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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Sicherheitsgurteinrichtungen dienen als Rückhaltesystem in Verkehrsmitteln und insbesondere in Kraftfahrzeugen dem Schutz der Fahrzeuginsassen im Falle von Gefahren- oder Unfallsituationen. In modernen Kraftfahrzeugen werden Sicherheitsgurteinrichtungen üblicherweise als Dreipunktsicherheitsgurte ausgeführt.
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Zur Komfortsteigerung ist es mittlerweile bekannt, Sicherheitsgurteinrichtungen mit beheizbaren Gurtbändern auszustatten. Durch die Beheizung des Gurtbandes wird einem Fahrer insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen ein angenehmeres Sitz- und Fahrgefühl vermittelt.
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Die
DE 10 2017 000 564 A1 beschreibt eine Sicherheitsgurteinrichtung für einen Kraftwagen mit einem in einer Gurtaufrolleinheit aufgerollten Gurtband. Das Gurtband ist aus einer Verstaustellung um eine jeweilige Auszugslänge in eine Gebrauchsstellung ausziehbar und mit einer Heizeinrichtung beheizbar. Die Heizeinrichtung kann ein Heizelement und eine Energiezuführeinrichtung aufweisen, wobei das beispielsweise als ein Heizdraht ausgebildete Heizelement in das Gurtband integriert, zum Beispiel eingewebt sein kann.
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Die
DE 10 2016 002 932 A1 offenbart einen Sicherheitsgurt für ein Fahrzeug. Der Sicherheitsgurt weist eine verschieblich an diesem angeordnete Gurtschlosszunge auf, welche in ein einem Fahrzeugsitz zugeordnetes Gurtschloss einsteckbar ist. Weiter ist eine Heizvorrichtung zumindest zum abschnittsweisen Beheizen des Sicherheitsgurtes vorgesehen.
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Aus der
DE 10 2006 011 646 A1 ist ein Rückhaltesystem für Fahrzeuge bekannt. Das Rückhaltesystem umfasst hier ein mit zumindest einem steuerbaren Heizelement versehenes Gurtband, das sich über eine gewisse Länge des Gurtbandes erstreckt, so dass wenigstens ein Teil des Schultergurtabschnitts und/oder des Beckengurtabschnitts erwärmbar ist.
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Die
DE 10 2017 005 053 A1 beschreibt einen Sicherheitsgurt für ein Fahrzeug, der zumindest ein Gurtband aufweist, welches einen zwischen zwei Gurtbandlagen angeordneten und mit Gas beaufschlagbaren Airbag umfasst. Zwischen dem Airbag und einer einem das Gurtband tragenden Insassen zugewandten Gurtbandlage ist zumindest ein Heizelement angeordnet, durch welches eine körpernahe Erwärmung und damit Klimatisierung der dem Insassen zugewandten Gurtbandlage und damit des das Gurtband tragenden Insassen realisierbar ist.
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Weiter ist aus der
DE 100 30 855 A1 eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Sicherheitsgurteinrichtung umfasst einen Sicherheitsgurt und eine Aufwickelvorrichtung für den Sicherheitsgurt. Um eine Schwergängigkeit und ein Herabhängen der Sicherheitsgurte bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu vermeiden, ohne bei hohen Umgebungstemperaturen zu starke Gurtzugkräfte zu erzeugen, ist die Aufwickelvorrichtung für den Sicherheitsgurt beheizt. Hierzu ist innerhalb der Aufwickelvorrichtung zumindest ein elektrisches Widerstandsheizelement eingesetzt, das in einem Stromkreis mit einer Stromquelle des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Die
DE 14 81 969 B offenbart eine Aufwickelvorrichtung für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurttrommel und einer Klemmvorrichtung mit Klemmbacken zum lösbaren Einklemmen des Gurtes in beliebigen Auszugslängen. Der Gurt wird gemäß der
