DE3335407C2 - - Google Patents
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- DE3335407C2 DE3335407C2 DE19833335407 DE3335407A DE3335407C2 DE 3335407 C2 DE3335407 C2 DE 3335407C2 DE 19833335407 DE19833335407 DE 19833335407 DE 3335407 A DE3335407 A DE 3335407A DE 3335407 C2 DE3335407 C2 DE 3335407C2
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- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0851—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load for motors actuating a movable member between two end positions, e.g. detecting an end position or obstruction by overload signal
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für
einen elektromechanischen Öffnungs- und Schließmechanismus
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Sicherheitsvorrichtung ist aus der DE-29
02 683 A1 bekannt. Bei dieser Sicherheitsvorrichtung wird
der durch den Antriebsmotor fließende Laststrom erfaßt
und überwacht, wobei jeweils ein Belastungsgrenzwert
herangezogen wird. Während des weitaus größten Teil des
Bewegungshubs des zu schließenden oder öffnenden Fensters
besitzt der Belastungsgrenzwert einen Pegel, der dem maximal
zulässigen Motorstrom entspricht. Lediglich bei Erreichen
eines vorbestimmten Abstands (von 20 mm) vor dem völligen
Schließzustand des Fensters wird der Belastungsgrenzwert
herabgesetzt, um zu vermeiden, daß im Öffnungsspalt des
Fensters eventuell vorhandene Gegenstände mit übermäßig
großer Kraft eingeklemmt werden. Der Pegel des Grenzwerts
für diesen letzten Schließhub ist ebenfalls konstant und
auf einen Wert festgelegt, der z. B. dem Motorstrom bei
Erreichen des vorgegebenen Abstands von 20 mm zuzüglich
eines konstanten Werts entspricht. Bei der Bewegung des
Fensters wird folglich der aktuelle Laststrom stets nur
mit einem einzigen Grenzwert verglichen, der zumeist
maximalen Wert besitzt und lediglich während der letzten
Schließphase auf einen laststromabhängigen Wert verringert
wird. Während des Bewegungshubs des Fensters mit Ausnahme
der letzten Schließphase auftretende Störungen des Antriebs
führen somit erst bei Erreichen des maximal zulässigen
Motorstroms zu einer Abschaltung, was in einem Störfall
entsprechend verzögerte Abschaltung und hohen Stromverbrauch
bedeutet. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß, wenn
der aktuelle Motorstrom bei Erreichen des vorgegebenen
Abstands vom Schließzustand, bei dem der Grenzwertpegel
umgeschaltet wird, knapp unterhalb des maximal zulässigen
Stromwerts liegt, für den letzten Schließabschnitt ein
Grenzwertpegel eingestellt wird, der noch oberhalb des
maximal zulässigen Motorstroms liegt und damit die
gewünschte Schutzfunktion nicht mehr erfüllen kann.
Weiterhin ist in der nicht vorveröffentlichten DE-33 03
590 A1 ein elektromotorisch angetriebener Fensterheber
beschrieben, der mit einer Sicherheitsschaltung ausgestattet
ist, in der ein Leistungs-Weg-Diagramm des ungestörten
Fenster-Schließ-Bewegungsablaufs gespeichert ist. Dem
Leistungs-Weg-Diagramm ist eine Toleranzvorgabe zugeordnet,
wobei der Antriebsmotor stillgesetzt bzw. umgepolt wird,
wenn die erfaßte Leistung die Toleranzgrenze überschreitet.
