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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnurschalter zum Erkennen, wenn ein Gegenstand oder ein Mensch in einer automatischen Tür oder dgl. eingeklemmt oder fast eingeklemmt ist und eine Detektionsvorrichtung mit einem solchen Schnurschalter.
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Beispielsweise wird bei verschiedenen Arten von Kraftfahrzeugen ein Sensor auf der Stirnseite einer Tür unter Verwendung eines automatischen Schaltmechanismus verwendet als eine mit Kraft schließende Tür, eine Kofferraumklappe oder dgl., um so einen Zustand zu erkennen, in dem ein Gegenstand oder ein Mensch zwischen den mechanischen Teilen, also beispielsweise der Tür oder dem Fahrzeugkörper eingeklemmt oder fast eingeklemmt wird und die Tür rückwärts in eine Öffnungsrichtung bewegt wird, wenn ein ungewöhnlicher Zustand erkannt wird.
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Ein sogenannter Schnurschalter ist ein druckempfindlicher Schalter, der Druckänderungen zum Wechseln des Ein/Aus-Zustands des automatischen Schaltmechanismus erkennt. Der „Schnurschalter” ist typischerweise ein Kabelschalter vom Kontakttyp. Dieser kann auch als Schnurtypschalter oder Kabeltypdrucksensor bezeichnet werden.
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Ein Schnurschalter vom Kontakttyp, bei dem eine Mehrzahl von Drahtelektroden in Berührung miteinander kommt, um eine Ein/Aus-Schaltung in Antwort auf eine Änderung des Druckes dann, wenn ein Gegenstand ein automatisches Fenster oder eine automatische Tür schließt, ist bekannt.
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Ein druckempfindlicher Sensor ist der
EP 1 031 696 zu entnehmen, eine kapazitiver Sensor mit einer äußeren Elektrode der
WO 03/007476 .
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9 zeigt den Aufbau eines üblichen Schnurschalters, der in der
WO 97/21235 offenbart ist. Ein Schnurschalter
100 weist einen hohlen Isolator
101 auf, der elastische Eigenschaften hat, sowie vier Drahtelektroden
102A,
102B,
102C,
102D, die voneinander mit einem vorgegebenen Abstand getrennt sind und spiralförmig entlang einer Innenfläche eines hohlen Isolators
101 in einer Längsrichtung angeordnet sind.
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Der hohle Isolator 101 hält die Drahtelektroden 102A bis 102D, die Drahtelektroden 102A bis 102D sind, mit anderen Worten, in der Innenfläche des hohlen Isolators 101 derart eingebettet, dass die Drahtelektroden 102A–102D nicht in elektrischen Kontakt miteinander sind. Der hohle Isolator 101 weist ein Material auf, das leicht von einer von außen einwirkenden Kraft deformiert werden kann und in die Ausgangslage zurückkehrt, wenn die von außen einwirkende Kraft entfernt wird, beispielsweise ein elastischen Gummi oder ein elastischer Kunststoff.
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Die Drahtelektroden 102A bis 102D weisen einen Metalldraht mit einem einzigen Draht oder einer Mehrzahl von verseilten Drähten auf, sowie eine leitfähige Gummischicht oder eine leitfähige Kunststoffschicht, die auf dem äußeren Umfang des metallischen Drahts aufgebracht ist.
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10 zeigt eine Detektionsvorrichtung unter Verwendung eines Schnurschalters 100, der in 9 gezeigt ist. Eine Detektionsvorrichtung 200, eine Leistungsquelle 107 und ein Strommessgerät 108 sind in Reihe zwischen einem Ende 104A der Drahtelektrode 102A und dem anderen Ende 104D der Drahtelektrode 102D und ein Widerstand 106 ist zwischen einem Ende 104B der Drahtelektrode 102B und dem Ende 104C der Drahtelektrode 102C angeordnet. Weiter ist eine Kurzschlussleitung 109A zwischen einem Anschluss 105A der Drahtelektrode 102A und einem Anschluss 105B der Drahtelektrode 102B angeordnet und eine Kurzschlussleitung 109B ist zwischen einem Anschluss 105C der Drahtelektrode 102C und einem Anschluss 105D der Drahtelektrode 102D verbunden.
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Bei der Detektionsvorrichtung 200, die in 10 gezeigt ist, wird gewöhnlich ein schwacher Monitorstrom i von der Leistungsquelle 107 zugeführt. Wenn eine von außen kommende Kraft auf den Schnurschalter 100 von außen aufgebracht wird, kontaktiert eine der Drahtelektroden 102A und 102B eine der Drahtelektroden 102C und 102D, infolgedessen fließt ein Kurzschlussstrom durch den Widerstand 106, so dass ein ungewöhnlicher Zustand durch Messen einer Erhöhung des von dem Strommessgerät 108 gemessenen Stroms, der durch diese Stromänderung verursacht wird, erkannt wird.
