-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrich-
-
tung für motorisch bewegte Schließteile für Öffnungen von Kraftfahrzeugen,
mit einer Sicherheitsschaltung, die durch einen bei Einklemmen eines Gegenstandes
in der Öffnung betätigten Sicherheitsschalter eingeschaltet ist. Die Schließteile
können beispielsweise Fensterscheiben, Türen und Schiebedächer sein. Mit Hilfe der
Sicherheitsschaltung kann der Antriebsmotor ausgeschaltet oder umgepolt werden.
-
Eine bekannte derartige Sicherheitseinrichtung spricht in gleicher
Weise an, wenn ein Gegenstand eingeklemmt wird oder das Schließteil seine Endlage
erreicht (DE-OS 20 02 140). In beiden Fällen wird die Sicherheitsschaltung durch
den Sicherheitsschalter eingeschaltet. Insbesondere dann, wenn die Kante des Schließteils
schräg zur Begrenzung der Öffnung verläuft, ist ein ordnungsgemäßes Verschließen
der Öffnung nicht möglich, da der Antriebsmotor bereits dann ausgeschaltet oder
umgepolt wird, wenn die Kante nur an einer Stelle die Begrenzung der Öffnung erreicht.
Der von dieser Stelle ausgehende Spalt zwischen Schließteil und Begrenzung der Öffnung
kann damit nicht mehr geschlossen werden.
-
Eine weitere bekannte derartige Sicherheitseinrichtung spricht nur
dann an, wenn ein Gegenstand eingeklemmt wird (DE-AS 21 27 207). Fährt das Schließteil
in die Endlage, ist die Sicherheitseinrichtung unwirksam. Infolge des Trägheitsmoments
des Schließteils kann es auch bei einem Abschalten des Antriebsmotors zu einem Festklemmen
des
Schließteils in der Endlage kommen. Das Schließteil kann dann möglicherweise nicht
mehr oder nur unter Beschädigung des Antriebsmotors infolge Uberlastung aus der
Endlage gefahren werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Einklemmschutz beibehalten
und ein ordnungsgemäßes Schließen der Öffnung ohne die Gefahr des Festklemmens des
Schließteils gewährleistet ist.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein Endschalter im Endbereich
des Schließteiles betätigt ist und daß der Antriebsmotor des Schließteiles bei betätigtem
Endschalter und betätigtem Sicherheitsschalter durch ein Zeitglied für eine Zeitspanne
abgeschaltet ist.
-
Der Endschalter unterscheidet, ob sich das Schließteil im Endlagenbereich
oder im "Sicherheitsbereich" befindet, in dem ein Einklemmen eines Gegenstandes
möglich ist. Im einen Fall löst er die Sicherheitseinrichtung aus, mit der der Antriebsmotor
beispielsweise bleibend abgeschaltet oder solange umgepolt wird, bis der Gegenstand
wieder freigegeben ist, während er im anderen Fall den Antriebsmotor nur vorübergehend
abschaltet. Da die Kraft zur Betätigung des Sicherheitsschalters unabhängig von
der Stellung des Schließteils konstant ist, wird der Antriebsmotor beim selben Widerstand
zwischen Schließteil und dem Rand der Öffnung abgeschaltet, bei dem bei Einklemmen
eines Gegenstands die Auslösung der Sicherheitsschaltung erfolgt. Da dieser Widerstand
zur Vermeidung von Verletzungen im Falle des Einklemmens relativ gering bemessen
ist, erfolgt die Abschaltung des Antriebsmotors bei geringem Auflagedruck des Schließteils
in der Endlage.
-
Durch die nur vorübergehende Abschaltung des Antriebsmotors wird bei
einer möglicherweise unvollständigen Schließung der Öffnung erreicht, daß das Schließteil
nach Ablauf der Zeitspanne erneut in Schließrichtung bewegt wird und die Öffnung
somit vollständig verschlossen wird, Mit schaltungstechnisch einfachen Mitteln kann
eine Verbesserung der Sicherheitseinrichtung dadurch erreicht werden, daß das Zeitglied
bei nicht betätigtem Endschalter den Antriebsmotor bei Betätigen des Sicherheitsschalters
für die Zeitspanne umpolt. Das Zeitglied übernimmt somit innerhalb des Sicherheitsbereichs
zusätzlich die vorübergehende Einschaltung des Antriebsmotors in Gegenrichtung.
-
Als weitere Funktion kann das Zeitglied den Antriebsmotor bei Ablauf
der Zeitspanne auch bleibend ausschalten.
