DE19535796A1 - Electric window edge seal incorporating piezoelectric elements - Google Patents
Electric window edge seal incorporating piezoelectric elementsInfo
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Abstract
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.The invention relates to a seal, in particular for the Use along a framework that is on the inside defines an opening, the opening of a ver sliding element can be closed, which from Framework guided and controlled by actuators according to the side of the framework which moves the element in the closing phase.
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.Seals of the type mentioned above, for example the framework of the different window openings one Motor vehicle used, as a guide of the jewei serve window, which is that of an electric motor actuated, displaceable closure element forms.
Die Verlagerung derartiger Fenster wird üblicherweise von Druckknopfschaltern gesteuert, welche im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges angeordnet sind und den zugehörigen Betäti gungsmotor aktivieren.The relocation of such windows is usually done by Push button switches controlled, which are in the passenger compartment of the Motor vehicle are arranged and the associated actuator Activate the feed motor.
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.Such a control system carries the risk that a foreign object during the closing of the window per, especially a finger or a hand of an occupant, between the top of the shifting window and the stop side of the framework, d. H. that side, on who wants to close the window, is stuck or can be crushed without the one holding the switch operated to control the movement of the window notices.
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.There are numerous safeguards to avoid this disadvantage devices have been proposed that are designed to do so are to stop the movement of the window immediately, so soon the compression of a foreign body between the Fitting side of the framework and the top of the fen sters is detected.
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.Some of these devices particularly include a pie zoelectric element used to seal the framework is assigned and followed by a control unit which is the motor controlling the movement of the window as a result of being emitted from the piezoelectric element electrical signal can stop.
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.The function of such devices is based on Eigen shaft of piezoelectric materials, as a result of a mecha to generate a potential difference, wel can produce an electrical signal.
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.In particular, the invention accordingly relates to a seal, which comprises a body of elastomeric material, wherein this body at least one piezoelectric element is ordered, which can emit an electrical signal, when subjected to a dynamic load.
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. A seal of this type is in the Italian patent Application No. MI-91-A-002458 described, their content hereby by reference to the present description be included.
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.Generally, the aforementioned patent application describes an automatic stopping device for electrical Window lifters, one of the framework of the window guide assigned seal of the type mentioned above 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.This seal comprises a body made of elastomeric mate rial that extrudes around a pair of piezoelectric cables is so that they are elastome in end portions of the body rem material are embedded.
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.According to the aforementioned patent application, the in the seal corresponding to this side of the framework embedded lines if there is a foreign body between the top of the window and the stop side orderly seal of the framework is pinched, ei subjected to dynamic pressure and call due to their special properties, the output of a electrical signal that the deactivation of the Movement of the window causing motor controls.
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.The object of the invention is a seal of the above to provide the type mentioned, under special consideration view of the connection of the piezoelectric element easily and quickly manufactured with the elastomeric body can be.
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. This object is achieved by a seal Solved above type, which thereby characterized is that at least one piezoelectric element in a cavity of the body made of elastomeric material is arranged, which with the environment via a passage in Connection is made with opposing edges of the passage are elastically expandable so that the insertion ren of the piezoelectric element in the cavity possible.
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.According to the invention one has the advantage that the piezo electrical element immediately and quickly into the seal can bring in, while also ensuring that the piezoelectric element throughout its The duration of use remains in this state.
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.In a preferred embodiment of the invention The above passage opens to seal Environment at one point of the elastomeric body, the after arranging the seal along the edge of the frame work is intended to be directed towards the framework and therefore not to be directly accessible from the outside.
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.This avoids the risk of someone using the piezoelek trical element from the body made of elastomeric material can take out if the seal along the framework has been attached, or destroyed, and you have at the same time a good aesthetic effect since the opening of the through is hidden.
Vorzugsweise weist der Körper aus elastomerem Material in dem das piezoelektrische Element umgebenden Abschnitt eine Härte von mindestens 85 Shore A auf.The body preferably has an elastomeric material the section surrounding the piezoelectric element Hardness of at least 85 Shore A.
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.According to this embodiment of the invention, the Pressure load of the seal directly on the piezoelectric trical element, since the latter surrounding ela stomeric material due to its high hardness no mechani energy absorbing and thus the transmission of We delay the load on the piezoelectric element effect.
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. The latter is thus able to operate essentially simultaneously with the beginning of the dynamic pressure load an elec tric signal and stop the timely to control downstream electrical devices.
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.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following detailed description can be seen which merely as a non-limiting example with reference to the attached drawing is given.
Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt einen Schnitt ei ner erfindungsgemäßen Dichtung in dem längs der Seite eines Rahmenwerks montierten Zustand.The only figure in this drawing shows a section of egg ner seal according to the invention along the side of a Framework assembled condition.