DE 14 81 969 B nach der Gurttrommel in Form einer Schleife um die schwenkbar angeordnete Klemmbacke herum und aus dieser herausgeführt, wobei wenigstens eine Aufwickelfeder den Gurt ständig derart über die schwenkbare Klemmbacke spannt, dass diese bei einer bestimmten Ausziehkraft mit der anderen Klemmbacke in Klemmbeziehung tritt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsgurteinrichtung zu schaffen, die gegenüber dem bekannten Stand der Technik bei gleichbleibendem Komfort die Sicherheit eines Fahrzeuginsassen erhöht.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Sicherheitsgurteinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Sicherheitsgurteinrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar und umfasst ein Gurtband, eine Gurtbandaufnahme, in und/oder von der das Gurtband aufnehmbar ist, zumindest ein Heizelement, sowie zumindest ein Mittel zur Temperaturermittlung und zumindest ein Mittel zur Gurtbandlängenerfassung. Das Heizelement der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung ist an und/oder in dem Gurtband angeordnet, und das zumindest eine Mittel zur Temperaturermittlung und/oder das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung sind zur automatischen Bestimmung der in und/oder an der Gurtbandaufnahme vorherrschenden Temperatur in und/oder an der Gurtbandaufnahme angeordnet. Zur Regelung der Heizleistung des an und/oder in dem Gurtband angeordneten Heizelements ist das zumindest eine Mittel zur Temperaturermittlung und/oder das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung signaltechnisch mit einer Elektronik koppelbar, die derart ausgebildet ist, dass bei einer erfassten Temperatur, die einen voreingestellten Schwellwert überschreitet, das Heizelement automatisch ausgeschaltet oder die Heizleistung zumindest soweit verringert wird, dass die Temperatur in und/oder an der Gurtbandaufnahme unter den voreingestellten Schwellwert sinkt. Weiter ist das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung zur Erfassung der Länge des sich in und/oder an der Gurtbandaufnahme befindlichen Gurtbandes ausgebildet, wobei auf Basis der ermittelten Länge die Heizleistung des Heizelementes zur Vermeidung einer Überhitzung in und/oder an der Gurtbandaufnahme anpassbar ist.
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Da je nach Größe und Körperumfang eines Fahrzeuginsassen, dessen Sitzposition und/oder der Länge des beheizten Teil des Gurtbandes dieses teilweise in und/oder an der Gurtbandaufnahme verbleibt, stellt die Überprüfung der dort vorherrschenden Temperatur bei beheizten Gurtbändern eine sicherheitsrelevante Größe dar.
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Auch im Falle einer möglichen Vorkonditionierung der Gurtheizung ist eine kontrollierte Regelung der Heizleistung des zur Beheizung eines Gurtbandes eingesetzten Heizelementes erforderlich. Wird beispielsweise bereits durch das Entriegeln eines Fahrzeuges die Beheizung des Gurtbandes automatisch initiiert, das Fahrzeug dann jedoch nicht unmittelbar genutzt, besteht die Gefahr, dass die Gurtbandaufnahme überhitzt. Gleiches gilt auch, wenn die Gurtbeheizung beispielsweise durch einen in ein Gurtschloss eingesetzten Gurtzungenadapter initiiert wird, Durch einen Gurtzungenadapter wird der Elektronik suggeriert, dass der Fahrzeuginsasse sich angeschnallt hat, auch wenn das Gurtband nicht angelegt ist. Auch in diesem Fall wird der der Sicherheitsgurt beheizt und es kann zu einem Wärmestau in und/oder an der Gurtbandaufnahme kommen.
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Durch die Anordnung des zumindest einen Mittels zur Temperaturermittlung und/ oder des zumindest einen Mittels zur Gurtbandlängenerfassung in und/oder von der der Gurtbandaufnahme lässt sich die in und/oder an der Gurtbandaufnahme vorherrschende Temperatur bzw. der erwartbare Temperaturgang bzw. der Temperaturverlauf zuverlässig und automatisch bestimmen. Auf Basis dieser ermittelten Werte lässt sich durch gezielte Regelung der Heizleistung des Heizelementes ein Wärmestau in und/oder an der Gurtbandaufnahme und eine daraus möglicherweise resultierende Überhitzung verhindern. Unter einer Gurtbandaufnahme im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere sowohl ein das Gurtband in dessen Innenraum aufnehmendes Gurtbandgehäuse als auch ein Gurtbandwickler verstanden, an dem das Gurtband aufgenommen oder an dessen Außenumfang das Gurtband aufgewickelt ist.
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Zur Regelung der Heizleistung des Heizelements sind das zumindest eine Mittel zur Temperaturermittlung und/oder das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung signaltechnisch mit einer Elektronik gekoppelt. Die Elektronik kann als separate Komponente, beispielsweise in Form eines externen Steuergerätes (ECU, Electronic Control Unit) ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Elektronik jedoch Teil der Sicherheitsgurteinrichtung.