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Als weitere Art eines Sensors, der nicht von der Druckänderung abhängt, wird ein Sensor vom elektrostatischen Kapazitätstyp vorgeschlagen. Ein Nicht-Kontaktsensor, der das Risiko erkennt, dass ein Gegenstand in der automatischen Tür, Fenster oder dgl. eingeführt werden kann, bevor die automatische Tür oder das Fenster berührt wird, benutzt eine Änderung der Kapazität oder des Widerstandsverlustes zwischen dem Gegenstand und der Elektrode. Ein solcher Sensor vom Nicht-Kontaktsensortyp ist in der
Japanischen Offenlegungsschrift 2-26414 offenbart.
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Übliche Schnurschalter haben jedoch den Nachteil, dass ein Detektionssignal nicht ausgegeben wird, bis der hohle Isolator 101 so deformiert ist, dass eine der Drahtelektroden 102A, 102B eine der Drahtelektroden 102C, 102D berührt, also erst dann, wenn eine erhebliche Kraft auf den Gegenstand oder den menschlichen Körper aufgebracht werden muss, wenn der ungewöhnliche Zustand erkannt wird. Weiter besteht der weitere Nachteil, dass die Kraft, die auf den Gegenstand oder den menschlichen Körper, der in die Tür eingeklemmt ist, offenbart wird, erhöht werden kann, wenn die Schließgeschwindigkeit der Tür erhöht ist, um deren Funktion zu verbessern.
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Weiter ist ein Sensor vom Nicht-Kontakt-Typ in der
japanischen Offenlegungsschrift 2-26414 offenbart, dieser ist gegenüber dem Kontakttypsensor nachteilig in Bezug auf die Zuverlässigkeit des Detektionsvermögens, da das Detektionsvermögen geändert werden kann in Übereinstimmung mit den Eigenschaften, dem Zustand, der Größe und dgl. des Gegenstands. Wenn der Detektionsbereich erweitert wird, tritt die Fehlfunktion schnell auf. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Detektionsbereich eingeengt wird, um so die Fehlfunktion zu vermeiden, es unmöglich sein, einen kleinen Artikel zu erkennen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Schnurschalter und eine diese verwendende Detektionsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Detektionsfunktion vom Nicht-Kontakt-Typ zum Erkennen der Annäherung vor dem Kontakt mit dem Artikel gegeben ist, während eine Detektionsfunktion vom Kontakttyp gegeben ist, die der Detektionsfunktion vom Nicht-Kontakt-Typ in der Zuverlässigkeit überlegen ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10 gelöst, die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung an.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Schnurschalter und eine Detektionsvorrichtung, die sowohl eine Detektionsvorrichtung vom Nicht-Kontakt-Typ zum Erkennen vor dem Berühren des Gegenstandes und eine Detektionsfunktion vom Kontakttyp, die in der Zuverlässigkeit der Detektionsfunktion vom Nicht-Kontakt-Typ überlegen ist, geschaffen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Schnurschalters nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung;
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2 eine Querschnittsansicht des Schnurschalters, der in 1 gezeigt ist;
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3 ein schematisches Diagramm, das eine Verbindung einer Detektionsvorrichtung unter Verwendung des in 1 gezeigten Schnurschalters wiedergibt;
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4B und 4B Diagramme, die einen Schnurschalter nach dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wiedergeben, wobei 4A eine Querschnittsansicht eines Schnurschalters in einem normalen Zustand und 4B eine Querschnittsansicht eines Schnurschalters wiedergibt, wenn dieser aufgrund einer von außen einwirkenden Kraft deformiert wird;
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5 ein schematisches Diagramm, das eine Verbindung einer Detektionsvorrichtung unter Verwendung des Schnurschalters von 4A und 4B wiedergibt;
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6 ein schematisches Diagramm, das eine Verbindung einer Detektionsvorrichtung nach dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel wiedergibt;
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7A und 7B Diagramme, die einen Schnurschalter nach dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel wiedergibt, wobei 7A eine Frontansicht eines wesentlichen Teiles und 7B eine Frontansicht eines wesentlichen Teiles bei einer Biegung wiedergibt;
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8 ein schematisches Diagramm, das eine Verbindung einer Detektionsvorrichtung unter Verwendung einer Abwandlung des Schnurschalters wiedergibt;
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9 eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines üblichen Schnurschalters wiedergibt; und
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10 ein schematisches Diagramm, das eine Verbindung einer Detektionsvorrichtung unter Verwendung des Schnurschalters von 8 wiedergibt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung in deren Einzelheiten in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert.
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[Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel]
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(Aufbau eines Schnurschalters)
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1 ist eine perspektivisch Ansicht, die einen Schnurschalter nach dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigt, und 2 ist eine Schnittansicht des in 1 gezeigten Schnurschalters.