Die Sicherheitsschaltung ermittelt weiterhin den in der
Anfangsphase jeder Schließbewegung erforderlichen momentanen
Leistungsbedarf und korrigiert mit diesen Daten das
gespeicherte Leistungs-Weg-Diagramm, so daß auch
gewissermaßen eine adaptive Anpassung des durch Addition
eines zusätzlichen Pegels zum korrigierten Diagramm
festgelegten Belastungsgrenzwertes an den Motorstromverlauf
erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits
vorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich des
Ermittelns unnormaler Belastungszustände weiter zu ver
bessern.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung wird das
Lastsignal somit kontinuierlich nicht nur mit einem, sondern
mit zwei Belastungsgrenzwerten verglichen, von denen der
eine kontinuierlich dem Lastsignal unter Zeitverzögerung
nachfolgt. Hierdurch läßt sich erreichen, daß ein abrupter
Anstieg des Lastsignals, der einen Störfall signalisiert,
über den dem Lastsignal zeitverzögert nachfolgenden ersten
Belastungsgrenzwert zuverlässig auch schon dann erfaßt
wird, wenn der Pegel des Lastsignals noch weit unterhalb
des maximal zulässigen Pegels liegt. Demgegenüber wird
der Pegel des zweiten Belastungsgrenzwerts durch bestimmte
Lagen des bewegbaren Elements bestimmt, so daß für
unterschiedliche Bewegungsbereiche, bei denen beispielsweise
unterschiedliche Antriebskräfte erforderlich sind, jeweils
ein optimaler Pegel vorgebbar ist, der durch das Lastsignal
nicht überschritten werden darf. Mit diesem zweiten
Belastungsgrenzwert wird erreicht, daß die Sicherheits
vorrichtung auch dann anspricht, wenn das Lastsignal nur
langsam ansteigt, was durch den ersten Belastungsgrenzwert,
der dann ebenfalls anwächst, nicht als Abschaltbedingung
erfaßt wird. Die Sicherheitsvorrichtung zeichnet sich somit
auch durch hohe Empfindlichkeit aus und bietet damit sehr
gute Schutzfunktion.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
So wird mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 eine
Fehlfunktion verhindert, die durch Stromstöße beim Anlaufen
des Motors auftreten könnte.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer elektronischen
Schaltung in der Sicherheitsvorrichtung gemäß
einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die einen Öffnungs- und
Schließmechanismus für ein Schiebedach zeigt,
der an dem Dach eines Kraftfahrzeugs angebracht
ist.
Fig. 3 ist eine Ansicht eines Schnitts längs einer
Linie III-III in Fig. 2 und zeigt den Schließzu
stand einer Schiebeplatte.
Fig. 4, 5 und 6 sind Ansichten von Schnitten längs einer
Linie IV-IV in Fig. 2, bei unterschiedlichen Lagen
der Schiebeplatte.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht auf eine in
Fig. 2 gezeigte Untersetzung.
Fig. 8 ist eine Ansicht eines Schnitts längs einer
Linie VIII-VIII in Fig. 7.
Fig. 9 ist eine perspektivische vergrößerte Ansicht
eines Teils einer Drehwelle.
Fig. 10, 11 und 12 sind Draufsichten, die Relativstellun
gen eines Nockens bezüglich Grenzschaltern der
Untersetzung zeigen.
Fig. 13 ist ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung
für die Ansteuerung eines Motors für das Öffnen
und das Schließen der Schiebeplatte.
Fig. 14 ist eine grafische Darstellung, die den Motoran
triebsstrom (Lastsignal), einen mittels einer
Speicherschaltung eingestellten Überstrom (zwei
ter Belastungsgrenzwert) und einen mittels einer Verzö
gerungsschaltung eingestellten Überstrom (erster
Belastungsgrenzwert) zeigt.
Das Verbessern der Genauigkeit der Erfassung einer unnor
malen Belastung wird folgendermaßen erreicht:
Gemäß Fig. 1 weist die elektrische Schaltung der erfin
dungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung
einen Antriebsteil, eine Lasterfas
sungseinrichtung, eine Ansteuereinrichtung und
einen ersten
und einen zweiten Schaltungsteil auf, die Belastungsgrenzwerte als Kriterium für
das Erfassen einer unnormalen Belastung erzeugen.
Der Antriebsteil enthält einen Elektromotor für den An
trieb eines elektromechanischen Öffnungs- und Schließme
chanismus sowie eine Schaltung zum Speisen eines Motors.
