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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fenstersonnenblendenvorrichtung und ein Fahrzeug mit einer solchen Fenstersonnenblendenvorrichtung.
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Bekannte Fenstersonnenblendenvorrichtung für Fahrzeuge umfassen beispielsweise ein Basiselement, eine Verdunkelungsstoff-Tuchrolle, ein Verdunkelungsstoff-Tuch, eine Fallstange, ein Führungsmittel, eine elektrische Motoreinheit und eine Steuerschaltung. Das Basiselement ist so gestaltet, dass es an einer Stützfläche, insbesondere an einer Stützfläche des Fahrzeugs, befestigt werden kann. Die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle ist drehbar am Basiselement befestigt. Das Verdunkelungsstoff-Tuch hat einen ersten und einen zweiten Längsendabschnitt. Der erste Längsendabschnitt des Verdunkelungsstoff-Tuchs ist mit der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle gekoppelt, so dass das Verdunkelungsstoff-Tuch durch Drehen der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle in Bezug auf das Basiselement auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle aufgerollt oder von dieser abgerollt werden kann. Der zweite Längsendabschnitt des Verdunkelungsstoff-Tuchs ist mit der Fallstange gekoppelt. Das Führungsmittel ist mit dem Basiselement und der Fallstange gekoppelt. Das Führungsmittel ist so konfiguriert, dass es die Fallstange während der Bewegung in Bezug auf das Basiselement entlang einem vorgegebenen Weg zwischen einer oberen Endposition und einer unteren Endposition führt. In der oberen Endposition ist das Verdunkelungsstoff-Tuch auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle aufgerollt oder eingezogen. In der unteren Endposition ist das Verdunkelungsstoff-Tuch von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle abgerollt oder ausgezogen. Die Motoreinheit umfasst zwei Stromanschlüsse und ist so konfiguriert, dass sie die Drehbewegung der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle in Bezug auf das Basiselement basierend auf einem Spannungspegel steuert, der über die beiden Stromanschlüsse an die Motoreinheit angelegt wird. Die Steuerschaltung ist über eine Betätigungseinheit an eine elektrische Energieversorgung und an die Motoreinheit gekoppelt. Die Steuerschaltung ist so konfiguriert, dass die Motoreinheit mit elektrischer Energie aus der elektrischen Energieversorgung betrieben wird, basierend auf einem Betätigungszustand der Betätigungseinheit.
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Ähnliche Vorrichtungen sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die
DE 600 26 960 T2 ein motorisiertes Fensterrollo mit einer selektiven Kupplungsvorrichtung zwischen dem Aufwickelrohr für das Verdunkelungsstoff-Tuch und dem Motorantrieb, während die
US 2019 / 0 199 258 A1 eine ebenfalls bekannte Fenstersonnenblendenvorrichtung für ein Dachfenster eines Fahrzeugs mit einer entsprechenden Steuerung zeigt.
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Obwohl für solche Fenstersonnenblendenvorrichtung verschiedene spezifische Steuerschaltungen bekannt sind, gibt es noch Raum für weitere Verbesserungen. Ziel solcher Steuerschaltungen ist es, schnell auf Anforderungen und Befehle des Benutzers zu reagieren, d.h. insbesondere die Motoreinheit an bestimmten Positionen schnell und zuverlässig zu starten oder zu stoppen, um ein unerwünschtes Weiterrollen der Motoreinheit oder gar Beschädigungen der Motoreinheit zu vermeiden.
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Dementsprechend ist es Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Konfiguration für solche Fenstersonnenblendenvorrichtung zu schaffen. Gleichzeitig ist es Gegenstand dieser Erfindung ein Fahrzeug, das von den damit erzielten technischen Effekten profitiert, bereitzustellen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich die Bereitstellung vorteilhafter Verfahren zum Betreiben solcher Fenstersonnenblendenvorrichtung.
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Die vorgenannten Probleme und Gegenstände werden durch die Fenstersonnenblendenvorrichtung und das Fahrzeug mit einer solchen Fenstersonnenblendenvorrichtung gemäß den beiliegenden unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Modifikationen der darin beanspruchten Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerschaltung eine zweite Schalteinheit mit einem MOSFET-Schalter (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor). Die zweite Schalteinheit umfasst eine Steuereinheit, die für die Bedienung des MOSFET-Schalters konfiguriert ist. Der MOSFET-Schalter hat einen aktivierten Betriebszustand, in dem elektrische Energie von der elektrischen Energieversorgung über einen zweiten Energieversorgungspfad an den zweiten Stromanschluss der Motoreinheit geliefert werden kann. Der MOSFET-Schalter hat außerdem einen nicht aktivierten Betriebszustand, in dem die elektrische Energie nicht von der elektrischen Energieversorgung über den zweiten Energieversorgungspfad an die Motoreinheit geliefert werden kann. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass der MOSFET-Schalter im aktivierten Betriebszustand betrieben wird, wenn der durch den MOSFET-Schalter und die Motoreinheit fließende Strom einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass der MOSFET-Schalter im aktivierten Betriebszustand betrieben wird, wenn der durch den MOSFET-Schalter und die Motoreinheit fließende Strom den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
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Bei einer solchen Konfiguration wird die Motoreinheit für den Ab- oder Aufrollvorgang des Verdunkelungsstoff-Tuchs gestoppt, sobald ein bestimmter mechanischer Widerstand auf die Motoreinheit ausgeübt wird. Ein solcher mechanischer Widerstand tritt beispielsweise auf, wenn die Fallstange gegen das Basiselement anläuft und dieses berührt, oder wenn die Drehbewegung der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle aus einem anderen Grund behindert wird. So werden Schäden oder Fehlfunktionen der Motoreinheit, die durch solche mechanischen Widerstände verursacht werden, effizient und zuverlässig verhindert.
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Vorzugsweise ist der zweite Energieversorgungspfad, der von der elektrischen Energieversorgung zur Motoreinheit hin führt, so konfiguriert, dass die Motoreinheit mit elektrischer Energie für einen Aufrollvorgang des Verdunkelungsstoff-Tuchs auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle versorgt wird. Dadurch werden die oben genannten Vorteile für den Aufrollvorgang erreicht, z.B. wenn die Fallstange gegen das Basiselement anläuft, wodurch in einer solchen Situation Schäden an der Motoreinheit vermieden werden.
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Weiter vorzugsweise ist die zweite Schalteinheit so konfiguriert, dass ein Aufrollvorgang des Verdunkelungsstoff-Tuchs auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle gestoppt wird, sobald die Fallstange und damit die Motoreinheit gegen einen mechanischen Widerstand anläuft. Diese Konfiguration führt zu einer effektiven und zuverlässigen Vermeidung von Schäden an der Motoreinheit, wenn die Fallstange ihre obere Endposition erreicht.
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Vorzugsweise weist die Motoreinheit einen Schneckengetriebemotor auf. Eine solche Motoreinheit ist platzsparend und zuverlässig.
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Vorzugsweise ist der Schwellenwert für den durch den MOSFET-Schalter und die Motoreinheit fließenden Strom so gewählt, dass der MOSFET-Schalter aktiviert wird, bevor die Motoreinheit festfährt oder durch einen mechanischen Widerstand beschädigt wird. Damit werden Schäden an der Motoreinheit effizient und zuverlässig verhindert.
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Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit einen Spannungsregler. Der Spannungsregler ist über eine Regeldiode mit einem ersten Energieversorgungspfad gekoppelt, der von der Energieversorgung zum ersten Stromanschluss der Motoreinheit führt. Dabei ermöglicht der Spannungsregler die Bestimmung des Spannungspegels, der an die beiden Stromanschlüsse anliegt. Darüber hinaus verhindert die Regeldiode unerwünschte elektrische Rückkopplungen von der Steuereinheit zum ersten Energieversorgungspfad.