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Ein Schnurschalter 1 weist, wie in den 1 und 2 gezeigt, einen hohlen Isolator 11 auf, der aus einem elastischen Material mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besteht und einen hohlen Teil 10 in der Mitte aufweist sowie ein Paar von Drahtelektroden 12A, 12B, die voneinander um einen vorgegebenen Abstand beabstandet sind und spiralförmig entlang einer Innenfläche des Hohlen Isolators 11 in einer Längsrichtung angeordnet sind, eine äußere Elektrode 13, die um eine äußere Umfangsfläche des hohlen Isolators 11 angeordnet ist und eine Isolationsschicht 14 zur Aufnahme der äußeren Elektrode 13.
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Der hohle Isolator 11 hat das Paar von Drahtelektroden 12A, 12B, die und spiralförmig an deren inneren Fläche spiralförmig gehalten und fixiert sind, die Drahtelektroden 12A, 12B sind elektrisch nicht in Berührung mit einander und die Drahtelektroden 12A und 12B sind teilweise in den hohlen Isolator 11 eingebettet. Der hohle Isolator 11 besteht aus einem Material, das leicht deformiert werden kann, wenn ein Gegenstand derart, dass die Drahtelektrode 12A und die Drahtelektrode 12B einander elektrisch berühren und in die Ausgangslage zurückkehrt, sobald die äußere Kraft entfernt wird. Das Material zum Bilden des hohlen Isolators 11 kann elastisches Gummi, elastisches Plastik, ein Elastormer oder dgl. sein.
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Das elastische Gummi weist Silikon, Ethylenpropylengummi, Styren-Butadiengummi, Chloroprengummi oder dgl. auf. Der elastische Kunststoff weist Polyethylen, Ethylen-Vinyl Azetatkopolymer, Ethylen-Ethyl Acrylatcopolymer, Ethylen-Methyl Methacrylatcopolymer, Polypropylen, Polyvinylchloride oder dergleichen auf. Weiter kommt als Elastormer ein thermoplastisches Elastomer des olefinen Systems oder des Styrensystems in Betracht.
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Jede der Drahtelektroden 12A, 12B weist, wie in 2 gezeigt, einen Leiter 15 auf, der aus einem metallischen dünnen Draht bestehend aus einer Mehrzahl von ausgeglühten Kupferdrähten (die Anzahl der Drähte ist in 2 sieben), die mit einer Sn-Beschichtung, Ag-Beschichtung oder Ni-Beschichtung beschichtet sind und ein Elektrodenelement 16 zum Beschichten des äußeren Umfangs des Leiters 15, der aus einem Harz oder einem Gummi besteht, bei dem der Widerstand durch einen beigemischten Stoff abgesenkt ist. Jeder der Drahtelektroden 12A, 12B kann ein einzelner Draht aus ausgeglühtem Kupfer oder dgl. sein.
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Der äußere Leiter 13 ist ein Leiter, der eine elektrostatische Kapazität zwischen den Drahtelektroden 12A, 12B und de äußeren Leiter 13 bildet. Die äußere Elektrode 13 kann die folgenden Ausbildungen haben.
- (1) Die Ausbildung, bei der der äußere Umfang des hohlen Isolators 11 mit einem Gespinst von feinen metallischen Drahten wie ausgeglühten Kupferdrähten abgedeckt ist, die mit einer Sn-Beschichtung, einer Ag-Beschichtung oder dgl. beschichtet sind (Gespinstausbildung).
- (2) Die Ausbildung, bei der der äußere Umfang des hohlen Isolators 11 umwickelt ist durch die feinen metallischen Drähte wie ausgeglühten Kupferdrähten, die mit einer Sn-Beschichtung, Ag-Beschichtung oder dgl. beschichtet sind (Wickelausbildung).
- (3) Die Ausbildung, bei der die äußere Umfangsfläche des hohlen Isolators 11 von einer Metallfolie umwickelt ist, die aus Kupfer, Aluminium oder dgl. besteht zur Bildung eines leitfähigen Elements oder ein leitfähiges Element in der Längsrichtung des hohlen Isolators 11 vorgesehen ist, um eine Streifenform zu haben (Längsumfassung).
- (4) Die Ausbildung, bei der der äußere Umfang des hohlen Isolators (11 in der Längsrichtung durch ein Harzband oder eine Harzfaser bestehend aus PET (Polyethylen Terephtalat), PP (Polypropylen) oder dgl. mit einem metallischen Film auf seiner einen Fläche durch Aufdampfen, Plattieren zur Schaffung eines leitfähigen Elements) umwickelt oder umfasst worden ist.
- (5) Die Ausbildung, bei der der Außenumfang des hohlen Isolators (11) von einem leitfähigen Element beschichtet ist, das aus einem leitfähigen Harz oder einem leitfähigen Gummi besteht.
- (6) Die Ausbildung, bei der der Außenumfang des hohlen Isolators (11) umwickelt worden ist oder umhüllt ist in Längsrichtung durch ein leitfähiges Element bestehend aus einem schichtartigen leitfähigen Harz oder einem plattenartigen leitfähigen Kupfer.