Die Lasterfassungseinrichtung erfaßt eine mit einer Bela
stung des Antriebs- bzw. Stellmotors in Zusammenhang
stehende physikalische Größe, setzt diese in ein elektri
sches Signal um und gibt das Signal an den ersten und
den zweiten Schaltungsteil sowie an die An
steuereinrichtung ab. Das Erfassen der mit der Belastung
im Zusammenhang stehenden physikalischen Größe kann nach
einem herkömmlichen Verfahren erfolgen. Beispielsweise
wird in den Speisestromkreis ein Widerstand eingefügt
und eine an dem Widerstand entstehende Spannung abgenom
men. Die abgenommene Spannung wird in bekannten Schaltun
gen geglättet und verstärkt und als Lastsignal f (t)
abgegeben.
Das erste Schaltungsteil nimmt das Lastsignal
f (t) auf und gibt einen ersten Belastungsgrenzwert f (t + τ) +
a an die Ansteuereinrichtung ab. Der Grenzwert f (t + τ)
+ a wird so eingestellt, daß es um einen bestimmten Pegel
a höher als ein Lastsignal f (t) ist und diesem unter
einer Verzögerung um eine bestimmte Zeitdauer τ nach
folgt. Der erste Gegenwert f (t + τ) + a ist dafür
vorgesehen, eine Verringerung der Empfindlichkeit bei
der Erfassung einer unnormalen Belastung dadurch zu ver
hindern, daß eine gute Nachführung zu einer Belastungsän
derung in dem normalen Bereich vorgenommen wird. Da gemäß
der vorstehenden Beschreibung der erste Grenzwert f
(t + τ) + a der Änderung eines Lastsignals f (t) nach
geführt wird, wird die Differenz zwischen dem Lastsignal
f (t) und dem ersten Grenzwert f (t + τ) + a zum, glei
chen Zeitpunkt nahezu konstant gehalten, solange die
Änderung des Lastsignals innerhalb eines normalen Bereichs
liegt. Daher wird die Empfindlichkeit der Sicherheitsvor
richtung nahezu konstant gehalten. Der erste Grenzwert
f (t + τ) + a kann dadurch erzielt werden, daß einem
Lastsignal f (t) unter Verwendung einer Addierschaltung
eine Spannung a addiert wird und dann unter Verwendung
einer Verzögerungsschaltung eine Verzögerung um τ vorge
nommen wird.
Der zweite Schaltungsteil speichert ein Last
signal f (t) zu einem bestimmten Zeitpunkt t 1 und gibt
fortgesetzt bis zu einem weiteren bestimmten Zeitpunkt
t 2 an die Ansteuerungseinrichtung einen zweiten Grenzwert g (t)
ab (g (t) = f (t 1) + b). Ein Sollpegel f (t 1) + b ist
von dem gespeicherten Pegel f (t 1) um einen bestimmten
Wert b verschieden. Bei dem zweiten bestimmten Zeitpunkt
t 2 wird der zweite Grenzwert g (t) auf f (t 2) + b geän
dert. Im weiteren gibt der zweite Schaltungs
teil bis zu einem dritten bestimmten Zeitpunkt t 3 fort
gesetzt den neuen Grenzwert f (t 2) + b als neuen zweiten
Grenzwert g (t) ab. Die vorstehend genannten bestimmten
Zeitpunkte t 1, t 2, t 3 . . . sind Zeitpunkte, zu denen sich
aufgrund einer Änderung des grundlegenden Zustands des
bewegbaren Elementes des elektromechanischen Öffnungs- und
Schließmechanismus die Belastung beträchtlich ändert.
Beispielsweise ändert sich bei einem Kraftfahrzeug-Schie
bedach die Belastung dann beträchtlich, wenn
sich die Schiebeplatte von dem normalen Bewegungsweg
weg zu einer Stelle bewegt, an der die Platte einen Ab
lenkvorrichtungs-Arm herunterdrück. Der Zeitpunkt des
Herunterdrückens entspricht einem der vorstehend genannten
bestimmten Zeitpunkte. Ferner ist der Zeitpunkt, an dem
sich die Schiebeplatte längs des normalen Bewegungswegs
zu bewegen beginnt, gleichfalls einer der bestimmten
Zeitpunkte. Infolgedessen geben die bestimmten Zeitpunkte
t 1, t 2, t 3, . . . Umstellpunkte bei der Art des Verschie
bens an, wobei der Grenzwert g (t) auch eine Funktion der
Lage der Schiebeplatte 1 ist.