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Weiter vorzugsweise ist der Spannungsregler an einen elektrischen Gate-Anschluss des MOSFET-Schalters gekoppelt, um den Betriebszustand des MOSFET-Schalters zu steuern. Dies ermöglicht es, die oben beschriebene Funktionalität der Steuereinheit funktionell und zuverlässig zu implementieren.
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Weiter vorzugsweise ist der Spannungsregler mit einer Stromerfassungseinheit gekoppelt, die den durch den MOSFET-Schalter fließenden elektrischen Strom bestimmt. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass die ermittelten Informationen bezüglich des fließenden elektrischen Stroms zur Steuerung des MOSFET-Schalters verwendet werden. Diese Konfiguration ermöglicht es, die spezifische Menge an elektrischem Strom, die dem zweiten Stromanschluss der Motoreinheit zugeführt wird, auf die gewünschte Menge einzustellen.
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Vorzugsweise umfasst der MOSFET-Schalter einen n-Kanal-MOSFET. Solche n-Kanal-MOSFETs sind funktionelle, effektive und zuverlässige Implementierungen für MOSFET-Schalter.
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Vorzugsweise sind ein elektrischer Source-Anschluss und ein elektrischer Drain-Anschluss des MOSFET-Schalters über eine Brückendiode miteinander gekoppelt. Diese Brückendiode schließt einen Stromkreis von der elektrischen Energieversorgung über die Motoreinheit zur Masse auf funktionelle und einfache Weise, unabhängig vom aktuellen Betriebszustand des MOSFET-Schalters, so dass die Motoreinheit unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand des MOSFET-Schalters betrieben werden kann.
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Vorzugsweise umfasst die Steuerschaltung ferner eine erste Schalteinheit mit einem Mikroschalter. Die erste Schalteinheit hat einen nicht aktivierten Betriebsmodus, in dem elektrische Energie von der elektrischen Energieversorgung über einen ersten Energieversorgungspfad in einer ersten Richtung an den ersten Stromanschluss der Motoreinheit geliefert werden kann. Die erste Schalteinheit hat ferner einen aktivierten Betriebsmodus, in der elektrische Energie nicht von der elektrischen Energieversorgung der Motoreinheit über den ersten Stromanschluss zugeführt werden kann und in dem die elektrische Energie innerhalb der Steuerschaltung in den zweiten Stromanschluss der Motoreinheit in einer zweiten Richtung, d.h. in umgekehrter Richtung zur ersten Richtung, eingeleitet wird. Die erste Schalteinheit ist so konfiguriert, dass sie von dem nicht aktivierten Betriebsmodus in den aktivierten Betriebsmodus umgeschaltet wird, wenn die Fallstange ihre obere Endposition oder ihre untere Endposition erreicht. Für die obere Endposition verhindert diese Konfiguration zuverlässig, dass die Fallstange mit dem Basiselement kollidiert und die Fenstersonnenblendenvorrichtung beschädigt oder die Motoreinheit durch einen daraus resultierenden mechanischen Widerstand beschädigt wird. Für die untere Endposition verhindert diese Konfiguration ein weiteres Abrollen des Verdunkelungsstoff-Tuchs von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle und damit einen unerwünschten Spannungsverlust für das ausgezogene Verdunkelungsstoff-Tuch.
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Weiter vorzugsweise umfasst der mindestens eine Mikroschalter einen elektrischen Eingangsanschluss und zwei elektrische Ausgangsanschlüsse. Der elektrische Eingangsanschluss ist mit der elektrischen Energieversorgung gekoppelt. Der erste elektrische Ausgangsanschluss ist mit dem ersten Stromanschluss der Motoreinheit gekoppelt. Der zweite elektrische Ausgangsanschluss ist mit dem zweiten Stromanschluss der Motoreinheit verbunden. Im nicht aktivierten Betriebsmodus des Mikroschalters ist der elektrische Eingangsanschluss mit dem ersten elektrischen Ausgangsanschluss verbunden. Im aktivierten Betriebsmodus des Mikroschalters MS ist der erste elektrische Ausgangsanschluss mit dem zweiten elektrischen Ausgangsanschluss verbunden. Diese Konfiguration ist einfach und funktionell, was zu einer kostengünstigen und zuverlässigen Gesamtkonfiguration führt. Hier wird die erste Schalteinheit durch einen Abrollvorgang der Fenstersonnenblendenvorrichtung aktiviert.
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Weiter vorzugsweise ist der erste elektrische Ausgangsanschluss über eine Brückendiode, die in Richtung vom ersten elektrischen Ausgangsanschluss zum elektrischen Eingangsanschluss hin offen ist, an den elektrischen Eingangsanschluss gekoppelt. Diese Brückendiode schließt einen Stromkreis von der elektrischen Energieversorgung über die Motoreinheit zur Masse hin auf funktionelle und einfache Weise und unabhängig vom aktuellen Betriebsmodus des Mikroschalters. Damit kann die Motoreinheit unabhängig von dem aktuellen Betriebsmodus des Mikroschalters betrieben werden.
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Weiter vorzugsweise umfasst die erste Schalteinheit eine Bypass-Diode und einen Bypass-Widerstand, die mit dem zweiten elektrischen Ausgangsanschluss des Mikroschalters zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Bypass-Diode ist in der Richtung vom zweiten elektrischen Ausgangsanschluss zum zweiten Stromanschluss der Motoreinheit hin offen. Mit dem Bypass-Widerstand kann der in die Motoreinheit in umgekehrter Richtung eingeleitete elektrische Strom entsprechend eingestellt werden, und die Bypass-Diode verhindert unerwünschte elektrische Rückkopplungen vom zweiten Stromanschluss zum Mikroschalter.
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Vorzugsweise umfasst die Steuerschaltung ferner mindestens eine Bremseinheit mit einem Brems-MOSFET-Schalter. Die Bremseinheit ist so konfiguriert, dass sie nach der Entkopplung der Steuerschaltung von der elektrischen Energieversorgung in umgekehrter Richtung, verglichen mit der ursprünglichen Betriebsrichtung, eine elektrische Energie innerhalb der Steuerschaltung in die Motoreinheit einleitet, um die aktuelle Bewegung der Motoreinheit zu bremsen. Mit dieser Bremseinheit ist es möglich, die Bewegung der Motoreinheit auch für verschiedene Betriebszustände zwischen dem ausgefahrenen und dem eingefahrenen Betriebszustand der Fenstersonnenblendenvorrichtung zu bremsen. So ist es möglich, die Fallstange an jeder gewünschten Zwischenposition zwischen ihrer oberen Endposition und ihrer unteren Endposition effektiv und präzise zu stoppen.
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Weiter vorzugsweise ist die Bremseinheit an den ersten Energieversorgungspfad, der von der elektrischen Energieversorgung zum ersten Stromanschluss der Motoreinheit führt, und an den zweiten Energieversorgungspfad, der von der elektrischen Energieversorgung zum zweiten Stromanschluss der Motoreinheit führt, gekoppelt. Die Bremseinheit ist so ausgelegt, dass sie einen Abrollvorgang des Verdunkelungsstoff-Tuchs von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle abbremst. Das Abbremsen der Motoreinheit unmittelbar nach einem Abrollvorgang ist besonders vorteilhaft, da beim Aufrollvorgang bereits die Gravitationskräfte zu einer Abbremsung der Bewegung führen, beim Abrollvorgang jedoch die Gravitationskräfte zu einem weiteren Weiterlaufen des Motors führt, der gebremst werden muss, führt.