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Die signaltechnische Kopplung kann beispielsweise drahtlos, insbesondere induktiv, mittels Funk oder über ein Kabel erfolgen. Aufgrund der signaltechnischen Kopplung ist es möglich, Signale zwischen dem zumindest einen Mittel zur Temperaturermittlung und/oder mit dem zumindest einen Mittel zur Gurtbandlängenerfassung und der entsprechenden Elektronik auszutauschen.
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Die Elektronik ist derart ausgebildet, dass bei einer erfassten Temperatur, die einen voreingestellten Schwellwert überschreitet, das Heizelement automatisch ausgeschaltet oder die Heizleistung zumindest soweit verringert wird, dass die Temperatur in und/oder an der Gurtbandaufnahme unter den voreingestellten Schwellwert sinkt.
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Insbesondere ist die Elektronik dazu ausgebildet, bereits bei Erfassung einer sich in einem Übergangsbereich befindlichen Temperatur die Heizleistung des Heizelementes zu reduzieren, um von vorneherein eine möglich Überhitzung zu vermeiden. Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Elektronik dazu ausgebildet ist, ein zu schnelles Ansteigen der Temperatur in der Nähe der Gurtbandaufnahme zu erfassen. In diesem Falle wird das Heizelement ebenfalls automatisch ausgeschaltet oder die Heizleistung entsprechend verringert. Mit anderen Worten stellt im Sinne der vorliegenden Erfindung auch ein zu schneller Temperaturanstieg in der Nähe oder an der Gurtbandaufnahme ein Auslösekriterium für die Regelung der Heizleistung des Heizelementes durch die Elektronik dar.
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Weiter kann eine zeitabhängige Regelung der Heizleistung im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein. Muss sich ein Fahrzeuginsasse nach Beginn der Beheizung des Gurtbandes zum Beispiel noch einmal kurz abschnallen, beispielsweise um ein auf dem Rücksitz sitzendes Kind anzuschnallen oder etwas zu verstauen, so ist es vorteilhaft, wenn die Heizleistung kurzzeitig - insbesondere für die Dauer einer voreingestellten Zeitspanne - verringert wird. Wird das Gurtband innerhalb dieser voreingestellten Zeitspanne wieder angelegt, wird die Heizleistung erneut erhöht. Bei Überschreitung der Zeitspanne, wenn das Gurtband also in und/oder an der Gurtbandaufnahme verbleibt, wird die Heizleistung entweder dauerhaft verringert oder gegebenenfalls ganz unterbrochen.
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Das zumindest eine Mittel zur Temperaturermittlung ist vorzugsweise zur Ermittlung der in und/oder am der Gurtbandaufnahme vorherrschenden Temperatur ausgebildet. Eine direkte Ermittlung der Temperatur erfolgt hierbei vorzugsweise durch zumindest ein in und/oder an der Gurtbandaufnahme angeordnetes Mittel zur Temperaturermittlung.
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Gleichermaßen ist im Rahmen der Erfindung auch eine indirekte Temperaturbestimmung der Innentemperatur der Gurtbandaufnahme möglich. Hierbei ist das zumindest eine Mittel zur Temperaturermittlung außerhalb der Gurtbandaufnahme, beispielsweise am Außenumfang eines zumindest partiell verschlossenen und das Gurtband einhausenden Gurtbandgehäuses angeordnet. Die gemessene Temperatur außerhalb der Gurtbandaufnahme korreliert dann - beispielsweise unter Berücksichtigung des eingesetzten Materials und der Geometrie der Gurtbandaufnahme - mit der innerhalb der Gurtbandaufnahme tatsächlich vorherrschenden Temperatur. Eine indirekte Bestimmung erlaubt beispielsweise auch eine Nachrüstung einer bereits bestehenden Sicherheitsgurteinrichtung durch nachträgliche Anbringung eines entsprechenden Mittels zur Temperaturermittlung an der Außenseite des Gehäuses.
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Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Mittel zur Temperaturermittlung ein Sensorelement. Von einem Sensorelement im Sinne der vorliegenden Erfindung sind sowohl Thermoelemente, widerstandsbasierte Temperatursensoren, Infrarotsensoren und Bimetall-Sensoren umfasst. Vorzugsweise ist das Sensorelement als ein Temperaturfühler ausgebildet.