Der zweite Grenzwert g (t) hat die Funktion, die Unzuläng
lichkeit des ersten Grenzwertes f (t + τ) + a auszuglei
chen. Beispielsweise ist mit dem ersten Grenzwert f (t
+ τ) + a eine unnormale Belastung nicht erfaßbar, die
nach einer allmählichen Belastungssteigerung erreicht
wurde. Falls nämlich die Geschwindigkeit der Belastungszu
nahme kleiner als eine Konstante a/τ ist, die durch
die genannte Verzögerungszeit τ und die Pegeldifferenz
a gegeben ist, welche Elemente für die Festlegung des
ersten Grenzwertes f (t + τ) + a sind, kann mit diesem
ein unnormales Lastsignal mit irgendeinem höheren Pegel
nicht erfaßt werden. Daher ist der zweite Grenzwert
g (t) vorgesehen, um eine derartige langsame Belastungszu
nahme gemäß der vorstehenden Beschreibung zu erfassen.
Der Pegel des zweiten Grenzwertes g (t) wird in geeigneter
Weise in Übereinstimmung mit den grundlegenden Änderungen
der Stellungszustände des bewegbaren Elementes verändert.
Die grundlegenden Änderungen der Stellungszustände können
beispielsweise dadurch erfaßt werden, daß in dem Öffnungs-
und Schließmechanismus ein Grenzschalter, ein Reed-Schal
ter, ein Potentiometer, ein Linearschalter, ein Fotoschal
ter oder dergleichen angebracht wird. Der zweite
Schaltungsteil speichert ein Lastsignal f (tn) zu
einem Zeitpunkt tn, wenn irgendeine der vorstehend ange
führten Lageänderungen auftritt, ändert das Signal nöti
genfalls um einen bestimmten Pegel b und gibt den Grenzwert
f (tn) + b ab.
Die Ansteuereinrichtung nimmt ein Lastsignal f (t) und den
ersten und zweiten Grenzwert f (t + τ) + a und g (t)
auf und gibt an den Antriebsteil ein Anhaltesignal ab,
wenn das Lastsignal f (t) höher als entweder der erste
oder der zweite Grenzwert ist.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei der erfin
dungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung die Genauigkeit bei
der Erfassung einer unnormalen Belastung verbessert,
so daß sich eine sehr genaue Sicherheitsvorrichtung ergibt,
ohne daß eine Beeinträchtigung durch Leistungsabweichungen
zwischen Motoren und eine Verschlechterung der Motoreigen
schaften auftritt.
Das Verhindern von Fehlfunktionen, die durch einen Strom
stoß bzw. Anlaufstrom beim Anlaufen des Motors hervorgeru
fen werden könnten, ist bei der erfindungsgemäßen Sicher
heitsvorrichtung dadurch erzielbar, daß bei der Last
erfassungseinrichtung dem ersten Schaltungsteil,
dem zweiten Schaltungsteil und der Ansteuerein
richtung in mindestens einem Teil eine Anlaufstrom-Austast
schaltung angebracht wird. Wenn beispielsweise die Aus
tastschaltung in der Lasterfassungseinrichtung vorgesehen
ist, wird für eine bestimmte Dauer nach dem Beginn der
Motordrehung kein Lastsignal erfaßt. Daher wird ein An
laufstrom nicht erfaßt, so daß die Sicherheitsvorrichtung
nicht arbeitet.
Das Entfernen eines in dem Mechanismus eingeklemmten
Fremdkörpers wird bei der erfindungsgemäßen Sicherheits
vorrichtung dadurch erleichtert, daß die Ansteuereinrichtung
für eine bestimmte Zeitdauer nach
der Abgabe eines Anhaltesignals ein Signal für einen
Gegenrichtungsantrieb abgibt.
Die Sicherheitsvorrichtung wird nun im einzelnen anhand
des Ausführungsbeispiels beschrieben, bei welchem die
Sicherheitsvorrichtung bei einem Kraftfahrzeug-Schiebe
dachmechanismus angewandt wird.