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Weiter vorzugsweise umfasst die Bremseinheit einen n-Kanal-MOSFET-Schalter. Solche n-Kanal-MOSFET-Schalter sind funktionelle und zuverlässige Implementierungen für MOSFET-Schalter.
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Weiter vorzugsweise sind ein elektrischer Source-Anschluss und ein elektrischer Drain-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters über eine Brückendiode miteinander gekoppelt. Eine solche Brückendiode schließt einen Stromkreis von der elektrischen Energieversorgung über die Motoreinheit zur Masse auf funktionelle, zuverlässige und einfache Weise, unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand der Bremseinheit.
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Weiter vorzugsweise ist ein elektrischer Gate-Anschluss des Brems- MOSFET-Schalters mit dem ersten Energieversorgungspfad von der elektrischen Energieversorgung zum ersten Stromanschluss der Motoreinheit hin verbunden. Ein elektrischer Source-Anschluss sowie ein elektrischer Drain-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters sind mit dem zweiten Energieversorgungspfad von der elektrischen Energieversorgung zu dem zweiten Stromanschluss der Motoreinheit verbunden. Mit dieser Konfiguration wird die oben beschriebene Funktionalität auf einfache, aber zuverlässige Weise erreicht.
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Weiter vorzugsweise ist der elektrische Gate-Anschluss über einen elektrischen Widerstand und eine Gate-Diode, die in Reihe zueinander geschaltet sind, an den ersten Energieversorgungspfad gekoppelt. Mit dem Widerstand kann der Spannungspegel am elektrischen Gate-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters entsprechend eingestellt werden. Die Gate-Diode verhindert unerwünschte elektrische Rückkopplungen vom elektrischen Gate-Anschluss zum ersten Energieversorgungspfad.
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Weiter vorzugsweise ist der elektrische Gate-Anschluss über einen elektrischen Widerstand, einen Kondensator und/oder eine Zenerdiode mit dem zweiten Energieversorgungspfad gekoppelt. Mit diesen Komponenten werden die elektrischen Eigenschaften und Funktionen der Steuerschaltung verbessert.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere ein Freizeitfahrzeug oder ein Nutzfahrzeug, wobei das Fahrzeug mindestens eine der oben beschriebenen Fenstersonnenblendenvorrichtungen und/oder die oben genannten Steuerschaltung aufweist. So können die oben beschriebenen technischen Vorteile auf das Fahrzeug übertragen werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer der oben beschriebenen Fenstersonnenblendenvorrichtungen:
- - Verfahren der Fenstersonnenblendenvorrichtung zwischen ihrem eingefahrenen und ihrem ausgefahrenen Betriebszustand;
- - Entkoppeln der Motoreinheit von der elektrischen Energieversorgung, wenn die Motoreinheit gegen einen mechanischen Widerstand anläuft, insbesondere wenn die Fenstersonnenblendenvorrichtung ihren eingefahrenen Zustand erreicht, und der durch die Motoreinheit fließende Strom einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
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Wie bereits oben angedeutet, können mit diesem Verfahren Schäden an der Motoreinheit, die durch mechanische Widerstände entstehen, durch Abschalten der Motoreinheit beim Auftreten solcher mechanischer Widerstände verhindert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer der oben beschriebenen Fenstersonnenblendenvorrichtungen:
- - Verfahren der Fenstersonnenblendenvorrichtung zwischen ihrem eingefahrenen und ihrem ausgefahrenen Betriebszustand;
- - Entkoppeln der Motoreinheit von der elektrischen Energieversorgung, wenn die Fenstersonnenblendenvorrichtung eine ihrer beiden Endpositionen erreicht; und
- - Einleiten eines von der Motoreinheit erzeugten Gegenstroms zurück in die Motoreinheit in umgekehrter Richtung, um die Bewegung der Motoreinheit nach dem Entkoppeln der Motoreinheit von der elektrischen Energieversorgung zu bremsen.
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So wird, wie bereits oben angedeutet, eine Beschädigung der Fenstersonnenblendenvorrichtung und/oder ein unerwünschter Spannungsverlust des ausgezogenen Verdunkelungsstoff-Tuchs verhindert.
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Nach einem letzten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer der oben beschriebenen Fenstersonnenblendenvorrichtungen:
- - Verfahren der Fenstersonnenblendenvorrichtung zwischen ihrem eingefahrenen und ihrem ausgefahrenen Betriebszustand;
- - Entkoppeln der Motoreinheit von der elektrischen Energieversorgung in einem Zwischenbetriebszustand zwischen dem eingefahrenen und dem ausgefahrenen Betriebszustand; und
- - Einleiten eines von der Motoreinheit erzeugten Gegenstrom in umgekehrter Richtung zurück in die Motoreinheit, um die Bewegung der Motoreinheit nach dem Entkoppeln der Motoreinheit von der elektrischen Energieversorgung zu bremsen.
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Wie bereits oben angedeutet, erlaubt dieses Verfahren, die Fenstersonnenblende an jeder Zwischenposition genau und präzise zu stoppen.
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Diese und andere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter, einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deutlicher, wobei auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
- 1 eine räumliche Ansicht einer Fenstersonnenblendenvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
- 2 ein beispielhafter Schaltplan für das Antriebsmittel der Fenstersonnenblendenvorrichtung von 1 ist.
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In 1 ist eine Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 umfasst ein Basiselement 2, eine Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4, ein Verdunkelungsstoff-Tuch 6, eine Fallstange 8, ein Führungsmittel 10, eine Motoreinheit 18 und eine Steuerschaltung 20. Eine solche Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 ist insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen wie Freizeitfahrzeugen wie z.B. Wohnmobilen oder Wohnwagen, oder in Nutzfahrzeugen wie z.B. Lastkraftwagen, Bussen oder Bahnen ausgelegt.
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Das Basiselement 2 ist so konfiguriert, dass es auf einer Montagefläche wie einer Fahrzeugwand montiert werden kann. Dazu kann das Basiselement 2 mit Montagelöchern versehen sein, die z.B. in den Montageabschnitten 2a und 2b des Basiselements 2 vorgesehen sind und mit Befestigungselementen (nicht abgebildet) wie z.B. Schrauben an der Wand befestigt sein können. Natürlich sind auch andere Konfigurationen zur Befestigung des Basiselements 2 an der Wand möglich. Das Basiselement 2 kann als zusammenhängendes, einteiliges Element vorgesehen sein oder in mehrere Abschnitte unterteilt sein, die miteinander gekoppelt sind. Hier umfasst das Basiselement 2 die oben genannten Montageabschnitte 2a und 2b und einen Kopplungsabschnitt 2c, der mit den beiden Montageabschnitten 2a und 2b gekoppelt ist.
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Die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 ist in Form eines länglichen, rohrförmigen Elements vorgesehen, das drehbar mit dem Basiselement 2 gekoppelt ist, so dass die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in Bezug auf das Basiselement 2 um eine Längsachse der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 rotieren kann. Die Längsachse der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 ist parallel zu einer Längsachse des Basiselements 2.
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Das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 besteht aus einem im Allgemeinen rechteckigen Paneel aus Verdunkelungsstoff. Geeignete Materialien und Konfigurationen für solche Verdunkelungsstoffe sind bekannt, weshalb im Folgenden keine weiteren Details dazu beschrieben werden.