-
erfährt Das Schließteil mit Hilfe des Zeitgliedes nach Auflaufen
auf ein Hindernis und Bewegung in Gegenrichtung gleichsam eine Arretierung in einer
Stellung, in der der eingeklemmte Gegenstand mit Sicherheit freigegeben wird. Gleichzeitig
wird verhindert, daß der Antriebsmotor erneut das Schließteil in Schließrichtung
bewegt.
-
Eine derartige Bewegung kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung nur dadurch vorgenommen werden, daß der Antriebsmotor mit Hilfe eines
Reaktivationsschalters wieder einzuschalten ist. Im Gegensatz zu einer Wiedereinschaltung
des Antriebsmotors durch ein nur vorübergehendes Einstellen der in der Regel in
der Stromzuführung des Antriebsmotors angeordneten Umschalter in der Neutralstellung
erfordert die Einschaltung mit Hilfe
des Reaktivationsschalters
einen größeren Aufwand, wodurch sichergestellt ist, daß der zunächst eingeklemmte
Gegenstand mit Sicherheit aus der Öffnung entfernt ist.
-
Als Endschalter kommt beispielsweise ein Mikro schalter in Frage.
Dieser kann ohne weiteres in der Bewegungsbahn des Schließteiles angeordnet werden.
-
Die git Hilfe des Endschalters und des Sicherheitsschalters durchzuführende
Funktion, das Schließteil bei Erreichen der Endlage nur kurzzeitig stillzusetzen
und danach wieder in der Bewegungsrichtung zu bewegen, kann auch in der Öffnungsstellung
des Schließteiles realisiert werden. Hierzu werden der Endschalter und der Sicherheitsschalter
auch bei Erreichen des in der anderen Bewegungsrichtung des Schließteiles gelegenen
Endbereiches betätigt. Der gesamte Bewegungsbereich des Schließteiles ist somit
aufgeteilt in die beiden Endbereiche, in denen die Sicherheitsschaltung unwirksam
ist und eine weitere Bewegung des Schließteiles in Bewegungsrichtung verzögert möglich
ist, und den Sicherheitsbereich, in dem die Sicherheitsschaltung ein Einklemmen
eines Gegenstandes verhindert. Diese unterschiedlichen Bewegungen des Schließen
teiles werden durch das Zusammenspiel allein des Endschalters und des Sicherheitsschalters
ermöglicht.
-
Bei einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung
ist der Mikro schalter in den beiden Endbereichen des Schließteiles durch dieses
selbst betätigt. Hierzu kann das Schließteil mit Nasen oder Einkerbungen versehen
sein. Der Mikroschalter kann aber auch selbst derart angeordnet werden, daß das
Schließteil allein aufgrund seiner äußeren Gestalt ohne zusätzliche konstruktive
Maßnahmen die Betätigung des Mikroschalters vornimste
Der Sicherheitsschalter
seinerseits kann ein Druckimpulsschalter sein. Dieser bietet den Vorteil, daß er
bereits auf kleine Druckänderungon, wie sie beipielsweise bei kleinen eingeklemmten
Gegenständen auftreten, anspricht.
-
der Da ein derartiger Druckimpulsschalter, der auch unter Bezeichnung
Druckwellenschalter handelsüblich ist, in der Regel temperaturkompensiert ist -
derartige Druckimpulsschalter besitzen beispielsweise Ausgleichsbohrungen zum Ausgleich
langfristiger Druckänderungen infolge von Temperaturänderungen -, ist damit sichergestellt,
daß das Schließteil im Endlagenbereich unabhängig von der Umgebungstemperatur stets
beim gleichen Auflagedruck stillgesetzt wird.
-
Hierzu ist der Druckimpulsschalter mit einem Luftvolumen verbunden,
das durch das Schließteil in der Endlage vermindert ist. Ein derartiges Luftvolumen
kann auf konstruktiv einfache Weise beispielsweise in einer Gummileiste angeordnet
werden, die den Rand der Öffnung bildet.
-
Um sicherzustellen, daß der Druckimpulsschalter auch bei Einklemmen
eines Gegenstandes anspricht, ist er mit einem weiteren Luftvolumen verbunden, das
außerhalb der Bewegungsbahn des Schließteiles liegt und bei einklemmen eines Gegenstandes
vermindert wird. Dieses Luftvolumen kann ebensc wie das vorhirfenannte in einer
Gummileiste angeordnet sein, auf die das Schließteil in Schließstellung aufläuft.