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Das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung ist derart ausgebildet, dass damit die Länge des sich in und/oder an der Gurtbandaufnahme befindlichen Gurtbandes erfassbar ist. Mittels einer solchen Gurtbandlängenerfassung lässt sich feststellen, wie weit das mit dem Heizelement versehene Gurtband aufgerollt ist, also welcher Anteil der ausrollbaren Länge sich in und/oder an der Gurtbandaufnahme befindet. Auf Basis dieser ermittelten Länge lässt sich dann die Heizleistung des Heizelementes zur Vermeidung einer Überhitzung in und/oder an der Gurtbandaufnahme anpassen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung ein mechanischer Schalter. Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Mittel zur Gurtbandlängenerfassung ein Taster bzw. ein Tastelement, welches durch das aufgerollte Gurtband betätigbar ist. Befindet sich nur ein geringer Teil des mit dem Heizelement versehenen Gurtbandes in und/oder an der Gurtbandaufnahme, bleibt der Taster unbetätigt und die Heizleistung des Heizelementes bleibt vorzugsweise konstant. Wird der Taster durch das aufgerollte Gurtband betätigt, so wird die Heizleistung zur Beheizung des Heizelements zweckmäßigerweise heruntergeregelt oder die Stromzufuhr zum Heizelement vollständig unterbrochen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gurtband mehrlagig ausgebildet. Bei einer mehrlagigen, insbesondere einer zweilagigen Ausgestaltung ist das Heizelement bevorzugt zwischen zwei Lagen des Gurtbandes angeordnet. Alternativ bevorzugt ist das Gurtband schlauchartig gefertigt. In diesem Fall ist das Heizelement zweckmäßigerweise am Innenumfang des durch die schlauchartige Gestaltung des Gurtbandes gebildeten Innenraums angeordnet.
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Das Heizelement selbst umfasst zweckmäßigerweise ein elektrisch leitfähiges Medium, welches auf und/oder in einem Trägermaterial befestigt ist. Als Trägermaterial eignen sich insbesondere Textilien, Gewirke oder Gewebe. Besonders bevorzugt ist als Trägermaterial ein Vlies eingesetzt. Als elektrisch leitfähiges Medium ist bevorzugt ein Heizdraht eingesetzt, der auf das Trägermaterial auf- oder in dieses eingebracht ist. Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht den Einsatz eines als dehnbare und/oder biegbare Kabelplatine ausgebildeten Heizelements vor.
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Ebenfalls ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, wenn das Heizelement und damit das Gurtband partiell beheizbar sind. Das Heizelement ist hierzu vorzugsweise in einzelne Heizzonen unterteilt, deren jeweilige Heizleistung separat voneinander regelbar ist. Als Heizzonen sind beispielsweise der Brustbereich und der Beckenbereich des Gurtbandes (bei einem klassischen Dreipunktsicherheitsgurt) beheizbar. Eine ledigliche Beheizung des Beckenbereiches ist insbesondere bei einem als Beckengurt ausgebildeten Sicherheitsgurt zweckmäßig. Auch eine weitere Unterteilung des Gurtbandes in separat zu beheizende Heizzonen ist im Sinne der Erfindung möglich.
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Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Sicherheitsgurteinrichtung durch die Temperaturermittlung und/oder die Gurtlängenerfassung in und/oder an der Gurtbandaufnahme die Möglichkeit einer kontrollierten Sicherheitsabschaltung des Heizelementes bereits bei drohender Überhitzung.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine ausschnittsweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung,
- 2 die Gurtbandaufnahme der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung gemäß 1, sowie
- 3 die Gurtbandaufnahme der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung mit einem Mittel zur Gurtlängenerfassung, sowie
- 4 die Gurtbandaufnahme der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung mit einem Mittel zur Temperaturermittlung und einem Mittel zur Gurtlängenerfassung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Sicherheitsgurteinrichtung 1, die dem Schutz eines Fahrzeuginsassen 2 eines Kraftfahrzeuges 3 im Falle von Gefahren- oder Unfallsituationen dient. Die vorliegende Sicherheitsgurteinrichtung 1 umfasst ein Gurtband 4 und eine als Gurtbandgehäuse ausgebildete Gurtbandaufnahme 5. Das Gurtband 4 ist vorliegend partiell ausgerollt und hält den Fahrzeuginsassen 2 sowohl in dessen Brustbereich 6 als auch in dessen Beckenbereich 7. Der nicht benötigte Teil des Gurtbandes 4 ist in der Gurtbandaufnahme 5 aufgenommen. Die Sicherheitsgurteinrichtung 1 umfasst weiter eine an dem Gurtband 4 angeordnete Gurtbandzunge 8, die in ein Gurtschloss 9 eingesteckt ist.