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Das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 hat zwei einander gegenüberliegende Längsendabschnitte 6a und 6b. Der erste Längsendabschnitt 6a des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 ist mit der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 gekoppelt. So kann das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 abgerollt werden, indem die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in Bezug auf das Basiselement 2 in einer ersten Drehrichtung gedreht wird. Ferner kann das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 aufgerollt werden, indem die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in einer zweiten, zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung gedreht wird.
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Die Fallstange 8 ist als längliches Stangenelement vorgesehen, das mit dem zweiten Längsendabschnitt 6b des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 gekoppelt ist. Die Fallstange 8 ist so konfiguriert, dass die Fallstange 8 an dem Basiselement 2 anliegt, wenn das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 über ihre gesamte Länge oder zumindest nahezu über ihre gesamte Länge auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 aufgerollt wird. Dadurch wird eine weitere Drehbewegung der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 gegenüber dem Basiselement 2 in der zweiten Drehrichtung verhindert. In dieser Situation befindet sich die Fallstange 8 in ihrer oberen Endposition. Darüber hinaus unterstützt die Fallstange 8 einen Abrollvorgang des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 und spannt das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 in jeder auch nur teilweise abgerollten Konfiguration durch die auf das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 ausgeübten Gravitationskräfte.
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Das Führungsmittel 10 ist so konfiguriert, dass es die Bewegung der Fallstange 8 entlang einem vorgegebenen Weg zwischen ihrer oberen Endposition und ihrer unteren Endposition führt, in der das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 im Wesentlichen von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 abgerollt wird. Hier besteht das Führungsmittel 10 aus zwei Hebelarmen 10a und 10b. Jeder der beiden Hebelarme 10a und 10b ist an einem ersten Längsendabschnitt schwenkbar mit dem Basiselement 2 und an einem zweiten Längsendabschnitt verschiebbar und drehbar mit der Fallstange 8 verbunden. So können z.B. die Hebelarme 10a und 10b über gemeinsame Scharniere 10a1 und 10b1 an die Montageabschnitte 2a und 2b und über Gleitelemente 10a2 und 10b2, die entlang einer Gleitschiene 8a entlang der Fallstange 8 geführt werden, an die Fallstange 8 gekoppelt sein. Die Gleitelemente 10a2 und 10b2 sind jeweils über ein weiteres Scharnier (nicht gezeigt) mit dem entsprechenden Hebelarm 10a bzw. 10b gekoppelt. So können die Hebelarme 10a und 10b die Fallstange 8 in geeigneter Weise abstützen und führen. Es sind aber auch andere Konfigurationen möglich, wie z.B. mit Führungsschienen, an denen die Fallstange 8 entlang gleitet oder Konfigurationen mit Klapphebelarmen, insbesondere bei engen Platzverhältnissen.
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Die Motoreinheit 18 und die Steuerschaltung 20 sind Teile eines Antriebsmittels 12, das für das Betreiben der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 konfiguriert ist, d.h. für die Bewegung der verschiedenen Komponenten der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 zueinander. Obwohl hier die Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 nur mit einer Motoreinheit 18 und nur einer Steuerschaltung 20 ausgestattet ist, kann die Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 mit mehr als einer Motoreinheit 18 und/oder Steuerschaltung 20, wie z.B. mit zweien, ausgestattet sein.
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Der prinzipielle Aufbau und die Funktion des Antriebsmittel 12 und damit der Motoreinheit 18 und der Steuerschaltung 20 wird im Folgenden unter Bezug auf 2 detailliert beschrieben.
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Das Antriebsmittel 12 umfasst eine Betätigungseinheit 14, eine elektrische Energieversorgung 16, die Motoreinheit 18 und die Steuerschaltung 20. Dabei sind die Betätigungseinheit 14 und die elektrische Energieversorgung 16 nicht Elemente der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1, sondern lediglich daran gekoppelt. Es sind jedoch auch Konfigurationen möglich, bei denen diese Komponenten auch Elemente der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 sind.
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Die elektrische Energieversorgung 16 ist über die Betätigungseinheit 14 und die Steuerschaltung 20 mit der Motoreinheit 18 gekoppelt. In dem abgebildeten Beispiel ist die elektrische Energieversorgung 16 das Bordnetz des Fahrzeugs. Aber auch andere Implementierungen sind möglich.
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Die Motoreinheit 18 umfasst einen Elektromotor M. Der Elektromotor M kann in zwei entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden, je nachdem, in welche Richtung die elektrische Energie durch den Motor M geleitet wird. Hierfür umfasst die Motoreinheit 18 zwei Stromanschlüsse 18a und 18b, über die der Motor M mit der Steuerschaltung 20 verbunden ist. Der Motor M der Motoreinheit 18 ist mit dem Basiselement 2 und der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 so gekoppelt, dass der Motor M die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 entweder in einer der ersten Drehrichtung entsprechenden Abroll-Richtung oder in einer der zweiten Drehrichtung entsprechenden Aufroll-Richtung drehen kann, je nach Richtung des durch den Motor M geführten Stromes.
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Die elektrische Energieversorgung 16 ist so konfiguriert, dass sie genügend elektrische Energie für den Antrieb des Motors M liefert. Die elektrische Energieversorgung 16 kann z.B. eine 24-Volt-Versorgung umfassen. Es sind aber auch andere Spannungslevel möglich.
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Die Betätigungseinheit 14 und die Steuerschaltung 20 bilden zwei parallele Energieversorgungspfade I und II. Der erste Energieversorgungspfad I führt von der elektrischen Energieversorgung 16 zum ersten Stromanschluss 18a der Motoreinheit 18. Der zweite Energieversorgungspfad II führt von der elektrischen Energieversorgung 16 zum zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18. Der erste Energieversorgungspfad I dient zur Versorgung des Motors M mit elektrischer Energie, um die Verdunkelungs-Tuchrolle 4 in der ersten Drehrichtung, d.h. der Abroll-Richtung, zu bewegen. Der zweite Energieversorgungspfad II dient zur Versorgung des Motors M mit elektrischer Energie, um die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in der zweiten Drehrichtung, d.h. in der Aufroll-Richtung, zu bewegen.
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Die Betätigungseinheit 14 umfasst zwei Betätigungsschalter S1 und S2, eines für jeden der Energieversorgungspfade I und II. Jeder der Schalter S1 und S2 ist so konfiguriert, dass er zwei Betätigungszustände hat, und die Schalter S1 und S2 sind unabhängig voneinander betätigbar. In einem ersten Betätigungszustand befindet sich der entsprechende Schalter S1 oder S2 in einer unbetätigten Stellung, in welcher der entsprechende Energieversorgungspfad I oder II unterbrochen ist und der entsprechende Stromanschluss 18a oder 18b der Motoreinheit 18 mit der Masse verbunden ist. In einem zweiten Betätigungszustand befindet sich der entsprechende Schalter S1 oder S2 in einer Betätigungsstellung, in welcher der Schalter S1 oder S2 den jeweiligen Energieversorgungspfad I oder II schließt, d.h. die elektrische Energieversorgung 16 mit dem entsprechenden Stromanschluss 18a oder 18b der Motoreinheit 18 verbindet. In 2 sind die beiden Schalter S1 und S2 in der unbetätigten Stellung. Jeder der Schalter S1 und S2 umfasst ein Vorspannungselement S1a oder S2a, das den entsprechenden Schalter S1 oder S2 in die unbetätigte Position vorspannt, wenn der jeweilige Schalter S1 oder S2 nicht betätigt wird. Hier sind die beiden Schalter S1 und S2 als manuell betätigte Kippschalter vorgesehen. Es können aber auch Konfigurationen mit elektrisch betätigbaren Schaltern, die z.B. über eine Fernbedienung oder ähnliche Implementierungen bedient werden können, vorgesehen sein.