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Zusätzlich kann ein Ableitungsdraht bestehend aus einem metallischen Litzendrahtleiter oder einer dünnen Metallplatte zwischen der äußeren Elektrode 13 und der Isolationsschicht 14 vorgesehen sein, um so die Erdung der äußeren Elektrode 13 zu ermöglichen. Weiter kann ein Harzband zur Trennung oder ein Papierband zur Trennung vorgesehen sein entweder auf einer oder zwischen den beiden äußeren Elektroden 13 und dem hohlen Isolator 12 und der äußeren Elektrode 13 und der Isolationsschicht 14.
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Die Isolationsschicht 14 ist zum Isolieren und Schützen der äußeren Elektrode 13 vorgesehen. Die äußere Elektrode kann von einem Isolationsmaterial beschichtet sein wie Urethan, PVC (Polyvinylchlorid), Gummi wie EP (Epoxyharz) Gummi, Silikongummi, PET oder dgl. Alternativ kann die äußere Elektrode 13 von einem streifenartigen (bandartigen) Isolationsmaterial umwickelt sein. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass der äußere Durchmesser die Isolationsschicht 14 etwa 3 bis 5 mm beträgt, unter Beachtung der Isolationseigenschaften, der Flexibilität und der Betriebsfähigkeit. Weiter ist es bevorzugt, dass die Isolationsschicht 14 elastisch ist.
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Um die Detektionsempfindlichkeit der floatenden Kapazität können die folgenden Ausbildungen angewendet werden. Beispielsweise kann ein Füller mit geringer Dielektrizität in die Isolationsschicht 14 eingemischt sein oder die Isolationsschicht 14 kann aus einem Schaummaterial bestehen. Ein dielektrisches Material kann zwischen der äußeren Elektrode 13 und die Isolationsschicht 14 vorgesehen sein oder ein Element mit einer hohen Dielektrizität kann um den Außenumfang der Isolationsschicht 14 angeordnet sein.
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(Aufbau der Detektionsvorrichtung)
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3 zeigt eine Detektionsvorrichtung unter Verwendung eines Schnurschalters, wie er in 1 gezeigt ist.
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Die Detektionsvorrichtung 2 weist einen Schnurschalter 1, wie er oben beschrieben ist, eine Stromfluss Detektionseinheit 21, die mit einer Drahteleketrode 12A des Schnurschalters 1 als eine erste Detektionseinheit verbunden ist und eine elektrostatische Kapazitätsmesseinheit 22 auf, die mit einer äußeren Elektrode 13 als zweite Detektionseinheit verbunden ist. Weiter ist die Drahtelektrode 12B geerdet.
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Die Stromflussdetektionseinheit 21 weist einen Spannungsquellenkreis zum Aufbringen einer vorgegebenen Gleichspannung Vs zwischen den Drahtelektroden 12A, 12B und einen Detektionskreis zum Detektieren, dass ein Potential zwischen den Drahtelektroden 12A, 12B geändert wird von der Gleichspannung Vs auf den Pegel 0.
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Die elektrostatische Kapazitätsmesseinheit 22 misst eine elektrostatische Kapazität C zwischen den Drahtelektroden 12B und der äußeren Elektrode 13 und eine elektrostatische Kapazität (C + ΔC), die eine Summe einer floatenden elektrostatischen Kapazität ΔC wird erzeugt, wenn ein menschlicher Körper 23 dem Schnurschalter 1 und der elektrostatischen Kapazität C nahe kommt. Die elektrostatische Kapazitätsmesseinheit 22 ist aufgebaut zur Erzeugung eines Detektionssignals, wenn eine Zunahme der floatenden elektrostatischen Kapazität ΔC detektiert wird.
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(Betrieb des Schnurschalters und der Detektionsvorrichtung)
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Hier wird angenommen, dass der Schnurschalter 1 auf einer Kraftleittür eines Fahrzeugs installiert ist. Zusätzlich ist der Betrieb anderer Arten von Türen wie rückwärtige Türen, einem Fenster ähnlich derjenigen einer Kraftgleittür.
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(Detektionsbetrieb durch die Stromflussdetektionseinheit)
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Zunächst wird unten der Betrieb einer Stromflussdetektionseinheit 21 erläutert.
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Wenn der menschliche Körper 23 während eines Schließvorgangs der Gleittür in Berührung mit dem Schnurschalter 1 kommt, wird eine äußere Kraft auf einen Kontaktpunkt des Schnurschalters 1 aufgebracht, so dass der Kontaktpunkt deformiert wird. Wenn die äußere Kraft groß ist, wird der hohle Isolator flach und eine Fläche der Drahtelektrode 12A kommt in Berührung mit einer Fläche der Drahtelektrode 12B in dem hohlen Teil 10.