1)ie vorhin beschriebene Weiterbildung für den anderen Elldbcreich des Uchlicnteiles
kann auf konstruktiv einfache Weise dadurch verwirklicht werden, daß die Luftvolumina
mit dem Intlalt eines Luftsclalatlclles verbunden sind, auf den das Schließteil
in der oJfFnstellung aufläuft.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Fensterhebaanlage von Kraftfahrzeugen mit einer
Sicherheitseinrichtung zugeordneten Teilen, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie
II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein Schaltschema für eine derartige Fensterhebmanlage und
Fig. 4 eine Schaltung in Einzelheiten, die als Sicherheitsschaltung und dazu dient,
das Fenster vollständig zu verschließen.
-
Eine Fensterhebemtnlage 1 besitzt einen Antriebsmotor 2 scheibe für
i die in einer Tür 4 zwischen einer SchlieSstellung 5 und einer Öffnungsstellung
6 motorisch verfahrbar ist. Wird die Scheibe 3 zwischen den beiden Endstellungen
5 und 6 verfahren, so durchläuft sie einen Sicherheitsbereich 7, in dem Gegenstände
zwischen dem in der Tür 4 gebildeten Rahmen 8 und der Scheibe 3 eingeklemmt werden
können. Zu beiden Seiten schließen sich an den Sicherheitsbereich 7 Endbereiche
9 und 10 an, in denen Gegenstände nicht mehr eingeklemmt werden können.
-
Die Bewegung der Scheibe 5 im Sicherheitsbereich 7 den und in Endbereichen
9 und 10 wird durch einen Druckimpulsschalter 11 und einen Mikroschalter 12 gesteuert.
Der Druckim>uisschalter ist mit zwei Luftvolumina 13 und 14, die, wie insbesondere
aus Fig. 2 zu erkennen ist, in einer im Rahmen 8 liegenden Gummileiste 15 angeordnet
sind, und einem sich daran anschließenden Guramischlauch 16 verbunden. Dieser liegt
mit seinem Ende 17 unterhalb der Fensterscheibe 3 in ihrer
Offenstellung
6. Der Mikroschalter 12 liegt derart, daß er durch eine Führungskante 18 der Scheibe
3 zu Beginn und am Ende des Sicherheitsbereichs 7 betätigt wird.
-
Der in Fig. 2 gezeigte Schnitt durch den Rahmen 8 zeigt, daß das Luftvolumen
13 nur dann verringert wird, wenn zwischen der Oberkante 19 der Scheibe 3 und dem
Rahmen 8 ein Gegenstand eingeklemmt wird. Das Luftvolumen 13 ist dabei an der Obergrenze
7' des Sicherheitsbereichs 7 angeordnet. Das Luftvolumen 14 hingegen wird nur dann
verringert, wenn die Scheibe 3 die Schließstellung zumindest annähernd erreicht
hat. In dem zwischen dem Ende des Sicherheitsbergeichs 7 und der Schließstellung5gelegenen
Endbereich kann ein Gegenstand nicht mehr eingeklemmt werden.
-
Fig. 3 zeigt eine Schaltung, mit der der Antriebsmotor 2 der Scheibe
3 bei Einklemmen eines Gegenstands vorübergehend umgepolt und anschließend daran
bleibend ausgeschaltet wird. Ferner soll in den beiden Endbereichen 9 und 10 der
Antriebsmotor 2 bei Betätigen des Druckimpulsschalters 11 vorübergehend abgeschaltet
werden und anschließend daran in derselben Bewegungsrichtung erneut einzuschalten
sein. Der Antriebsmotor 2 ist über einen Fensterheberschalter 20 von Hand schaltbar.
Der Schalter 20 besitzt drei Eingänge 21 bis 23 und zwei Ausgänge 24 und 25, an
denen der Antriebsmotor 2 angeschlossen ist.
-
Die Eingänge 21 und 23 sind gemeinsam auf einen Ausgang 30 eines Umschaltrelais
26 geführt, dessen Umschaltkontakt 27 wahlweise Eingänge 87 bzw. 87a mit dem Ausgang
30 verbindet. Der Eingang 87 befindet sich auf Plus-, der Eingang 87a auf Massepotential.
Die über den Eingang 86 auf Pluspotential liegende Relaisspule 28 ist über den Ausgang
85 des Umschaltrelais 26 und eine Leitung 29 am Eingang A2 einer Steuerlogik 31
angeschlossen.
-
Ein zweites Umschaltrelais 32, dessen Ein- und Ausgänge wie die des
Umschaltrelais 26 bezeichnet sind, ist mit den Eingängen 87 und 87a auf Masse- bzw.