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Wie aus 2 weiter entnommen werden kann, umfasst die Steuerschaltung 20 eine erste Schalteinheit 22 im ersten Energieversorgungspfad I, der von der elektrischen Energieversorgung 16 zum ersten Stromanschluss 18a der Motoreinheit 18 führt.
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Die erste Schalteinheit 22 umfasst einen Mikroschalter MS mit einem elektrischen Eingangsanschluss, der mit der elektrischen Energieversorgung 16 gekoppelt ist, d.h. mit der Seite des ersten Schalters S1 des ersten Energieversorgungspfades I verbunden ist, einen ersten elektrischen Ausgangsanschluss, der mit dem ersten Stromanschluss 18a der Motoreinheit 18 gekoppelt ist, d.h. mit der Seite der Motoreinheit 18 des ersten Energieversorgungspfades I verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Ausgangsanschluss, der mit dem zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 gekoppelt ist.
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Der Mikroschalter MS hat zwei verschiedene Betriebsmodi. In einem nicht aktivierten Betriebsmodus ist der elektrische Eingangsanschluss des Mikroschalters MS mit dem ersten elektrischen Ausgangsanschluss des Mikroschalters MS verbunden. So kann elektrische Energie von der elektrischen Energieversorgung 16 auf den ersten Stromanschluss 18a der Motoreinheit 18 übertragen werden, um die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in der ersten Drehrichtung zu drehen, je nach Betätigungszustand des ersten Schalters S1. Sobald die Fallstange 8 die entsprechende Endposition, die hier die untere Endposition ist, erreicht, während der erste Schalter S1 betätigt wird, wechselt der Betriebsmodus des Mikroschalters MS in einen aktivierten Betriebsmodus des Mikroschalters MS, in welchem der erste elektrische Ausgangsanschluss des Mikroschalters MS mit dem zweiten elektrischen Ausgangsanschluss des Mikroschalters MS verbunden ist. Dadurch werden die beiden Stromanschlüsse 18a und 18b der Motoreinheit kurzgeschlossen und die elektrische Leistung von der Seite der Motoreinheit 18 des ersten Energieversorgungspfades I zum zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 geleitet. Damit wird die elektrische Energie in umgekehrter Richtung in die Motoreinheit 18 eingeleitet, was zu einer Abbremsung der Bewegung des Motors M führt. Sobald der Mikroschalter MS von dem nicht aktivierten Betriebsmodus in den aktivierten Betriebsmodus geschaltet wird, fließt der von der Motoreinheit 18 erzeugte Gegenstrom über einen Bypass-Widerstand R1 und eine Bypass-Diode D1 zur Motoreinheit 18, um die Bewegung des Motors M zu bremsen.
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Hier ist der Mikroschalter MS so konfiguriert, dass er in einer Situation, in welcher die Fallstange 8 ihre untere Endposition erreicht, von dem nicht aktivierten Betriebsmodus in den aktivierten Betriebsmodus geschaltet wird. Dafür kann z.B. der Mikroschalter MS als Stoppschalter vorgesehen sein, der aktiviert wird, wenn die Fallstange 8 an ein entsprechendes Element des Mikroschalters MS anstößt. Alternativ kann der Mikroschalter MS als Stoppschalter vorgesehen sein, der durch das Führungsmittel 10 aktiviert wird, wenn das Führungsmittel 10 eine Position erreicht, in der sich die Fallstange 8 voraussichtlich in ihrer jeweiligen Endposition befindet.
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Dabei ist der erste Energieversorgungspfad I mit der Motoreinheit 18 so gekoppelt, dass ein elektrischer Strom von der elektrischen Energieversorgung 16 über den ersten Energieversorgungspfad I zur Motoreinheit 18 und zurück über den zweiten Energieversorgungspfad II zur Masse dazu führt, dass der Motor M die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in der ersten Drehrichtung, d.h. in der Abroll-Richtung, dreht. Dementsprechend ist der Mikroschalter MS so zu konfigurieren, dass er aktiviert wird, wenn sich die Fallstange 8 in seiner ihrer Endposition befindet. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich.
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Mit anderen Worten, der Mikroschalter MS befindet sich in dem nicht aktivierten Betriebsmodus, solange sich die Fallstange 8 nicht in ihrer unteren Endposition befindet. Beim Betätigen des ersten Schalters S1 wird die Motoreinheit 18 mit elektrischer Energie aus der elektrischen Energieversorgung 16 versorgt, so dass der Motor M die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in Abroll-Richtung dreht. Dadurch rollt das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 ab und die Fallstange 8 bewegt sich (durch die Schwerkraft) in ihre untere Endposition. Sobald die Fallstange 8 ihre untere Endposition erreicht hat, wird die erste Schalteinheit 22, d.h. der Mikroschalter MS, aktiviert, um die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Energieversorgung 16 und der Motoreinheit 18 zu unterbrechen und die elektrische Energie bzw. den vom Motor M erzeugten Strom durch die Seite der Motoreinheit 18 des ersten Energieversorgungspfades I, den Mikroschalter MS, den Bypass-Widerstand R1 und die Bypass-Diode D1 in umgekehrter Richtung zurück zur Motoreinheit 18 zu leiten.
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Dies führt zu einem plötzlichen Abbremsen der Bewegung des Motors M und damit zu einem schnellen Stillstand bzw. Stopp des Motors M, so dass von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 kein Verdunkelungsstoff-Tuch 6 mehr abgerollt wird, auch wenn noch etwas von dem Verdunkelungsstoff-Tuch 6 auf der Verdunkelungsstoff-Tuchwalze 4 aufgerollt wäre.
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So verliert das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 nicht seine Spannung, welche durch die Gravitationskräfte der Fallstange 8 erzeugt wird, wenn die Fallstange 8 ihre untere Endposition erreicht.
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Bei Einsatz in Aufroll-Richtung kann eine solche Schalteinheit verhindern, dass die Fallstange 8 gegen das Basiselement 2 läuft und den noch nicht gestoppten Motor M blockiert. Damit werden Schäden am Motor M zuverlässig und effizient verhindert.
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Die erste Schalteinheit 22 umfasst ferner eine Brückendiode D4. Die Brückendiode D4 verbindet den ersten elektrischen Ausgangsanschluss mit dem elektrischen Eingangsanschluss in umgekehrter Richtung, d.h. in einer Richtung von der Seite der Motoreinheit 18 des ersten Energieversorgungspfades I zur Seite der elektrischen Energieversorgung 16 des ersten Energieversorgungspfades I. Die Brückendiode D4 dient dazu, unabhängig von dem Betriebsmodus des Mikroschalters MS einen elektrischen Pfad von der elektrischen Energieversorgung über den zweiten Schalter S2 (in der betätigten Stellung) zur Motoreinheit 18 und zurück über den ersten Schalter S1 (in der nicht-betätigten Stellung) zur Masse zu schließen.
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Wie oben angezeigt, umfasst die Schalteinheit 22 die Bypass-Diode D1 und den Bypass-Widerstand R1, die in der elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten elektrischen Ausgangsanschluss des Mikroschalters MS und dem zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 vorgesehen sind. Mit dem Bypass-Widerstand R1 wird der spezifische Strom, der von der Motoreinheit 18 in Gegenrichtung erzeugt wird, eingestellt und die Bypass-Diode D1 verhindert, dass elektrischer Strom aus dem zweiten Energieversorgungspfad II in den Mikroschalter MS eingeleitet wird.