Die Fig. 2 zeigt eine auf dem Dach eines Kraftfahrzeugs
angebrachte Schiebeplatte 1.
In dem Dach 2 des Kraftfahrzeugs ist eine Öffnung 3 gebil
det, die mittels der Schiebeplatte 1 geöffnet und ge
schlossen werden kann. Die Schiebeplatte 1 ist bewegbar
über ein Gelenk 61 mit einem Schuh 51 und über ein Gelenk
62 mit einem weiteren Schuh 52 verbunden (In den Fig. 3
und 4 ist der weitere Schuh 52 nicht gezeigt). Die
beiden Schuhe 51, 52 sind längs Führungsschienen 41 verschiebbar,
die an den beiden Rändern der Öffnung 3 angebracht sind.
Die Verschiebungsrichtung ist die Längsrichtung des Kraft
fahrzeugs.
An dem Schuh 51 sind Kabelzüge 71 und 72 befestigt, die
auch mit Zahn-Kabelzügen 81 und 82 verbunden sind, nämlich
mit Kabelzügen, die mit Zähnen versehen sind. Die Zahn-
Kabelzüge 81 und 82 kämmen mit einem Zahnrad 10, wodurch
sie mit einer Untersetzung 9 verbunden sind. Die Eingangs
welle der Untersetzung 9 ist mit einer Drehwelle eines
Gleichstrom-Motors 11 verbunden. Bei der Vorwärtsdrehung
des Motors 11 treibt das Zahnrad 10 die Zahn-Kabelzüge
81 und 82 in der Schließrichtung für die Schiebeplatte
1 an, während bei der Rückwärts- bzw. Gegendrehung des
Motors 11 das Zahnrad 10 die Zahn-Kabelzüge 81 und 82
in der Öffnungsrichtung für die Schiebeplatte 1 antreibt.
An der Vorderseite der Öffnung 3 ist eine von Armen 121
und 122 getragene Luftstauplatte 13 so angebracht, daß
sie beliebig schräg gestellt werden kann. An den Armen
121 und 122 werden mittels (nicht gezeigter) Blattfedern
Drehkräfte im Uhrzeigersinn ausgeübt.
Bei der in Fig. 4 gezeigten vollständig geöffneten Stellung der Schiebe
platte 1 nehmen die Arme 121 und 122 die Kräfte aus den
Blattfedern auf und stellen damit die Luftstauplatte
13 hoch. Die Vorwärtsdrehung des Motors 11 bewirkt den
Vorschub der Schiebeplatte 1, wobei nach der Bewegung
über eine bestimmte Strecke A der Vorderrand der Schiebe
platte 1 die oberen Flächen der Arme 121 und 122 berührt,
wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Bei dem weiteren Vorschub
der Schiebeplatte 1 drückt der Vorderrand der Schiebeplat
te 1 die Arme 121 und 122 herunter, was eine Schwenkung
der Luftstauplatte 13 im Uhrzeigersinn zur Folge hat.
Danach wird der Voderrand der Schiebeplatte 1 über die
Luftstauplatte 13 geschoben, wonach schließlich die Öff
nung 3 vollständig abgeschlossen ist, wie es in Fig. 6
gezeigt ist.
Die Untersetzung 9 (Fig. 7) enthält ein Schneckenrad 141, das
an der Drehwelle des Motors 11 befestigt ist, ein Schnec
kenrad 142, das mit dem Schneckenrad 141 kämmt und be
wegbar an einer Drehwelle 15 angebracht ist, ein Zahnrad
143, das über eine Scheibenfeder 161 enthaltende
Reibungskupplung 162 mit dem Zahnrad 142 verbunden ist
und an der Drehwelle 15 befestigt ist, ein Zahnrad 144
großen Durchmessers, das mit dem Zahnrad 143 kämmt, ein
Zahnrad 145, das mit dem Zahnrad 144 kämmt und an einer
Drehwelle 18 befestigt ist, und das Zahnrad 10, das an
der Drehwelle 18 befestigt ist und mit dem Zahn-Kabelzü
gen 81 und 82 kämmt.