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Die Gleichspannung Vs, die zwischen den Drahtelektroden 12A und 12B liegt, wird aufgrund des Kontakt zwischen den Drahtelektroden 12A und 12B 0 V. In Übereinstimmung mit dieser Änderung des elektrischen Potentials erzeugt die Stromflussdetektionseinheit 21 ein Detektionssignal. Basierend auf diesem Detektionssignal dreht ein (nicht gezeigter) Türantriebskreis einen Motor zum Antreiben einer Tür (Türantriebsmotor) in einer umgekehrten Richtung zum Antreiben der Gleittür in einer Betriebsrichtung.
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Entsprechend diesem Vorgang wird kein Überdruck auf den menschlichen Körper 23 aufgebracht. Der Detektionsvorgang wird weiter ähnlich für einen anderen Körper als den menschlichen Körper 23, etwa einem Gepäckstück, durchgeführt. Wenn die äußere Kraft nicht länger aufgebracht wird, kehrt der hohle Isolator in seine ursprüngliche Form zurück und die Isolationsschicht 23 nimmt ebenfalls ihre ursprüngliche Form wieder an aufgrund der elastischen Kraft des hohlen Isolators 11 und einer eigenen elastischen Kraft.
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(Detektionsvorgang der die elektrostatische Kapazität messenden Einheit)
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Im Folgenden wird der Detektionsvorgang des die elektrostatische Kapazität messende Einheit 22 erläutert.
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Zwischen der äußeren Elektrode 13 und der Drahtelektrode 12B wird immer eine elektrostatische Kapazität C gebildet. Die elektrostatische Kapazität C ändert sich in dem normalen Zustand nicht, wo auch immer die Gleittür angeordnet ist.
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Wenn der Schnurschalter 1 nahe an einen menschlichen Körper 23 gerät während des Schließvorgangs der Gleittür, wird eine floatenden elektrostatische Kapazität ΔC von dem menschlichen Körper 23 zwischen der äußeren Elektrode 13 und Erde gebildet unabhängig von dem Vorhandensein einer auf den Schnurschalter 1 aufgebrachten äußeren Kraft. Die Summe (C + ΔC) dieser floatenden elektrostatischen Kapazität ΔC und der elektrischen Kapazität C wird durch die die elektrostatische Kapazität messende Einheit 22 gemessen.
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Die die elektrostatische Kapazität messende Einheit 22 liefert ein Detektionssignal basierend auf der elektrostatischen Kapazität, die variiert wird von C zu (C + ΔC).
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Basierend auf diesem Detektionssignal dreht der Türantriebskreis (nicht gezeigt) den Türantriebsmotor in der umgekehrten Richtung, zum Antreibender Gleittür in der Öffnungsrichtung.
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(Wirkungsweise des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels)
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Bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel können die folgenden Wirkungen erreicht werden.
- (a) Die elektrostatische Kapazität wird durch die Einheit 22 zum Messen der elektrostatischen Kapazität gemessen und das Vorhandensein des menschlichen Körpers 23 oder des Gegenstandes kann sicher und schnell berührungslos detektiert werden basierend auf der Änderung der gemessenen elektrostatischen Kapazität.
- (b) Da die Funktion des üblichen Schnurschalters vom Kontakttyp verwirklicht wird durch Drahtelektroden 12A und 12B ist es möglich, einen Druck eines in die Tür eingeklemmten Körpers oder dgl. mit einer hohen Zuverlässigkeit zu erkennen.
- (c) Da die elektrostatische Kapazität C in Übereinstimmung mit der Änderung der Länge der Drahtelektrode 12B geändert wird, ist es möglich, ein Lösen der Drahtelektrode 12B basierend auf der Änderung der elektrostatischen Kapazität zu detektieren. Weiter wird, wenn die Verbindung zu der Messeinheit 22 für die elektrostatische Kapazität der Drahtelektrode 12A und der Drahtelektrode 12B miteinander ersetzt wird, ist es möglich, die Lösung der Drahtelektrode 12A zu detektieren.
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(Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel)
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Die 4A und 4B sind Diagramme, die einen Schnurschalter nach dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigen, wobei 4A eine Querschnittsansicht des Schnurschalters in einem normalen Zustand und 4B eine Querschnittsansicht des Schnurschalters, wenn dieser aufgrund einer äußeren Kraft deformiert wird, ist.
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Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Drahtelektroden vier anstelle von zwei bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, der übrige Aufbau ist ähnlich dem des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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Der hohle Teil 10 des hohlen Isolators 13 hat im Querschnitt eine kreuzartige Form, der hohle Isolator 11 ist mit vier konkaven Abschnitten und vier konvexen Abschnitten versehen. Die Drahtelektroden 12A, 12B, 12C und 12D sind zwischen den konkaven Abschnitten des hohlen Isolators 11 angeordnet und teilweise an den konvexen Abschnitten des hohlen Isolators 11 eingebettet. Die Drahtelektroden 12A bis 12B werden spiralförmig in einer Innenfläche des hohlen Isolators 11 derart gehalten, dass die Drahtelektroden 112A bis 12D nicht herausfallen.
