingamplitude des Oszillators 61 beeinflusst,
sondern vor allen Dingen auch die Frequenz.
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Im
elektrischen Sinne bildet die Antenne 60 ihrerseits einen
komplexen Widerstand aus Real- und Imaginärteil, der zu dem frequenzbestimmenden Gliedern
des RC- und des LC-Gliedes 66, 67 wechselstrommäßig parallel
liegt. Dem Fachmann ist bekannt, dass er insoweit zwischen dem Wechselstrom-
und dem Gleichstromsatzschaltbild unterscheiden muss.
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Die
Oszillatorschaltung 61 liegt, wie schematisch angedeutet,
einerseits mit einem Anschluss 69 an der Bordspannung des
Kraftfahrzeugs und andererseits mit einem Anschluss 71 an
der Fahrzeugmasse.
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Die
Oszillatorschaltung 68 ist mit ihrem Ausgang 72 an
einen Eingang 73 des Frequenzzählers 62 angeschlossen.
Der Frequenzzähler
ist lediglich als Schaltungsblock dargestellt. Näheres Eingehen auf die Schaltungsdetails
erübrigen
sich, da auch hier der Fachmann genügend Schaltungen erkennt, die
in der Lage sind, aus dem eingespeisten analogen Frequenzsignal
ein Digitalausgangssignal zu erzeugen, das an einem Ausgang 74 abgegeben
wird.
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Der
Frequenzzähler 62 liegt
ebenfalls gleichspannungsmäßig über einen
Anschluss 75 an der Bordspannung und über einen Anschluss 76 an
der Fahrzeugmasse.
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Die
Funktion des Frequenzzählers 62 besteht
darin, die Frequenz des Signals, das an dem Ausgang 72 das
der Oszillatorschaltung 61 erhalten wird, in eine Digitalzahl
zu konvertieren. Der Digitalwert ist beispielsweise proportional
der Frequenz. Insofern handelt es sich um eine digitale Frequenzmesseinrichtung.
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Der
Mikroprozessor 63 weist einen Eingang auf, der an den Ausgang 74 angeschlossen
ist. Der Mikroprozessor 63 liegt, wie die anderen Schaltungsblöcke, mit
einem Anschluss 78 an der Versorgungsspannung und mit einem
Anschluss 79 an der Fahrzeugmasse. Außerdem ist mit den entsprechenden Eingängen ein
Umschalter oder Umschalttaster 81 verbunden, der der Steuerung
des Heckfensterrollos 21 dient. Ausgangsseitig betreibt
der Mikroprozessor 63 das Relais 65, dessen Schalterkontakt 82 in
dem Stromkreis zu dem Getriebemotor 43 liegt.
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Die
Arbeitsweise der gezeigten Schaltungsanordnung ist wie folgt, wobei
zunächst
die Lernphase betrachtet wird:
In der Lernphase ist das Abschalten
des Getriebemotors 63 über
das Relais 65 blockiert.
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Solange
sich der Zugstab 26, der aus einem metallischen Werkstoff
besteht oder metallisch beschichtet ist und sich in großen Abstand
zu der Antenne 60 befindet, wird der Oszillator 61 mit
einer dieser Stellung des Zugstabs 26 entsprechenden Frequenz
schwingen. Die Frequenz wird über
den Frequenzzähler 62 gemessen
und dem Mikroprozessor 63 mitgeteilt. Der Mikroprozessor
legt diesen Frequenzwert in der Tabelle 64 ab.
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Ausgehend
von der eingefahrenen Stellung wird durch entsprechendes Betätigen des
Tasters 81 das Relais 65 eingeschaltet, so dass
der Getriebemotor 43 im Sinne des Ausfahrens der Rollobahn 22 in
Gang gesetzt wird. Während
des Betriebs des Getriebemotors 43, oder über die
gesamte Zeit, ist die Schaltungsanordnung, bestehend aus dem Oszillator 61,
dem Frequenzzähler 62 und
dem Mikroprozessor 63 ständig in Funktion.