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Das Gurtband 4 ist vorliegend zweilagig gefertigt. Zwischen den beiden Gurtbandlagen ist sowohl im Brustbereich 6 als auch im Beckenbereich 7 ein Heizelement 10 in Form von auf einem nicht gezeigten Vlies als Trägermaterial aufgebrachten Heizdrähten 11 als elektrisch leitfähiges Medium angeordnet, um das Gurtband 4 zu erwärmen.
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Um die innerhalb der als Gurtbandgehäuse ausgebildeten Gurtbandaufnahme 5 vorherrschende Temperatur zu ermitteln umfasst die erfindungsgemäße Sicherheitsgurteinrichtung 1 gemäß 1 ein Mittel 12 zur Temperaturermittlung (angedeutet durch einen gepunkteten Pfeil), welches innerhalb des Gurtbandgehäuses angeordnet ist.
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2 zeigt die Gurtbandaufnahme 5 der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung 1 gemäß 1 in vergrößerter Darstellung. Der innerhalb der Gurtbandaufnahme 5 angeordnete Temperaturfühler 14 misst kontinuierlich die aktuelle Temperatur innerhalb der Gurtbandaufnahme 5 und überträgt diese an die hier nicht näher gezeigte Elektronik 15. Übersteigt die erfasste Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert, wird die Heizleistung des Heizelementes 10 verringert oder die Stromzufuhr zum Heizelement 10 vollständig unterbrochen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Gurtbandaufnahme 5 überhitzt.
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Als Mittel 12 zur Temperaturermittlung ist ein in 2 dargestelltes Sensorelement 13 eingesetzt, welches vorliegend als ein Temperaturfühler 14 ausgebildet und signaltechnisch mit einer Elektronik 15 gekoppelt ist. Die Elektronik 15 ist vorliegend Teil der Sicherheitsgurteinrichtung 1. Die mittels des Temperaturfühlers 14 erfasste Temperatur wird an die Elektronik 15 übermittelt, wodurch eine Regelung der Heizleistung auf Basis der ermittelten Temperatur möglich ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist auch die Anordnung eines (oder mehrerer) Mittel 12 zur Temperaturermittlung außerhalb der Gurtbandaufnahme 5, also beispielsweise an dessen Außenumfang 16 möglich. Bei einem derart angeordneten Mittel 12 erfolgt die Temperaturermittlung beispielsweise unter Berücksichtigung des eingesetzten Materials und der Geometrie der Gurtbandaufnahme 5.
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Eine weitere Möglichkeit der Temperaturüberwachung innerhalb der Gurtbandaufnahme 5 bietet der Einsatz eines Mittels 17 zur Gurtbandlängenerfassung. Ein solches Mittel 17 in Form eines in die die Gurtbandaufnahme 5 eingesetzten Tasters 18 ist gemäß 3 gezeigt. Wird der Taster 18 durch das in der Gurtbandaufnahme 5 aufgerollte Gurtband 4 betätigt, so wird die Heizleistung zur Beheizung des Heizelements 10 zweckmäßigerweise heruntergeregelt oder die Stromzufuhr zum Heizelement 10 vollständig unterbrochen.
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In 4 ist eine Gurtbandaufnahme 5 gezeigt, die sowohl einen Temperaturfühler 14 als auch einen Taster 18 umfasst. Beide Mittel 12, 17 sind innerhalb der als ausgebildeten Gurtbandaufnahme 5 eingesetzt. Durch den Einsatz beider Mittel 12, 17 können sowohl direkt die Temperatur innerhalb der als Gurtbandgehäuse ausgebildeten Gurtbandaufnahme 5 als auch die Länge des innerhalb der Gurtbandaufnahme 5 verbleibenden Gurtbandes 4 genutzt werden, um die Heizleistung des Heizelementes 10 mittels der Elektronik 15 zu regeln.
