DE19535796A1 - Mit piezoelektrischen Elementen versehene Dichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere für den Einsatz längs eines Rahmenwerkes, das an seiner Innenseite eine Öffnung festlegt, wobei die Öffnung von einem ver­ schiebbaren Element geschlossen werden kann, welches vom Rahmenwerk geführt und von Betätigungsmitteln gesteuert ist, und zwar entsprechend der Seite des Rahmenwerks, zu der sich das Element in der Schließphase hinbewegt.

Dichtungen der vorstehend genannten Art werden bspw. längs des Rahmenwerkes der verschiedenen Fensteröffnungen eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, wobei sie als Führung des jewei­ ligen Fensters dienen, welches das von einem Elektromotor betätigte, verschiebbare Verschlußelement bildet.

Die Verlagerung derartiger Fenster wird üblicherweise von Druckknopfschaltern gesteuert, welche im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges angeordnet sind und den zugehörigen Betäti­ gungsmotor aktivieren.

Ein derartiges Steuerungssystem birgt das Risiko in sich, daß während des Schließvorgangs des Fensters ein Fremdkör­ per, insbesondere ein Finger oder eine Hand eines Insassen, zwischen dem oberen Rand des sich verlagernden Fensters und der Anschlagseite des Rahmenwerks, d. h. jener Seite, auf die sich das Fenster zubewegen möchte, eingeklemmt bzw. zerdrückt werden kann, ohne daß derjenige, der den Schalter zum Steuern der Bewegung des Fensters betätigt, dies be­ merkt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils sind zahlreiche Sicher­ heitsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die dazu bestimmt sind, die Bewegung des Fensters sofort zu unterbrechen, so­ bald das Zusammendrücken eines Fremdkörpers zwischen der Anschlagseite des Rahmenwerks und dem oberen Rand des Fen­ sters erfaßt wird.

Einige dieser Vorrichtungen umfassen insbesondere ein pie­ zoelektrisches Element, das der Dichtung des Rahmenwerks zugeordnet ist und dem eine Steuereinheit nachgeschaltet ist, welche den die Bewegung des Fensters steuernden Motor infolge eines von dem piezoelektrischen Element emittier­ ten, elektrischen Signals anhalten kann.

Die Funktion derartiger Vorrichtungen beruht auf der Eigen­ schaft piezoelektrischer Materialien, infolge einer mecha­ nischen Belastung eine Potentialdifferenz zu erzeugen, wel­ che ein elektrisches Signal hervorbringen kann.

Insbesondere betrifft die Erfindung demnach eine Dichtung, welche einen Körper aus elastomerem Material umfaßt, wobei diesem Körper wenigstens ein piezoelektrisches Element zu­ geordnet ist, das ein elektrisches Signal emittieren kann, wenn es einer dynamischen Belastung unterworfen wird.

Eine Dichtung dieses Typs ist in der italienischen Patent­ anmeldung Nr. MI-91-A-002458 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen sei.

Allgemein beschreibt die vorstehend genannte Patentanmel­ dung eine automatische Anhaltevorrichtung für elektrische Fensterheber, die eine dem Rahmenwerk der Fensterführung zugeordnete Dichtung der vorstehend genannten Art aufwei­ sen.

Diese Dichtung umfaßt einen Körper aus elastomerem Mate­ rial, der um ein Paar piezoelektrischer Kabel extrudiert ist, so daß sie in Endabschnitte des Körpers aus elastome­ rem Material eingebettet sind.