An dem Vorderende der Drehwelle 15 ist gemäß der Darstel
lung in Fig. 9 ein Exzenterlager 19 mit einem exzentri
schen kreisförmigen Umfang 19 a aufgesetzt, an welchem
bewegbar ein Nocken 20 angebracht ist. An dem Exzenterla
ger 19 ist ein Sonnenrad befestigt. Das Sonnenrad kämmt
mit einem Planetenrad 200, welches mit einem Zahnrad
210 im Gehäuse kämmt. An dem Planetenrad 200 ist ein
Stift 21 ausgebildet. In dem Nocken 20 ist eine Durch
gangsöffnung ausgebildet, in welche der Stift 21 greift.
Auf diese Weise kämmt bei der durch die Drehung der Dreh
welle 15 verursachte Drehung des Lagers 19 das Planeten
rad 200 mit dem Innengehäuse-Zahnrad 210, so daß eine
Drehung auf Differential-Weise erfolgt. Daraufhin wird
der Nocken 20 durch den Stift 21 angestoßen und gedreht.
An der Umfangsfläche des Nockens 20 sind einander entge
gengesetzt zwei Nuten 20 a und 20 b ausgebildet (von denen
hierbei die Nut 20 a an der Unterseite und die Nut 20 b
an der Oberseite des Nockens 20 ausgebildet sind), die
auf zwei
Grenzschalter 22 bzw. 23 einwirken.
Die Funktion des Nockens 20 und der Grenzschalter 22
und 23 wird nachstehend anhand der Fig. 10, 11 und 12
erläutert, die jeweils den Fig. 4, 5 und 6 entsprechen.
Wenn die Schiebeplatte 1 voll geöffnet ist (Fig. 4, Fig. 10),
sind die Stößel der beiden Grenzschalter 22 und 23 einge
drückt. Dabei ist der Grenzschalter 22 geschlossen, wäh
rend der Grenzschalter 23 geöffnet ist.
Wenn der Motor 11 so angetrieben wird, daß die Schiebe
platte 1 schließen soll, dreht gemäß der Darstellung
in Fig. 10 der Nocken 20 in einer Richtung D; wenn die
Schiebeplatte 1 gegen die Arme 121 und 122 stößt (Fig. 5,
Fig. 11), greift der Stößel des Grenzschalters 22 in die
Nut 20 a, so daß der Grenzschalter 22 geöffnet wird. Wenn
der Motor 11 weiter betrieben wird, wird die Schiebeplatte
1 weiter zu der vollständig geschlossenen Stellung (Fig. 6) hin vorge
schoben. Unmittelbar vor dem vollständigen Schließen der
Schiebeplatte 1 greift jedoch der Stößel des Grenzschal
ters 23 in die Nut 20 b, so daß der Grenzschalter 23 ge
schlossen wird (Fig. 12).
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, ist der Grenz
schalter 22 immer geschlossen ausgenommen dann, wenn
der Stößel des Grenzschalters 22 in die Nut 20 a greift,
während der Grenzschalter 23 ausgenommen dann immer ge
öffnet ist, wenn der Stößel des Grenzschalters 23 in
die Nut 20 b greift.
Wenn der Kabelzug 81 oder der Kabelzug 82 durch eine
Kraft, die einen bestimmten Wert übersteigt, gebremst
und angehalten wird, entsteht in der Reibungskupplung
162 ein Schlupf, so daß das Zahnrad 142 durch den Motor
11 in Umlauf versetzt wird, jedoch die Drehwelle 15 und
das daran befestigte Zahnrad 143 nicht umlaufen. Das heißt,
die Kupplung dient als eine mechanische Sicherheitsvor
richtung.
Fig. 13 dient als eine elektronische Schaltung für das
Steuern des Vorwärts- und Rückwärtsbetriebs des Motors 11
zum Einstellen der Öffnungs- bzw. Schließstellung
der Schiebeplatte 1.