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Darüber hinaus enthält die Steuerschaltung 20 im zweiten Energieversorgungspfad 11, der von der elektrischen Energieversorgung 16 zum zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 führt, eine zweite Schalteinheit 24.
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Die zweite Schalteinheit 24 umfasst einen MOSFET-Schalter M1 mit einem elektrischen Drain-Anschluss, der mit der elektrischen Energieversorgung 16 gekoppelt ist, d.h. mit der Seite des zweiten Schalters S2 des zweiten Energieversorgungspfades II verbunden ist, einen elektrischen Source-Anschluss, der mit dem zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 gekoppelt ist, d.h. mit der Seide der Motoreinheit 18 des zweiten Energieversorgungspfades II verbunden ist, und einen elektrischen Gate-Anschluss M1, der mit einem Ausgangsanschluss OP einer Steuereinheit CU verbunden ist. Die Steuereinheit CU für den MOSFET-Schalter M1 steuert also den Betriebsmodus des MOSFET-Schalters, d.h. ob der MOSFET-Schalter M1 die elektrische Energieversorgung 16 mit dem zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 verbindet oder nicht.
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Der MOSFET-Schalter M1 hat zwei verschiedene Betriebszustände, nämlich einen aktivierten Betriebszustand und einen nicht aktivierten Betriebszustand. Im aktivierten Betriebszustand ist der elektrische Source-Anschluss des MOSFET-Schalters M1 über eine von der Steuereinheit CU im MOSFET-Schalter M1 erzeugte Raumladungszone mit dem elektrischen Drain-Anschluss verbunden. So kann elektrische Energie von der elektrischen Energieversorgung 16 zum zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 übertragen werden, wenn sich der zweite Schalter S2 in der Betätigungsstellung befindet. Im nicht aktivierten Betriebszustand des MOSFET-Schalters M1 ist kein Raumladungsbereich innerhalb des MOSFET-Schalters M1 gebildet, so dass kein elektrischer Strom von der elektrischen Energieversorgung 16 durch den MOSFET-Schalter M1 zum zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 fließen kann.
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Die Steuereinheit CU ist so konfiguriert, dass sie den MOSFET-Schalter M1 nur dann vom aktivierten Betriebszustand in den nicht aktivierten Betriebszustand schaltet, wenn der Motor M der Motoreinheit 18 gegen einen mechanischen Widerstand läuft. Dafür umfasst die Steuereinheit CU einen Spannungsregler VR, der den an der Motoreinheit 18 anliegenden Spannungspegel misst. Der Spannungsregler VR ist mit dem zweiten Energieversorgungspfad II auf der Seite der elektrischen Energieversorgung 16 in Bezug auf den MOSFET-Schalter M1 und mit dem ersten Energieversorgungspfad I auf der Seite der Motoreinheit 18 in Bezug auf die erste Schalteinheit 22 gekoppelt. Die Steuereinheit CU ist also so konfiguriert, dass sie den an die Motoreinheit 18 angelegten Spannungspegel bestimmt und somit den MOSFET-Schalter M1 auf der Grundlage des ermittelten Spannungspegels in geeigneter Weise steuert. Insbesondere schaltet die Steuereinheit CU den Betriebszustand des MOSFET-Schalters M1 vom aktivierten Betriebszustand in den nicht aktivierten Betriebszustand um, indem sie das Anlegen einer geeigneten Spannung an den elektrischen Gate-Anschluss zur Bildung des Raumladungsbereichs innerhalb des MOSFET-Schalters M1 aufhebt, wenn der durch den MOSFET-Schalter M1 und die Motoreinheit 18 fließende Strom, gemessen durch eine interne Schaltung, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Der von der internen Schaltung gemessene Motorstrom wird mittels einer proportionalen Spannung über den MOSFET-Schalter M1 ausgegeben „IS“ an die Steuereinheit CU geliefert.
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Wenn also der Motor M der Motoreinheit 18 gegen einen mechanischen Widerstand einer vorgegebenen Größe läuft, wird der zweite Energieversorgungspfad II unterbrochen und somit der Motor M der Motoreinheit 18 nicht über den zweiten Stromanschluss 18b mit elektrischer Energie aus der elektrischen Energieversorgung 16 versorgt, unabhängig von der aktuellen Betätigungsstellung des zweiten Schalters S2. Damit ist es möglich, ein Festfahren des Motors M oder Schäden am Motor M zu verhindern. Dies ist insbesondere dann von besonderer Bedeutung, wenn die Motoreinheit 18 einen Schneckengetriebemotor umfasst, da solche Motoren sehr empfindlich auf solche Probleme reagieren.
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Wie 2 weiter entnommen werden kann, ist die Steuereinheit CU der zweiten Schalteinheit 24 über eine Regeldiode D2 mit dem zweiten Energieversorgungspfad II gekoppelt. Dadurch wird verhindert, dass bei einer Versorgungsspannung mit umgekehrter Polarität ein elektrischer Strom, der die Steuereinheit CU beschädigen könnte, durch die Steuereinheit CU in den zweiten Energieversorgungspfad II fließt. Darüber hinaus ist die Steuereinheit CU mit einer Stromerfassungseinheit IS gekoppelt. Die Stromerfassungseinheit IS ist so konfiguriert, dass sie den Stromwert innerhalb des MOSFET-Schalters M1 misst und der Steuereinheit CU ein entsprechendes Signal liefert. Die Steuereinheit CU empfängt dieses Signal und steuert mit diesem Signal den Spannungspegel am Ausgangsanschluss OP so, dass der MOSFET-Schalter M1 im aktivierten oder nicht aktivierten Betriebszustand betrieben wird und der elektrische Strom im aktivierten Betriebszustand durch den MOSFET-Schalter M1 fließt.
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Ähnlich wie der Mikroschalter MS enthält auch der MOSFET-Schalter M1 eine Brückendiode D5, um den Stromkreis von der elektrischen Energieversorgung 16 über den aktivierten ersten Schalter S1 zur Motoreinheit 18 und zurück über den nicht aktivierten zweiten Schalter S2 zur Masse zu schließen. Die Brückendiode D5 ist hier ein intrinsisches Element des MOSFET-Schalters M1.
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Hier ist der MOSFET-Schalter M1 als n-Kanal-MOSFET vorgesehen. In einem solchen n-Kanal-MOSFET ist der elektrische Source-Anschluss der weiter mit dem Bulk des MOSFET-Schalters M1 verbunden. Dadurch können negative Einflüsse einer auftretenden Spannung zwischen dem Source-Anschluss und dem Bulk des MOSFET-Schalters M1 verhindert werden.
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Die zweite Schalteinheit 24 ist innerhalb des zweiten Energieversorgungspfades II vorgesehen, der für den Betrieb des Motors M der Motoreinheit 18 in Aufroll-Richtung vorgesehen ist. So wird der MOSFET-Schalter M1 gerade dann vom aktivierten Betriebszustand in den nicht aktivierten Betriebszustand geschaltet, wenn die Motoreinheit 18 während eines Aufroll-Vorgangs des Verdunkelungsstoff-Tuches 6 auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 gegen einen mechanischen Widerstand läuft. Insbesondere wird der MOSFET-Schalter M1 von dem aktivierten Betriebszustand, in dem die Motoreinheit 18 von der elektrischen Energieversorgung 16 zum Aufrollen des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 mit elektrischer Energie versorgt werden kann, in den nicht aktivierten Betriebszustand geschaltet, in dem der Motor in Aufroll-Richtung nicht von der elektrischen Energieversorgung 16 mit elektrischer Energie versorgt werden kann, wenn die Fallstange 8 ihre obere Endposition erreicht.