Gemäß der vorstehend genannten Patentanmeldung werden die in die Dichtung entsprechend dieser Seite des Rahmenwerkes eingebetteten Leitungen dann, wenn ein Fremdkörper zwischen dem oberen Rand des Fensters und der der Anschlagseite zu­ geordneten Dichtung des Rahmenwerkes eingeklemmt wird, ei­ ner dynamischen Druckbelastung unterworfen und rufen auf­ grund ihrer besonderen Eigenschaften die Ausgabe eines elektrischen Signals hervor, das die Deaktivierung des die Bewegung des Fensters bewirkenden Motors steuert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtung der vorstehend genannten Art bereitzustellen, die unter besonderer Berück­ sichtigung der Verbindung des piezoelektrischen Elements mit dem elastomeren Körper einfach und schnell hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtung der vorstehend genannten Art gelöst, welche dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß mindestens ein piezoelektrisches Element in einem Hohlraum des Körpers aus elastomerem Material an­ geordnet ist, der mit der Umgebung über einen Durchgang in Verbindung steht, wobei einander gegenüberliegende Ränder des Durchgangs elastisch aufweitbar sind, um so das Einfüh­ ren des piezoelektrischen Elements in den Hohlraum zu er­ möglichen.

Erfindungsgemäß erhält man den Vorteil, daß man das piezo­ elektrische Element unmittelbar und schnell in die Dichtung einbringen kann, wobei darüber hinaus sichergestellt ist, daß das piezoelektrische Element während seiner gesamten Einsatzdauer in diesem Zustand verbleibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung öffnet sich der vorstehend genannte Durchgang zur Umgebung hin an einer Stelle des elastomeren Körpers, der nach Anordnung der Dichtung längs des Randes des Rahmen­ werks dazu bestimmt ist, zu dem Rahmenwerk hin gerichtet und somit nicht direkt von außen zugänglich zu sein.

Man vermeidet somit das Risiko, daß jemand das piezoelek­ trische Element aus dem Körper aus elastomerem Material herausnehmen kann, wenn die Dichtung längs des Rahmenwerks befestigt wurde, oder es zerstört, und man hat gleichzeitig eine guten ästhetischen Wirkung, da die Öffnung des Durch­ gangs verborgen ist.

Vorzugsweise weist der Körper aus elastomerem Material in dem das piezoelektrische Element umgebenden Abschnitt eine Härte von mindestens 85 Shore A auf.

Gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Druckbelastung der Dichtung unmittelbar auf das piezoelek­ trische Element übertragen, da das letzteres umgebende ela­ stomere Material aufgrund seiner hohen Härte keine mechani­ sche Energie absorbierende und somit die Übertragung der Belastung auf das piezoelektrische Element verzögernde Wir­ kung hervorruft.

Letzteres ist somit in der Lage, im wesentlichen gleichzei­ tig mit dem Beginn der dynamischen Druckbelastung ein elek­ trisches Signal aus zugeben und rechtzeitig das Anhalten der ihm nachgeschalteten elektrischen Geräte zu steuern.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche lediglich als nicht beschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung gegeben ist.

Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt einen Schnitt ei­ ner erfindungsgemäßen Dichtung in dem längs der Seite eines Rahmenwerks montierten Zustand.

Mit 10 ist eine Seite eines Rahmenwerks einer Fensteröff­ nung eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, die von einem Fen­ ster 12 geschlossen werden kann. Das Fenster 12 ist inner­ halb des Rahmenwerks längs der mit dem Doppelpfeil 14 be­ zeichneten Richtung verschiebbar angebracht und kann im ge­ schlossenen Zustand gegen die Seite 10 auf Anschlag gehen. Letztere wird demnach in der folgenden Beschreibung als An­ schlagseite 10 bezeichnet.

Die Verlagerung des Fensters 12 wird in an sich bekannter Weise von einem nicht dargestellten Elektromotor bewirkt, der von einer geeignet programmierten elektronischen Steuereinheit gesteuert ist.

Die Anschlagseite 10 weist einen Hohlraum 16 auf, der von zwei einander gegenüberliegenden Vorsprüngen 18, 20 festge­ legt ist und in dem eine Dichtung 22 angeordnet ist. Die Dichtung 22 weist einen Körper 24 aus elastomerem Material auf, der im Schnitt die Gestalt eines U mit einem Basis­ schenkel 26 und zwei Seitenschenkeln 28 hat. Von den dista­ len Enden der Seitenschenkel 28 gehen Ansätze 30 aus, wel­ che zum Innenraum hin gerichtet und dazu bestimmt sind, mit dem Fenster 12 in Kontakt zu treten, und geht ein nach außen gerichteter Flügel 32 aus, der die Anbringung der Dichtung 22 an der Anschlagseite 10 des Rahmenwerks ermög­ licht.