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Aufgrund
des Einschaltens des Getriebemotors 43 bewegt sich die
Rollobahn 22 mit konstanter Geschwindigkeit von der Wickelwelle 27 weg
und entsprechend nähert
sich kontinuierlich der Zugstab 26 der Antenne 60.
Dies bedeutet eine Änderung
der Feldverhältnisse
in der Umgebung der Antenne 60. Der Imaginär- und der
Realteil des Antennenwiederstands 60, den die Oszillatorschaltung 61 sieht, ändert sich
entsprechend. Da die Antenne 60 zu den frequenzbestimmenden
Gliedern wechselstrmmäßig parallel
liegt, wird sich die Oszillatorfrequenz, mit der die Oszillatorschaltung 61 schwingt,
in Abhängigkeit davon ändern, wie
weit sich zwischenzeitlich der Zugstab 26 der Antenne 60 genähert hat.
Diese Frequenzänderung
wird in entsprechenden Zeitabständen
von dem Mikroprozessor 63 erfasst und in der Tabelle 64
abgelegt. Die Tabelle 64 ist gefüllt, wenn der Zugstab 26 seine
obere Endlage erreicht hat, was beispielsweise in bekannter Weise über dem
Blockierstrom gemessen wird. Damit ist die Programmierung der Einrichtung
abgeschlossen.
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Die
Tabelle 64 enthält
eine Zuordnung zwischen der Oszillatorfrequenz und der Zeit seit
dem Beginn des Ausfahrens der Rollobahn 22. Die Zeitabstände zwischen
den einzelnen Messpunkten, an denen jeweils die Frequenz gemessen
und aufgezeichnet wurde, können
gleich sein oder in sinnvoller Weise unterschiedlich.
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Nachdem
auf diese Weise das System programmiert ist, kann es im weiteren
Verlauf zum Erfassen einer Einklemmsituation verwendet werden.
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Wenn,
ausgehend von der eingefahrenen Position, der Benutzer das Heckfensterrollo 21 ausfahren
will, betätigt
er entsprechend den Taster 81, woraufhin der Mikroprozessor 63 das
Relais 65 entsprechend ansteuert, damit der Getriebemotor 43 im Sinne
eines Ausfahrens der Rollbahn 22 in Gang gesetzt wird.
Während
des jetzt erfolgenden Laufs der Rollobahn 22, werden kontinuierlich
die Frequenzwerte, die der Oszillator 61 über den
Frequenzzähler 62 an
den Mikroprozessor 63 liefert, mit den zugehörigen Frequenzwerten
an den abgespeicherten Zeitpunkten verglichen. Solnge kein Gegenstand
im Laufweg der Rollobahn 22 ist, werden diese werte auch
mit den ursprünglich
gemessenen Werten innerhalb einer gewissen Toleranz übereinstimmen. Hieraus
wird geschlossen, dass keine Einklemmsituation vorliegt, und der
Mikroprozessor 63 wird in den Lauf des Heckfensterrollos 21 nicht
eingreifen.
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Wenn
hingegen zusätzlich
zu dem Zugstab 33 noch ein anderer metallischer oder dielektrischer Gegenstand
in die Nähe
der Antenne 60 gebracht wird, wird sich deren komplexer
Widerstand von der Situation unterscheidet, in der der Zugstab 26 an
derselben Stelle steht, jedoch der Gegenstand nicht in dem Umfeld
der Antenne 60 vorhanden ist. Die Änderung des komplexen Widerstands
der Antenne 60 führt
zu einer Änderung
der Oszillatorfrequenz 61 in der vorhin be schriebenen Weise.
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Es
sei nunmehr angenommen, dass der Benutzer wiederum über die
Betätigung
des Tasters 81 das Heckfensterrollo 21 im Sinne
des Ausfahrens in Gang setzt. Wenn der Zugstab 26 etwa
die Hälfte
seiner Strecke zurückgelegt
hat, wird ein Gegenstand in den Bereich zwischen der Antenne 60 und
den Zugstab 26 gebracht. Solange bis dieses Ereignis eingetreten
ist, stimmten die Frequenzwerte, die jeweils seit Beginn der Rollobahnbewegung
gemessen wurden, mit den Frequenzwerten in der Tabelle 64 überein.