Pluspotential geschaltet. Der Ausgang 30 ist auf den Eingang 22 und eiraiEingang
Cl' der Steuerlogik 31 geführt. Der Ausgang 85 des Umschaltrelais 32 ist über den
Mikro schalter 12 mit dem Eingang A1 der Steuerlogik 31 verbunden. Die Steuerlogik
31 erhält ferner über einen Reaktivationsschalter 33 an einem Eingang E Pluspotential
und ist über den Druckimpulsschalter 11 schaltbar - diese Funktion ist mit einem
mit p bezeichneten Pfeil angedeutet.
-
Die in Fig. 4 im einzelnen dargestellte Steuerlogik 31 enthält eineJK-Kippstufe
35, deren Eingänge J und K auf Pluspotential liegen. Der Eingang Cl ist einerseits
über einen Kondensator 36 mit dem Eingang Cl' verbunden und andererseits über einen
Widerstand 37 auf Massepotential gelegt. Der Eingang R ist über den Reaktivationsschalter
53 schaltbar und über einen Widerstand 38 auf Massepotential gelegt. Der Eingang
S ist an der Emitterleitung 39 eines Transistors T1 angeschlossen, dessen Koltktor
mit dem Eingang A1 verbunden ist. Der Ausgang Q dc Kipptufe 35 ist über einen Widerstand
40 auf die Basis eines Transistors T2 geführt, dessen Kollektor am eingang A2 der
Steuerlogik 31 und über eine Diode 42 am Eingang A1 angeschlossen und dessen Emitter
auf Massepotential gelegt ist.
-
Die Basis des Transistors T1 ist über einen Widerstand 43, zwei Inverter
44 und 45, eine Diode 46, einen weiteren Inverter 47 und einen Widerstand 48 auf
Pluspotential gelegt. Zwischen dem Widerstand 48 und dem Inverter 47 einerseits
und Massepotential ist der Druckimpulsschalter11aligeschlossen. Zwischen der Diode
46 und dem
Inverter 44 ist ein Zeitglied 50 eingeschaltet, das
aus einem Kondensator 51 und einem Widerstand 52 besteht.
-
,wie in Fig. 1 dargestellt, Befindet sich die Fensterscheibe 3/im
unteren Endbereich 10, so kann sie mit Hilfe des Antriebsmotors 2 nach oben gefahren
werden. Hierzu wird der Schaltkontakt 20' des Fenste rheberschaltars 20 gedrückt.
Der Antriebsmotor 2/über den Eingang 22 und den Umschaltkontakt 27' des Umschaltrelais
32 Pluspotential und über den Eingang 23 und den Umschaltkontakt 27 des Umschaltrelais
26 Massepotential.
-
Sofern sich die Fensterscheibe im Sicherheitsbereich 7 befindet, ist
der Mikroschalter 12 geschlossen. Wird die Gummileiste15, beispielsweise durch Einklemmen
eines Gegenstands, gequetscht, so wird der Druckimpulsschalter 11 kurzzeitig geschlossen.
Das dadurch am Eingang des Inverters 47 anstehende Massepotential wird von diesem
als positiver Impuls auf den Kondensator 51 geführt und lädt diesen auf. Die sich
unmittelbar daran anschließende Entladung des Kondensators 51 über den Widerstand
52 erzeugt mit Hilfe der Inverter 44 und 45 an der Basis des Transistors T1 einen
positiven Impuls, dessen Dauer durch die Größen des Kondensators 51 und des Widerstands
52 bestimmt und auf etwa 3 sec eingestellt ist. Während dieser Zeit wird der Transistor
T1 leitend und liefert am Eingang A1 der Steuerlogik 31 Massepotential, das über
den Mikroschalter 12 auf den Ausgang 85 des Umschaltrelais 32 gelangt. Ober die
Diode 42 wird gleichzeitig auch der Eingang A2 der Steuerlogik 31 und über die Leitung
29 auch der Ausgang 85 des Umschaltrelais 26 auf Massepotential gelegt. Dadurch
ziehen die Umschaltrelais 26 und 32 an und polen den Antriebsmotor 2 um, da über
die Umschaltkontakte 27 und 27' die potentialmäßige
Belegung der
Eingänge 21 und 22 des Fensterheberschalters 20 vertauscht wird. Die Fensterscheibe
läuft somit für 3 sec. nach unten und gibt zonen ggf. eingeklemmten Gegenstand frei.