In Hohlräumen 34, welche jeweils entsprechend den distalen Enden der Seitenschenkel 30 ausgebildet sind und mit der Umgebung über entsprechende Durchgänge 36 in Verbindung stehen, ist ein Paar piezoelektrischer Elemente 38 angeord­ net.

Jedes der piezoelektrischen Elemente 38 ist in Form eines Kabels mit einer Seele 40 aus leitendem Material ausgebil­ det, welche nach radial außen hin von einer ersten Schicht 42 aus isolierendem Material, einer Schicht 44 aus piezo­ elektrischem Material und einer zweiten Schicht 46 aus iso­ lierendem Material überzogen ist.

Die Schicht 44 aus piezoelektrischem Material kann bspw. aus Quarzkristallen, Lithiumsulfat, Rochelle-Salz oder dergleichen gebildet sein, welche bzw. welches in Poly­ vinylidenfluorid gemischt sind bzw. ist.

Die piezoelektrischen Elemente 38 sind, was in der Figur nicht dargestellt ist, elektrisch mit einer Motorsteuerein­ heit verbunden, welche die Verlageung des Fensters 12 be­ stimmt.

Der Körper 24 aus elastomeren Material weist in den die piezoelektrischen Elemente 38 umgebenden Abschnitten 48 eine höhere Härte auf als im verbleibenden Teil, wobei der Wert dieser Härte wenigstens gleich 85 Shore A beträgt.

Das Einbringen der piezoelektrischen Elemente 38 in die zu­ gehörigen Hohlräume 16 des Körpers 24 aus elastomerem Mate­ rial kann aufgrund der elastischen Aufweitung der einander gegenüberliegenden Ränder der im Körper 24 ausgebildeten und die Hohlräume 34 mit der Umgebung verbindenden Durch­ gänge 36 sehr schnell und einfach erfolgen.

Wie man in der Figur erkennen kann, ist die Dichtung 22 auf der Anschlagseite 10 des Rahmenwerks so angebracht, daß die Durchgänge 36 sich zur Umgebung hin an Stellen des elasto­ meren Körpers 24 öffnen, welche zu den Enden der Vorsprünge 18, 20 hin weisen und demnach nicht direkt zugänglich sind.

Man unterbindet somit die Gefahr einer versehentlichen oder mutwilligen Entfernung der Kabel 38 aus den Hohlräumen 34. Ferner sind hierdurch die Öffnungen der Durchgänge 36 zur Umgebung hin verborgen, was ästhetisch eindeutig von Vor­ teil ist.

Darüber hinaus sind die Kabel 38 somit in Abschnitte 48 des elastomeren Körpers 24 eingebracht, die in unmittelbarer Nähe der Enden der Vorsprünge 18, 20 angeordnet sind und so, wie sich aus der weiteren Beschreibung eindeutig erge­ ben wird, die Funktion einer starren Anlage übernehmen kön­ nen, was die Empfindlichkeit der Kabel 38 gegenüber dynami­ schen Belastungen erhöht.

Wenn ein Fremdkörper versehentlich zwischen der von der Anschlagseite 10 des Rahmenwerks getragenen Dichtung 22 und dem oberen Rand des sich verlagernden Fensters 12 einge­ klemmt wird, werden die piezoelektrischen Elemente 38 einer dynamischen Druckbelastung unterworfen und geben ein elek­ trisches Signal aus, das zur elektronischen Steuereinheit hin übertragen wird, welche das Anhalten des Motors und der Verlagerungsbewegung des Fensters 12 hervorruft.

Die hohe Härte der die Kabel 38 umgebenden Abschnitte 48 aus elastomeren Material bewirkt, daß es zu keiner Verzöge­ rung aufgrund einer anfänglichen Absorption der mechani­ schen Belastung auf Seiten dieser elastomeren Abschnitte kommt, sondern das elektrische Signal auf Seiten der Kabel 38 unmittelbar ausgegeben wird, sobald sie dynamisch bela­ stet werden.