Durch das Hineinbewegen eines zusätzlichen Objektes ändert sich
sprunghaft die Frequenz und es werden nunmehr die Frequenzwerte,
die der Oszillator 61 liefert, nicht mehr mit den abgespeicherten Frequenzwerten übereinstimmen.
Diese Abweichung wird dahingehend interpretiert, dass die Gefahr
einer Einklemmsituation vorliegt und der Mikroprozessor 63 wird
das Relais 65 im Sinne eines Abschaltens des Getriebemotors 43 betätigen.
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Bei
der zuvor gegebenen Erläuterung
wurde davon ausgegangen, dass die Antriebsgeschwindigkeit der Rollobahn 22 im
Wesentlichen konstant ist. Damit ist die Zeit seit dem Einschalten
des Getriebemotors 43 ein verlässliches Maß für die zurückgelegte Wegstrecke bzw. dem
Abstand zwischen der Antenne 60 und dem Zugstab 26.
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Anstatt
den Abstand zwischen der Antenne 60 und dem Zustab 26 über die
Zeit zu messen, die seit dem Einschalten des Getriebemotors 43 vergangen
ist, besteht auch die Möglichkeit,
die Wegstrecke unmittelbar zu erfassen. Hierzu können beispielsweise Drehgeber
in bekannter Weise mit dem Getriebemotor 43 gekoppelt sein.
Eine andere Möglichkeit besteht
darin, neben der Führungsschiene 35 oder 36 Positionsschalter
vorzusehen, wie sie bei 83 und 84 schematisch
angedeutet sind. Diese Positionsschalter 83, 84 werden
vom Mikroprozessor oder Mikrocontroller 82 abgefragt und
zwar sowohl während
der Lern oder teach-in-Phase als auch im späteren Betrieb. So kann, unabhängig von
der Arbeitsgeschwindigkeit, des Getriebemotors 43 zuverlässig die
Position des Zugstabs 26 gegenüber der Antenne 60 erfasst
werden.
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Je
nachdem welche Genauigkeit gefordert ist, kann die Verwendung der
Positionsschalter in Kombination mit der Zeiterfassung, oder lediglich
alleine, eingesetzt werden.
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Bei
der gezeigten Anordnung wurde aus Übersichtlichkeitsgründen der
Oszillator 61 räumlich getrennt
von der Antenne 60 gezeigt und über das angedeutete Koaxialkabel
mit der Antenne 60 verbunden. Es ist jedoch vorteilhaft,
die Oszillatorschaltung 61 in unmittelbarer Nähe der Antenne 60 anzuordnen,
wodurch der komplexe Widerstand des Koaxialkabels eliminiert und
die Arbeitsweise der Anordnung genauer wird. Die Oszillatorschaltung 61 kann beispielsweise
unmittelbar im Dachhimmel integriert sein.
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Anstelle
der Verwendung einer Antenne 60, die dazu verwendet wird,
den Oszillatorkreis zu verstimmen abhängig davon, welches Umfeld
die Antenne 60 sieht, kann auch eine Anordnung verwendet werden,
wie sie schematisch in 4 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung
befinden sich, räumlich
getrennt voneinander, zwei Antennen 85 und 86,
die in dem Bereich der Ecken 8 des Heckfensters 5 angeordnet sind.
Dabei dient die eine Antenne, beispielsweise die Antenne 85,
als Sendeantenne und die Antenne 86 als Empfangs antenne.
An die Sendeantenne 85 ist, wie zuvor beschrieben, der
Oszillator 61 angeschlossen. Die Empfangsantenne 86 ist
mit dem Frequenzzähler 62 verbunden.
Vom Prinzip her arbeitet diese Schaltung in der gleichen Weise,
wie dies im Zusammenhang mit 3 bereits
erläutert
ist, lediglich mit dem Unterschied, dass die Amplitude an der Empfangsantenne 86 vom
Kopplungsgrad mit der Sendeantenne 85 abhängig ist.