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.With 10 a side of a framework of a window opening of a motor vehicle is designated, which can be closed by a window 12 . The window 12 is within half of the framework along the direction marked with the double arrow 14 be slidably attached and can go in the closed state against the side 10 to the stop. The latter is therefore referred to in the following description as on page 10 .
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.The displacement of the window 12 is effected in a manner known per se by an electric motor, not shown, which is controlled by a suitably programmed electronic control unit.
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.The stop side 10 has a cavity 16 which is festge from two mutually opposite projections 18 , 20 and in which a seal 22 is arranged. The seal 22 has a body 24 made of elastomeric material, which in section has the shape of a U with a base leg 26 and two side legs 28 . From the dista len ends of the side legs 28 lugs 30 go out, which surface are directed towards the interior and are intended to come into contact with the window 12 , and an outward wing 32 extends from which the attachment of the seal 22 begins the stop page 10 of the framework enables light.
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.A pair of piezoelectric elements 38 is arranged in cavities 34 , which are each formed corresponding to the distal ends of the side legs 30 and communicate with the surroundings via corresponding passages 36 .
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.Each of the piezoelectric elements 38 is in the form of a cable with a core 40 made of conductive material, which extends radially outward from a first layer 42 of insulating material, a layer 44 of piezoelectric material and a second layer 46 of insulating material is covered.
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.The layer 44 of piezoelectric material can be formed, for example, from quartz crystals, lithium sulfate, Rochelle salt or the like, which are mixed with polyvinylidene fluoride.
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.The piezoelectric elements 38 , which is not shown in the figure, are electrically connected to a motor control unit which determines the displacement of the window 12 .
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.The body 24 made of elastomeric material has a higher hardness in the sections 48 surrounding the piezoelectric elements 38 than in the remaining part, the value of this hardness being at least equal to 85 Shore A.
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.The introduction of the piezoelectric elements 38 in the to corresponding cavities 16 of the body 24 of elastomeric mate rial can the be made formed in the body 24 and the cavities 34 connected with the surroundings quickly and easily passages 36 due to the elastic expansion of the opposite edges.
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. As can be seen in the figure, the seal 22 is attached to the stop side 10 of the framework so that the passages 36 open to the environment in places of the elasto meren body 24 , which point to the ends of the projections 18 , 20 and are therefore not directly accessible.
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.The risk of inadvertent or willful removal of the cables 38 from the cavities 34 is thus prevented. Furthermore, this opens the openings of the passages 36 to the environment, which is aesthetically clear from part.
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.In addition, the cables 38 are thus introduced into sections 48 of the elastomeric body 24 , which are arranged in the immediate vicinity of the ends of the projections 18 , 20 and so, as will be clear from the further description ben, can take over the function of a rigid system NEN, which increases the sensitivity of the cable 38 to dynamic loads.
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.If a foreign body is accidentally jammed between the gasket 22 carried by the abutment side 10 of the framework and the upper edge of the shifting window 12 , the piezoelectric elements 38 are subjected to a dynamic pressure load and emit an electrical signal which is sent to the electronic control unit is transmitted, which causes the motor to stop and the displacement movement of the window 12 .
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.The high hardness of the sections 48 surrounding the cables 38 made of elastomeric material means that there is no delay due to an initial absorption of the mechanical stress on the part of these elastomeric sections, but the electrical signal on the cables 38 side is output immediately as soon as they are loaded dynamically.
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. As already mentioned, the sensitivity of the cable 38 is further increased in that the sections 48 of the elastomeric body 24 in which they are accommodated can be supported on the rigid support formed by the ends of the projections 18 , 20 .
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.Of course, it is intended that while maintaining the principle of the invention the details of execution and can change the form of actuation to a great extent, without departing from the scope of the invention.
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.In particular, a seal according to the invention can be a be associated with any frame that one of a ver sliding element defines closable opening. she can therefore not only be assigned to a framework, the one window opening of a motor vehicle or other Specifies openings of the latter, for example. A shooting roof associated opening.
Ferner können die piezoelektrischen Elemente andere Formen aufweisen als die eines Kabels.Furthermore, the piezoelectric elements can have other shapes have than that of a cable.
Claims (5)
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.1. seal ( 22 ), in particular for use along the edge of a framework, which defines on its inside a closable opening by a displaceable element ( 12 ), the displaceable element ( 12 ) being guided by the framework and being controlled by actuating means according to the side ( 10 ) of the framework to which the element ( 12 ) is moved when it is closed,
wherein the seal ( 22 ) comprises a body ( 24 ) made of elastomeric material, which is assigned at least one piezoelectric element ( 38 ) which can output an electrical signal when subjected to dynamic stress,
characterized in that the at least one piezoelectric element ( 38 ) is arranged in a cavity ( 34 ) of the body pers ( 24 ) made of elastomeric material, which is connected to the environment via a passage ( 36 ) in connection, the opposite of which Edges are elastically expandable so that they enable the introduction of the piezoelectric element ( 38 ) into the cavity ( 34 ).
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