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5 ist ein schematisches Diagramm, das die Verbindung einer Detektionsvorrichtung unter Verwendung des Schnurschalters von 4A und 4B zeigt. Diese Detektionsvorrichtung 3 weist Drahtelektroden 12A bis 12D auf, die parallel miteinander verbunden sind. Die Detektionsvorrichtung 3 ist, mit anderen Worten, derart konstruiert, dass jedes Anschlussende der Drahtelektroden 12A bis 12D geöffnet ist, die Stromflussdetektionseinheit 21 ist mit jedem der Anfangsenden der Drahtelektroden 12A, 12C, jeder der Anfangsenden der Drahtelektroden 12A, 12C verbunden, die Enden der Drahtelektroden 12B, 12D sind geerdet und die Einheit 22 zum Messen der elektrostatischen Kapazität ist mit der äußeren Elektrode 13 verbunden.
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Im Folgenden wird die Betriebsweise der Detektionsvorrichtung 3 erläutert. Wenn der menschliche Körper oder dgl. in Berührung mit dem Schnurschalter während des Schließvorgangs der Gleittür kommt, wird eine äußere Kraft auf einen Kontaktpunkt des Schnurschalters 1 aufgebracht, so dass der Kontaktpunkt deformiert wird. Wenn die äußere Kraft groß ist, wird der hohle Isolator 11 flach, wie in 4A gezeigt, und die Drahtelektroden 12A, 12B kommen mit Drahtelektroden 12D, 12C in Berührung. Wenn die äußere Kraft von einer lateralen Richtung, gesehen in 4B aufgebracht wird, kommen die Drahtelektroden 12B, 12C mit den Drahtelektroden 12A, 12D in Berührung.
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Die Gleichspannung Vs an dem Ende der Stromflussdetektionseinheit 11 wird 0 V aufgrund der Berührung zwischen den Drahtelektroden, wie oben beschrieben. In Übereinstimmung mit dieser Änderung des elektrischen Potentials erzeugt die Stromflussdetektionseinheit 21 das Detektionssignal. Basierend auf diesem Detektionssignal dreht ein Türantriebskreis (nicht gezeigt) einen Türantriebsmotor in einer umgekehrten Richtung zum Antreiben der Gleittür in einer Öffnungsrichtung. Entsprechend diesem Vorgang ist es möglich zu verhindern, dass ein übermäßiger Druck auf den menschlichen Körper 23 oder dergleichen ausgeübt wird. Da der Detektionsvorgang der Messeinheit 21 für die elektrostatische Kapazität bereits in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wird hier auf eine Beschreibung verzichtet.
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(Wirkung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels)
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Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel können die folgenden Wirkungen erreicht werden.
- (a) Da vier Drahtelektroden 12A bis 12D verwendet werden, ist es möglich, den Druck, der aus anderen Richtungen aufgebracht wird (d. h. den lateralen und den vertikalen Richtungen) auf den Schnurschalter 1, wie in 4A und 4B gezeigt, zu erkennen.
- (b) Da zwei Drahtelektroden für das Signal und die anderen zwei Drahtelektroden für die Erdung ausgebildet sind, wird ein Kurzschlusskreis zuverlässig gebildet, so dass die Zuverlässigkeit in der Erkennung vergrößert werden kann.
- (c) Da alle Verbindungen der Drahtelektroden 12A bis 12D an den Enden in der Detektionsvorrichtung 3 vorgesehen sein können, wird die Montage der Schaltung erleichtert.
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Die anderen Wirkungen sind ähnlich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
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(Das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel)
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6 ist ein schematisches Diagramm, das die Verbindung einer Detektionsvorrichtung nach dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt unter Verwendung des Schnurschalter nach 4A und 4B. Die Detektionsvorrichtung weist die Drahtelektroden 12A bis 12B auf, die in Reihe miteinander verbunden sind. Die Detektionsvorrichtung ist, mit anderen Worten, derart aufgebaut, dass dann, wenn jedes Anschlussende der Drahtelektroden 12A, 12C über eine Kurzschlussleitung 17A verbunden ist, jedes Anschlussende der Drahtelektroden 12B, 12D durch eine Kurzschlussleitung 17B verbunden ist, die Stromflussdetektionseinheit 21 ist mit dem Ende der Drahtelektroden 12A verbunden, das Ende der Drahtelektrode 12B ist geerdet, die Enden der Drahtelektroden 12C, 12D sind offen, und die Messeinheit 22 für die elektrostatische Kapazität ist mit der äußeren Elektrode 13 verbunden.
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Im Nachfolgenden wird die Detektionsvorrichtung 4 erläutert.