-
Nach Ablauf dieser Zeitspanne sperrt der Transistor T1, wodurch das
Umschaltrelais 32 wieder abfällt. Dabei gelangt über den Umschaltkontakt 27' des
Umschaltrelais 32 eine positive Triggerflanke auf den Eingang Cl' der Steuerlogik
31 und über den Kondensator 36 auch auf den Eingang Cl der Kippstufe 35. Dieses
liefert anihrem Ausgang Q positive Spannung und schaltet den Transistor T2 durch,
der somit das Massepotential am Ausgang A2 der Steuerlogik 31 aufrechterhält. Das
Umschaltrelais 26 bleibt somit im Gegensatz zum Umschaltrelais 32 weiterhin angezogen
und schließt den Antriebsmotor 2 kurz, da auf die Eingänge 21 und 22 des Fensterheberschalters
20 über die Umschaltrelais 26 und 32 Pluspotential gelangt.
-
Da sämtliche Eingänge 21 bis 23 des Fensterheberschalters 20 auf Pluspotential
liegen, kann die Fensterscheibe mit Hilfe des Fensterheberschalters nicht mehr bewegt
werden.
-
Eine erneute Bewegung ist erst nach Betätigen des Reaktivationsschalters
34 möglich, durch den der Eingang R der Kippstufe 35 angesteuert wird. Dadurch wird
der Transistor T2 durch die Kippstufe 35 nicht mehr angesteuert und geht wieder
in den Sperrzustand über, wodurch nunmehr auch Ausgang A2 nicht mehr auf Massepotential
liegt. Die Fensterscheibe 3 kann dann wieder mit Hilfe des Fensterheberschalters
20 auf- bzw. abbewegt werden.
-
Sobald die Fensterscheibe in den Endbereich 9 oder 10 gelangt, wird
der Mikroschalter 12 geöffnet. Trifft die Fensterscheibe nunmehr auf die Qnnmileiste
15 bzw. bei einer
Abwärtsbewegung auf den Gummischlauch 16, so
gibt der Druckimpulsschalter 11 ebenfalls ein elektrisches Steuersignal. Das Zeitglied
50 wird, wie beschrieben, eingeschaltet und sorgt über den Transistor T1 für Massepotential
an den Ausgängen A1 und A2 der Steuerlogik 31.
-
Der offene Mikro schalter 12 verhindert, daß das Umschaltrelais 32
anzieht, so daß nach Ablauf der Zeitspanne von etwa 3 sec. auch keine positive Triggerflanke
am Eingang Cl der Kippstufe 35 ansteht. Der Transistor T2 bleibt auch nach Ablauf
dieser Zeitspanne gesperrt.
-
Das Umschaltrelais 26 hingegen zieht während der Zeit von 3 sec. an
und schaltet den Antriebsmotor 2 während dieser Zeit kurz, da es die Eingänge 21
und 23 des Fensterheberschalters auf Pluspotential und somit das Potential des Eingangs
22 liegt.
-
Nach Ablauf von 3 sec. fällt das Umschaltrelais 26 wieder ab; sofern
das Fenster noch nicht vollständig geschlossen oder geöffnet ist, kann der Antriebsmotor
mit Hilfe des Fensterheberschalters 20 erneut eingeschaltet werden. Wird der Druckimpulsschalter
11 erneut ausgelöst, so wird der Antriebsmotor für weitere 3 sec. kurzgeschlossen.
-
Bei dieser lediglich über einen Druckimpuls- und einen Mikroschalter
angesteuerten Sicherheitseinrichtung wird ein eingeklemmter Gegenstand freigegeben
und ein vollständiges Öffnen und Schließen des Fensters erreicht.
-
Mit geringen schaltungstechnischen Änderungen ist es beispielsweise
möglich, den Antriebsmotor bei Auftreffen auf ein Hindernis nicht umzupolen, sondern
ggf. unter Auslösen einer Warnanzeige lediglich stillzusetzen und nur in Schließrichtung
der Fensterscheibe zu blockieren.
-
Statt durch die Dichtleiste 18 kann der Mikro schalter 12 auch durch
die Fensterscheibe 3 selbst geschaltet werden. Hierzu ist der Mikro schalter 12
in der Bewegungsbahn der Fensterscheibe 3 derart anzuordnen, daß er nur im Sicherheitsbereich
der Scheibe 3 geschlossen ist. Eine derartige Anordnung des Mikroschalters ist andeutungsweise
dargestellt und mit 12' bezeichnet. Die zugehörige Schaltstrecke der Fensterscheibe
3 ist als strichlierte Linie 18' dargestellt.