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Mit anderen Worten, in seiner oberen Endposition liegt die Fallstange 8 an dem Basiselement 2 an. So verhindert die Fallstange 8 das weitere Aufrollen des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 und damit die weitere Drehung der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 in die zweite Richtung. Daraus ergibt sich ein mechanischer Widerstand für den Motor M der Motoreinheit 18. Alternativ können auch andere äußere Einflüsse, wie z.B. eine Verwendung, bei der die Fallstange 8 gehalten wird, zu einer solchen mechanischen Widerstand führt. Sobald dieser mechanische Widerstand einen vorgegebenen Wert erreicht, der einem entsprechend festgelegten Schwellenwert des durch die Motoreinheit 18 fließenden Stroms entspricht, wird der MOSFET-Schalter M1 vom aktivierten Betriebszustand in den nicht aktivierten Betriebszustand geschaltet, um den zweiten Energieversorgungspfad II abzuschalten. Dadurch wird der Motor M gestoppt und Schäden am Motor M der Motoreinheit 18, die durch solche mechanischen Widerstände entstehen, können funktionell und zuverlässig verhindert werden.
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Es ist nicht erforderlich, darauf hinzuweisen, dass der vorgegebene Schwellenwert so hoch gewählt werden muss, dass der Motor M noch so betrieben werden kann, dass er das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 gegen die Schwerkraft des abgerollten Teils des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 und der Fallstange 8 sowie gegen übliche innere Reibungskräfte innerhalb der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1, wie Reibungskräfte zwischen der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 und dem Basiselement 2 und/oder von dem Führungsmittel 10, auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 aufrollt. Der vorgegebene Schwellwert muss jedoch so niedrig gewählt werden, dass durch die mechanischen Widerstände keine wesentlichen Schäden oder Fehlfunktionen des Motors M entstehen. Ist kein geeigneter Schwellenwert zu ermitteln, muss der Motor M durch einen anderen mit entsprechenden Eigenschaften ersetzt werden oder die anderen Komponenten der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 müssen entsprechend modifiziert werden.
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Die Steuerschaltung 20 umfasst schließlich ferner eine Bremseinheit 26, die an die beiden Energieversorgungspfade I und II gekoppelt ist.
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Die Bremseinheit 26 umfasst einen Brem-MOSFET-Schalter M2 mit einem elektrischen Drain-Anschluss, der mit der elektrischen Energieversorgung 16 gekoppelt ist, d.h. mit der Seite des zweiten Schalters S2 des zweiten Energieversorgungspfades II in Bezug auf die zweite Schalteinheit 24 verbunden ist, sowie einen elektrischen Source-Anschluss, der mit dem zweiten Stromanschluss 18a der Motoreinheit 18 gekoppelt ist, d.h. mit der Seite der Motoreinheit 18 des zweiten Energieversorgungspfades II in Bezug auf die zweite Schalteinheit 24 verbunden ist, und einen elektrischer Gate-Anschluss, der mit dem ersten Stromanschluss 18a der Motoreinheit 18 gekoppelt ist, d.h. mit der Seite der Motoreinheit 18 des ersten Energieversorgungspfades I in Bezug auf die erste Schalteinheit 22 verbunden ist.
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Der Brem-MOSFET-Schalter M2 hat zwei verschiedene Betriebszustände. In einem nicht aktivierten Betriebszustand ist der elektrische Source-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 nicht über einen Raumladungsbereich, der durch eine elektrische Spannung erzeugt wird, die an den elektrischen Gate-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 angelegt ist, mit dessen elektrischem Drain-Anschluss verbunden. In einem aktivierten Betriebszustand des Brems-MOSFET-Schalters M2 erzeugt der an den elektrischen Gate-Anschluss angelegte Spannungspegel einen Raumladungsbereich, um den elektrischen Source-Anschluss mit dem elektrischen Drain-Anschluss zu verbinden. Wenn also ein Abrollvorgang des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 durch Loslassen des ersten Schalters S1 abgebrochen wird, wird der MOSFET-Schalter M2 in den aktivierten Betriebszustand geschaltet. In diesem Betriebszustand kann die elektrische Energie der Motoreinheit 18 bzw. der vom Motor M erzeugte Gegenstrom über den ersten Stromanschluss 18a, über den Mikroschalter MS und dann über den ersten Schalter S1 über die Masse und dann über den zweiten Schalter S2 (der ebenfalls mit der Masse verbunden ist) zurück zum zweiten Energieversorgungspfad II und schließlich zum zweiten Stromanschluss 18b der Motoreinheit 18 und damit in umgekehrter Richtung in die Motoreinheit 18 geleitet werden. Dies führt zu einer Abbremsung der Bewegung des Motors M der Motoreinheit 18. Dadurch wird der Abrollvorgang viel schneller gestoppt. Dies verhindert ein unerwünschtes Nachlaufen des Motors M und damit ein weiteres Abrollen des Verdunkelungsstoff-Tuches 6 von der Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4, wenn sich die Fallstange 8 in einer Zwischenposition zwischen ihrer oberen Endposition und unteren Endposition befindet.
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Die Bremseinheit 26 ist in der oben beschriebenen Weise an die beiden Energieversorgungspfade I und II gekoppelt, so dass die Bremseinheit 26 so konfiguriert ist, dass sie die weitere Bewegung des Motors M nur während der Abrollvorgänge abbremst. Bei Aufrollvorgängen führen die auf die Fallstange 8 wirkenden Gravitationskräfte bereits zu einer entsprechenden Abbremsung des Motors M. Es kann aber auch eine der Bremseinheit 26 sehr ähnliche Bremseinheit vorgesehen werden, die den Motor M nach Abbruch eines Aufrollvorgangs abbremst. Dazu müsste die Bremseinheit 26 nur an die beiden Energieversorgungspfade I und II verkehrt herum angekoppelt werden. In einer solchen Konfiguration würde der elektrische Drain-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 mit der Seite des ersten Schalters S1 des ersten Energieversorgungspfades I in Bezug auf die erste Schalteinheit 22, der elektrische Source-Anschluss mit der Seite der Motoreinheit 18 des ersten Energieversorgungspfades I in Bezug auf die erste Schalteinheit 24, und der elektrische Gate-Anschluss mit der Seite der Motoreinheit 18 des zweiten Energieversorgungspfades II in Bezug auf die zweite Schalteinheit 24 verbunden sein.
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Ähnlich wie der MOSFET-Schalter M1 enthält auch der Brems-MOSFET-Schalter M2 eine interne Brückendiode D6. Die Brückendiode D6 schließt einen Stromkreis von der elektrischen Energieversorgung 16 über den aktivierten ersten Schalter S1 zur Motoreinheit 18 und zurück über den nicht aktivierten zweiten Schalter S2 zur Masse.
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Außerdem ist in dieser Konfiguration der Brems-MOSFET-Schalter M2 auch als n-Kanal-MOSFET vorgesehen.
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Wie in 2 dargestellt, ist der elektrische Gate-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 über einen elektrischen Widerstand R2 und eine Gate-Diode D3 mit der Seite der Motoreinheit des ersten Energieversorgungspfades I gekoppelt. Dadurch kann der am Gate-Anschluss anliegende Spannungspegel entsprechend eingestellt werden und es wird kein elektrischer Strom vom Gate-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 zum ersten Energieversorgungspfad I eingeleitet. Außerdem ist der Gate-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 über einen elektrischen Widerstand R3, einen Kondensator C und eine Zenerdiode ZD mit dem zweiten Energieversorgungspfad II auf der Seite der Motoreinheit 18 in Bezug auf die zweite Schalteinheit 24 gekoppelt. Darüber hinaus ist zwischen den elektrischen Widerständen R2 und R3, der Gate-Diode D3 und dem Kondensator C sowie dem elektrischen Gate-Anschluss des Brems-MOSFET-Schalters M2 jeweils ein weiterer elektrischer Widerstand R4 vorgesehen. Diese strukturellen Merkmale verbessern die elektrischen Eigenschaften und die Funktionalität der Bremseinheit 26 erheblich. Da die Auswirkungen dieser strukturellen Elemente für einen erfahrenen Fachmann klar sind, wird hier aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Obwohl hier nicht explizit dargestellt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Fahrzeug mit einer solchen Fenstersonnenblendenvorrichtung 1. So kann z.B. die Front- oder Seitenscheibe des Fahrzeugs mit einer Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet sein.