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Wenn der menschliche Körper oder dgl. während des Schließvorgangs der Gleittür in Berührung mit dem Schnurschalter kommt, wird eine äußere Kraft auf den Kontaktpunkt des Schnurschalters 1 aufgebracht, so dass der Kontaktpunkt deformiert wird. Wenn die äußere Kraft groß ist, wird der hohle Isolator 11 flach, wie in 4A und 4B gezeigt, die Drahtelektrode 12A kommt in Berührung mit der Drahtelektrode 12C. Infolgedessen variiert das elektrische Potential zwischen den Enden der Drahtelektroden 12A, 12B von der Gleichspannung auf 0 V.
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In Übereinstimmung mit der Änderung des elektrischen Potentials erzeugt die Stromflussdetektionseinheit 21 das Detektionssignal. Basierend auf dem Detektionssignal dreht eine Türantriebsschaltung (nicht gezeigt) einen Türantriebsmotor in der umgekehrten Richtung zum Antreiben der Gleittür in Richtung der Öffnung. Entsprechend diesem Vorgang ist es möglich zu verhindern, dass ein übermäßiger Druck auf einen menschlichen Körper 23 oder dgl. aufgebracht wird. Da der Detektionsvorgang der Messeinheit 22 für die elektrostatische Kapazität bereits in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wird hier auf eine Erläuterung verzichtet.
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(Wirkung des dritten Ausführungsbeispiels)
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann die folgende Wirkung erreicht werden.
- (a) Da vier Drahtelektroden 12A bis 12D verwendet werden, ist es möglich, den Druck, der aus mehreren Richtungen auf den in den 4A und 4B aufgebrachten Schnurschalter 1 aufgebracht wird, zu detektieren.
- (b) Da zwei Drahtelektroden für das Signal bzw. für die Erdung verwendet werden, wird ein Kurzschluss zuverlässig gebildet, so dass die Zuverlässigkeit der Detektion vergrößert werden kann.
- (c) Da alle Drahtverbindungen der Drahtelektroden 12A bis 12D an den Enden und den Anschlüssen in der Detektionsvorrichtung 3 liegen, können die Verbindungen an den Enden vereinfacht werden.
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Die weiteren Effekte sind ähnlich diejenigen in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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(Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel)
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Die 7a und 7b sind Diagramme, die einen Schnurschalter nach dem vierten Ausführungsbeispiel zeigen, wobei 7A eine Frontansicht eines wesentlichen Teiles und 7B eine Frontansicht des wesentlichen Teiles in gebogenem Zustand ist.
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Weiter sind die äußeren Drahtelektroden 130, die unten beschrieben sind, in vergrößerten Querschnitten in den 7A und 7B gezeigt.
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Bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die äußeren Drahtelektroden 120 spiralförmig um den äußeren Umfang des hohlen Isolators 11 gewickelt wie die äußere Elektrode 13 bei dem ersten Ausführungsbeispiel. In den 7A und 7B ist die Isolationsschicht 14, die die äußerste Schicht ist, nicht gezeigt.
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Für die äußere Drahtelektroden 120 kann ein Metall wie Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet werden.
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Bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Außenseite des hohlen Isolators erstreckt, während die Innenseite des hohlen Isolators 11 zusammengedrückt ist, wie in 7 gezeigt, wenn der Schnurschalter 1 gebogen wird. Die äußere Drahtelektrode 130 ist entsprechend der Deformation des hohlen Isolators 11 leicht deformiert, so dass die Flexibilität des Schnurschalters verbessert werden kann.
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Im Nachfolgenden werden Beispiele der vorliegenden Erfindung erläutert.
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(Beispiel 1)
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Nachdem in den 4A und 4B gezeigten Aufbau werden die Beispiele 1 bis 3 wie folgt hergestellt.
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In dem Beispiel 1 wird ein mit Zinn beschichteter ausgeglühter dünner Kupferdraht (der hergestellt ist durch Verflechten von sieben Drähten, jeder mit einem Durchmesser von 0,127 mm) mit einem seitliche Gummi beschichtet, um die Drahtelektroden 12A bis 12D mit einem Durchmesser von 0,6 mm zu schaffen und die Drahtelektroden 12A bis 12D werden spiralförmig entlang einer Innenfläche eines hohlen Isolators 11 mit einem äußeren Durchmesser von 3,5 mm spiralförmig angeordnet.
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Einhundert der dünn beschichteten ausgeglühten Kupferdrähte mit jeweils einem Durchmesser von 0,05 mm werden um den Außenumfang des hohlen Isolators 11 gewickelt mit einem konstanten Abstand zur Schaffung einer äußeren Elektrode 13 und einer äußeren Umfangsfläche der äußeren Elektrode 13 wird von einer Isolationsschicht 14 ummantelt, die aus Urethan mit einer Dicke von 0,3 mm zusammengesetzt ist.