Wie bereits erwähnt, wird die Empfindlichkeit der Kabel 38 dadurch weiter erhöht, daß die Abschnitte 48 des elastome­ ren Körpers 24, in denen sie untergebracht sind, sich auf der von den Enden der Vorsprünge 18, 20 gebildeten starren Auflage abstützen können.

Natürlich ist beabsichtigt, daß man unter Beibehaltung des erfindungsgemäßen Prinzips die Einzelheiten der Ausführung und der Form der Betätigung in weitem Maße ändern kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Dichtung einem be­ liebigen Rahmen zugeordnet sein, der eine von einem ver­ schiebbaren Element verschließbare Öffnung festlegt. Sie kann demnach nicht nur einem Rahmenwerk zugeordnet sein, das eine Fensteröffnung eines Kraftfahrzeugs oder andere Öffnungen dieses letzteren festlegt, bspw. die einem Schie­ bedach zugeordnete Öffnung.

Ferner können die piezoelektrischen Elemente andere Formen aufweisen als die eines Kabels.

Claims (5)

1. Dichtung (22), insbesondere zum Einsatz längs des Randes eines Rahmenwerks, das an seiner Innenseite eine von einem verschiebbaren Element (12) verschließbare Öffnung festlegt, wobei das verschiebbare Element (12) von dem Rahmenwerk geführt ist und von Betätigungsmitteln ge­ steuert ist, und zwar entsprechend der Seite (10) des Rahmenwerks, auf welche das Element (12) beim Schließen zubewegt wird,
wobei die Dichtung (22) einen Körper (24) aus elasto­ merem Material umfaßt, dem wenigstens ein piezoelektri­ sches Element (38) zugeordnet ist, welches ein elektri­ schen Signal ausgeben kann, wenn es einer dynamischen Belastung unterworfen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstes eine piezo­ elektrische Element (38) in einem Hohlraum (34) des Kör­ pers (24) aus elastomeren Material angeordnet ist, wel­ cher mit der Umgebung über einen Durchgang (36) in Ver­ bindung steht, dessen einander gegenüberliegende Ränder elastisch aufweitbar sind, so daß sie das Einbringen des piezoelektrischen Elements (38) in den Hohlraum (34) er­ möglichen.

2. Dichtung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (36) sich zur Umgebung hin an einer Stelle des Körpers (24) öffnet, der nach Anbringung der Dichtung (22) längs des Rands des Rahmenwerks dazu bestimmt ist, zu dem Rahmenwerk hin gerichtet und somit nicht direkt von außen zugänglich zu sein.

3. Dichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Körper (24) im Schnitt die Gestalt eines U mit einem Basisschenkel (26) und zwei Seitenschenkeln (28) aufweist, wobei von den distalen Enden der Seiten­ schenkel (28) Ansätze (30) ausgehen, welche zum Innen­ raum gerichtet und dazu bestimmt sind, mit dem ver­ schiebbaren Element (12) zum Verschließen der Öffnung in Kontakt zu treten, und wenigstens ein nach außen gerich­ teter Flügel (32) ausgeht, der die Anbringung der Dich­ tung (22) an dem Rahmenwerk ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar piezoelektri­ scher Elemente (38) umfaßt, welche in entsprechenden Hohlräumen (34) angeordnet sind, welche den distalen Enden der Seitenschenkel (28) entsprechend ausgebildet sind und mit der Umgebung über entsprechende Durchgänge (36) in Verbindung stehen.

4. Dichtung (22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der piezoelektrischen Elemente (38) in Form eines Kabels ausgebildet ist mit einer Seele (40) aus leitendem Material, welche nach ra­ dial außen hin von einer ersten Schicht (42) aus isolie­ rendem Material, einer Schicht (44) aus piezoelektri­ schem Material und einer zweiten Schicht (46) aus iso­ lierendem Material überzogen ist.

5. Dichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (24) aus elasto­ merem Material in dem das piezoelektrische Element (38) umgebenden Abschnitt (48) eine Härte von mindestens 85 Shore A aufweist.