Dieser Kopplungsgrad ändert
sich in dem Maße,
in dem sich der Zugstab 26 den beiden Antennen nähert. Je
näher der Zugstab 26 an
den beiden Antennen 85, 86 steht, umso größer wird
die von der Empfangsantenne 86 empfangene Signalstärke. Das
Teach-in und die Auswertung erfolgen in derselben Weise wie zuvor
in Verbindung mit 3 ausführlich erläutert.
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Die
Schaltungsanordnung nach 4 gestattet es außerdem somit
zusätzlich
zur Frequenz auch noch die Amplitude des an der Antenne 86 empfangenen
Signals auszuwerten. Hierzu ist eine Amplitudenvergleichsschaltung 87 mit
Digitalausgang vorgesehen und zusätzlich an den Mikroprozessor 63 angeschlossen.
Es ist unschwer zu erkennen, dass anstelle der Frequenz lediglich
nur die Amplitude ausgewertet werden kann.
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Der
Vorteil der Frequenzauswertung besteht darin, dass keine amplitudentreue
Signalverstärkung erforderlich
ist.
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Die
elektronische Überwachungserkennung 59 für eine Einklemmsituation,
wie sie ausführlich
anhand der 3 und 4 erläutert ist,
lässt sich auch
bei Fensterrollos anwenden, wie sie in 5 exemplarisch
gezeigt sind.
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Lediglich
der Vollständigkeit
halber. ist in 5 noch eine andere Ausführungsform
eines Heckscheibenrollos 21 veranschaulicht. Bei diesem Heckscheibenrollo
sind zwei zweiarmige Hebel 90 und 91 vorgesehen,
die um eine Achse drehbar gelagert sind, die rechtwinklig zu der
Achse der aufgespannten Rollobahn 22 ausgerichtet sind.
Diese Achsen werden von Lagerstiften 92 gebildet, wie einer von
ihnen auf der linken Seite im Bereich der aufgebrochenen Hutablage 19 zu
erkennen ist. Der längere
Arm des zweiarmigen Hebels 90 ist mit seinem freien Ende
in einem Auszugsprofil oder Zugstab 26 verschieblich gelagert,
der, wie zuvor beschrieben, an der betreffenden Kante der Rollbahn 22 befestigt ist.
Das andere Ende jedes zweiarmigen Hebels 90, 21 ist über einen
Bowdenzug 93 mit einer Antriebsscheibe 94 des
Getriebemotors 43 verbunden. Durch in Gang setzen des Getriebemotors 43 wird
die Antriebsscheibe 94 gedreht und es wird an den Bowdenzügen 93 gezogen.
Hierdurch schenken die zweiarmigen Hebel 90, 91 aus
der gezeigten Stellung in eine stärker aufgerichtete Stellung.
Dabei bewegen sie den Zugstab 26 von der Hutablage 19 weg.
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Anstelle
eines seitlichen Fensters kann in der beschriebenen Weise auch ein
Rollo an einem Dachfenster überwacht
werden.
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Wie
unschwer zu erkennen ist, hat die Ausgestaltung des Rollos keinen
Einfluss auf die Gestaltung der Überwachungseinrichtung
und aus diesem Grunde erübrigt
es sich auch noch andere Ausführungsformen
von Rollos im Einzelnen zu erläutern.
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Ein
Fensterrollo für
Kraftfahrzeuge ist mit einem elektronischen Einklemmschutz versehen.
Zu dem elektronischen Einklemmschutz gehört eine an einen Oszillator
an geschlossene Antenne, die in der Nähe jener Stelle angebracht
ist, in die der Zugstab des Rollos im ausgefahrenen Zustand parkt.
Je nachdem wie nah der Zugstab der Antenne kommt, ändert sich
das Antennenfeld. Das Antennenfeld wird mit Hilfe einer Oszillatorschaltung
und eines Mikroprozessors überwacht.
Wenn die erwartete Feldänderung,
die bei der Bewegung des Zugstabs normalerweise auftritt, durch
zusätzliche
Gegenstände
verändert
wird, wird dies als Vorliegen einer Einklemmsituation interpretiert
und der Antriebsmotor abgeschaltet.