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(Beispiel 2)
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Bei dem Beispiel 2 wird nach der Herstellung der Drahtelektroden 12A bis 12D und der hohle Isolator 11 ähnlich wie bei dem Beispiel 1 eine Aluminium/Polyethylenterephthalat (Al/PET)-Band mit einer Breite von 6 mm bestehend aus einem PET mit einer Dicke von 4 μm, die an einer Aluminiumfolie mit einer Dicke von 7 μm haftet, um eine äußere Umfangsfläche des hohlen Isolators mit einer konstanten Steigung gewickelt zur Schaffung der äußeren Elektrode 13 und eine äußere Umfangsfläche der äußeren Elektrode 13 wird von einer Isolationsschicht 14 ummantelt, die aus Urethan mit einer Dicke von 0,4 mm besteht.
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Die elektrische Kapazität und die Änderung in der elektrostatischen Kapazität des Beispiels 1 und des Beispiels 2 wurden gemessen. Es ergab sich eine elektrostatische Kapazität des Beispiels 1 von 144 pF/m und der des Beispiels 2 von 138 pF/m. Wenn eine Metallplatte mit einer Dicke von 50 mm um 30 mm von dem Schnurschalter 1 entfernt war, betrug die Änderung der elektrostatischen Kapazität bei dem Beispiel 1 0,12 pF/m und derjenigen von Beispiel 2 von 0,11 pF/m. Infolgedessen war die elektrostatische Kapazität und die Änderung der elektrostatischen Kapazität im wesentlichen einander in den Beispielen 1 und 2 gleich.
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(Beispiel 3)
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In dem Beispiel 3 wird nach dem Herstellen der Drahtelektroden 12A bis 12D und des hohlen Isolators 11 ähnlich wie bei dem Beispiel 1 die mit Zinn plattierten ausgeglühten Kupferdrähte mit jeweils einem Durchmesser von 0,1 mm gesponnen, um die äußere Umfangsfläche des hohlen Isolators 11 zur Bildung einer äußeren Elektrode 13 mit einer umsponnenen Struktur und eine Isolationsschicht 14 bestehend aus PVC-Polyvinylchlorid) wurde mit einer Dicke von 0,25 um die äußere Umfangsfläche der äußeren Elektrode 13 ummantelt.
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Der Schnurschalter 1 nach den Beispielen 1 bis 3, der so hergestellt worden ist, wird an eine Tür eines Fahrzeugs zur Bildung der Detektionsvorrichtung 3, die in 5 gezeigt ist, installiert und die Betriebsergebnisse werden beobachtet. Die Ergebnisse waren ausgezeichnet sowohl des Schalters vom Kontakttyp als auch des Schalters vom Nicht-Kontakttyp.
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(Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele)
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Die Komponenten bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiels können willkürlich kombiniert werden. Weiter sind Ausbildungen beschrieben, bei denen die Anzahl der Drahtelektroden 2 oder 4 ist, die Anzahl der Drahtelektrode kann 4 oder mehr sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Anzahl der Drahtelektroden eine gerade Anzahl ist, d. h., die Drahtelektrode sind als ein oder mehrere Paare vorgesehen.
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Weiter werden bei den vier bevorzugten Ausführungsbeispielen der Aufbau der Detektionsvorrichtung beschrieben, bei dem kein Widerstand mit der Drahtelektrode verbunden ist. Es ist hier auch möglich, die Detektionsvorrichtung so auszubilden, dass ein Widerstand zwischen den Drahtelektroden 12B und 12C vorgesehen ist, wie in 8 gezeigt. Bei diesem Aufbau kann ein Kontakt zwischen den Drahtelektroden durch eine Änderung des Widerstandswertes oder einer Änderung in einem Stromwert erkannt werden.
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Weiter ist es möglich, eine Ausbildung vorzusehen, bei der ein elektrischer Draht mit einem feinen metallischen Leiter, der mit einem dünnen Isolationsfilm beschichtet ist, um einen äußeren Umfang des Schnurschalters als eine äußere Elektrode 13 gewickelt ist, wodurch auf die Isolationsschicht 14 verzichtet werden kann.
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Weiter ist in den vier bevorzugten Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben, bei denen der Schnurschalter bei dem Detektieren eines Einklemmens in einer Gleittür, einer Tür, einem Fenster oder dgl. des Fahrzeugs verwendet wird. Der Schnurschalter kann als ein Sensor zum Verhindern des Einklemmens in einer automatischen Tür oder einem Sensor zum Verhindern des Eindringens verwendet werden.
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Weiter wird in den vier bevorzugten Ausführungsbeispielen der Türantriebsmotor in eine umgekehrte Richtung in Antwort auf die Erzeugung des Detektionssignals dann, wenn die elektrostatische Kapazität von C auf (C + ΔC) sich ändert, beschrieben. Der Türantriebsmotor kann beschleunigt oder gestoppt werden. Weiter kann ein Alarm durch einen Ton oder eine Ansage oder dgl. abgegeben werden.