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Im Folgenden werden verschiedene Verfahren zum Betreiben der oben beschriebenen Fenstersonnenblendenvorrichtung 1, ausführlich beschrieben.
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Bei allen beschriebenen Verfahren wird die Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 zwischen ihrem eingefahrenen und ihrem ausgefahrenen Betriebszustand, welche im Prinzip den Betriebszuständen entsprechen, in denen sich die Fallstange 8 in ihrer oberen Endposition oder in ihrer unteren Endposition befindet, verfahren.
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Gemäß einem ersten Verfahren wird die Motoreinheit 18 von der elektrischen Energieversorgung 16 entkoppelt, wenn die Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 eine ihrer Endpositionen erreicht, d.h. sich entweder im ein- oder ausgefahrenen Betriebszustand befindet. Dies geschieht insbesondere durch die Steuerschaltung 20. Anschließend wird die elektrische Energie innerhalb der Steuerschaltung 20 bzw. den von der Motoreinheit 18 der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 erzeugten Gegenstrom durch eine erste Schalteinheit 22 in umgekehrter Richtung in die Motoreinheit 18 zurückgeführt, um die Bewegung der Motoreinheit 18 zu bremsen. Um diesen Effekt zu erreichen, wird insbesondere die erste Schalteinheit 22 von dem nicht aktivierten Betriebsmodus auf den aktivierten Betriebsmodus umgeschaltet. So wird die Motoreinheit 18 gebremst, wenn die Fallstange 8 eine ihrer Endpositionen erreicht, insbesondere wenn die Fallstange 8 ihre untere Endposition erreicht. Dies verhindert wirksam ein Lösen der Spannung für das Verdunkelungsstoff-Tuch 6 und Schäden an der Motoreinheit 18, die durch einen mechanischen Widerstand verursacht werden.
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Nach einem zweiten Verfahren wird bei Erreichen des eingefahrenen Betriebszustandes der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1, d.h. der Fallstange 8 befindet sich in der oberen Endposition, was zu einer erhöhten mechanischen Festigkeit der Motoreinheit 18 führt, die Motoreinheit 18 von der elektrischen Energieversorgung 16 entkoppelt. Dies geschieht durch die Regelschaltung 20. Diese Entkopplung wird ausgelöst, sobald ein vorgegebener Schwellenwert des durch die Motoreinheit 18 fließenden Stroms, der einem vorgegebenen mechanischen Widerstand entspricht, erreicht wird. Insbesondere wird die zweite Schalteinheit 24 von ihrem aktivierten Betriebszustand in ihren nicht aktivierten Betriebszustand geschaltet, um die Entkopplung zu erreichen (d.h. um den Motor M abzuschalten). Dadurch wird die Motoreinheit 18 vor Schäden durch steigende mechanische Widerstände für die Motoreinheit 18 bewahrt.
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Nach einem dritten Verfahren wird bei der Entkopplung der Motoreinheit 18 von der elektrischen Energieversorgung 16 in einem Zwischenbetriebszustand der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 zwischen dem eingefahrenen und dem ausgefahrenen Betriebszustand die elektrische Energie innerhalb der Steuerschaltung 20 bzw. der von der Motoreinheit 18 der Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 erzeugte Gegenstrom durch eine Bremseinheit innerhalb der Steuerschaltung zurück zur Motoreinheit 18 geleitet, um die Bewegung der Motoreinheit 18 zu bremsen, was insbesondere durch die Steuerschaltung 20 erfolgt. Damit wird die Bewegung der Motoreinheit 18 effizient gebremst. Um diesen Effekt zu erreichen, wird insbesondere die Bremseinheit 22 betätigt. So wird die Motoreinheit 18 gebremst, wenn die Fenstersonnenblendenvorrichtung 1 in einem Zwischenbetriebszustand angehalten werden soll, um ein Weiterlaufen der Motoreinheit 18 und damit ein weiteres Ab- oder Aufrollen des Verdunkelungsstoff-Tuchs 6 von/auf die Verdunkelungsstoff-Tuchrolle 4 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.
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Natürlich können all diese Verfahren zu einem einzigen Verfahren mit mehreren unterschiedlichen Reaktionen auf verschiedene Situationen kombiniert werden. Insbesondere wird, wenn die Fallstange 8 seine untere Endposition erreicht, das erste Verfahren durchgeführt. Wenn die Fallstange 8 seine obere Endposition erreicht, wird das zweite Verfahren durchgeführt. Und schließlich wird, wenn die Fallstange 8 an einer Zwischenposition angehalten wird, das dritte Verfahren ausgeführt.
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Es ist zu beachten, dass der Schutzbereich dieser Anmeldung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung definiert wird. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Komponenten wie die beiden Schalteinheiten 22 und 24 und/oder die Bremseinheit 26 auf unterschiedliche Weise kombiniert werden können, so dass sich eine sinnvolle und vorteilhafte Gesamtkonfiguration für die Steuerschaltung 20 ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fenstersonnenblendenvorrichtung
- 2
- Basiselement
- 2a
- erster Montageabschnitt
- 2b
- zweiter Montageabschnitt
- 2c
- Kopplungsabschnitt
- 4
- Verdunkelungsstoff-Tuchrolle
- 6
- Verdunkelungsstoff-Tuch
- 6a
- erster Längsendabschnitt
- 6b
- zweiter Längsendabschnitt
- 8
- Fallstange
- 8a
- Gleitschiene
- 10
- Führungsmittel
- 10a
- erster Hebelarm
- 10a1
- erstes Scharnier
- 10a2
- erstes Gleitelement
- 10b
- zweiter Hebelarm
- 10b1
- zweites Scharnier
- 10b2
- zweites Gleitelement
- 12
- Antriebsmittel
- 14
- Betätigungseinheit
- 16
- elektrische Energieversorgung
- 18
- Motoreinheit
- 20
- Steuerschaltung
- 22
- erste Schalteinheit
- 24
- zweite Schalteinheit
- 26
- Bremseinheit
- CU
- Steuereinheit
- D1
- Bypass-Diode
- D2
- Regeldiode
- D3
- Gate-Diode
- D4
- Brückendiode
- D5
- Brückendiode
- D6
- Brückendiode
- IS
- Stromerfassungseinheit
- M
- Motor
- M1
- MOSFET-Schalter
- M2
- Brems-MOSFET-Schalter
- MS
- Mikroschalter
- OP
- Ausgangsanschluss
- R1
- Bypass-Widerstand
- R2
- elektrischer Widerstand
- R3
- elektrischer Widerstand
- R4
- elektrischer Widerstand
- S1
- erster Schalter
- S1a
- erstes Vorspannelement
- S2
- zweiter Schalter
- S2a
- zweites Vorspannelement
- VR
- Spannungsregler
- ZD
- Zenerdiode
- I
- erster Energieversorgungspfad
- II
- zweiter Energieversorgungspfad