Ein Anschluß des Motors 11 wird über einen Relaischalter
31 einer Motorantriebsschaltung 30 an eine Stromversor
gung mit einer Spannung V B oder mit Chassis-Masse verbun
den, während der zweite Anschluß des Motors 11 über einen
Widerstand und über einen Relaischalter 32 mit der Strom
versorgung mit der Spannung V B oder mit der Masse verbun
den wird. Der Relaisschalter 31 und der Relaisschalter
32 werden jeweils mittels einer Relaisspule 33 bzw. einer
Relaisspule 34 betätigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Sicherheitsvorrichtung bildet die Motorantriebsschal
tung 30 eine elektrische Antriebsschaltung, während der
Widerstand 40 eine Einrichtung zum Ermitteln einer Bela
stung des Motors 11 bildet.
Wenn ein Schalter 50 für das Öffnen und Schließen des
Schiebedachs 1 in die Öffnungsstellung geschaltet wird,
wird die Relaisspule 33 eingeschaltet, so daß Strom über
die Stromversorgung mit der Spannung V B , den Relaisschal
ter 31, den Motor 11, den Widerstand 40, den Relaisschal
ter 32 und Masse fließt, um damit eine Rückwärts- bzw.
Gegendrehung des Motors 11 hervorzurufen.
Wenn der Schalter 50 in die Schließstellung geschaltet
wird, wird die Relaisspule 34 eingeschaltet, so daß Strom
über die Stromversorgung mit der Spannung V B , den Relais
schalter 32, den Widerstand 40, den Motor 11, den Relais
schalter 31 und Masse fließt, um damit die Vorwärts
drehung des Motors 11 zu erzielen. Dabei wird von einem
Anschluß des Widerstands 40 ein einem Belastungsstrom
des Motors 11 entsprechendes Belastungssignal abgenommen
und über eine Filterschaltung 60 in einen Verstärker
70 eingegeben. Das Ausgangsignal V S des Verstärkers
70 wird in eine Addier-Rechenschaltung 80 eingegeben.
Die Addier-Rechenschaltung 80 besteht au zwei Schaltungsteilen.
Das Ausgangssignal V D des einen Schaltungsteils wird in eine Verzö
gerungsschaltung 90 eingegeben, während das Ausgangssignal V M
des anderen Schaltungsteils in eine Speicherschaltung 110 eingege
ben wird.
Hierbei ist der eingestellte Wert des Ausgangssignals
V D folgendermaßen gegeben: V D = V S + V 1. Hierzu nimmt
der nicht invertierende Eingang (+) des einen Rechenver
stärkers 81 über den Widerstand 83 das Ausgangssignal V S
des Verstärkers 70 und eine Teilspannung V 1 einer
Konstantspannungsquellen-Spannung V c auf,
während der invertieren
de Eingang (-) jeweils über Widerstände 82, 82 a mit dem Aus
gangsanschluß und der Masse verbunden ist.
Der andere Schaltungsteil der Addier-Rechenschaltung 80 ist aus einem
zweiten Rechenverstärker 81 a und weiteren Widerständen 82 b,
82 c, 83 b, 82 c, 86 und 87 gebildet.
Hier
bei ist der Einstellwert von VM folgendermaßen gegeben:
V M = V S + V 2. Hierzu nimmt der zweite Rechenverstärker 81 a das Ausgangssignal V S und eine Teilspannung V 2 der Konstantspannungsquellen-Spannung V C auf.
V M = V S + V 2. Hierzu nimmt der zweite Rechenverstärker 81 a das Ausgangssignal V S und eine Teilspannung V 2 der Konstantspannungsquellen-Spannung V C auf.
Das Ausgangssignal (erster Belastungsgrenzwert) V DD der Verzögerungsschaltung
90 wird
an den nicht invertierenden Eingang (+) eines Rechen
verstärkers 101 einer Überlastungs-Detektorschaltung
100 gegeben.
Das Ausgangssignal V M wird an den nicht invertierenden
Eingang (+) eines Rechenverstärkers 111 der Speicher
schaltung 110 gegeben. Da der Rechenverstärker 111
eine Spitzenwertdetektorschaltung bildet, wird der Spit
zenwert des Ausgangssignals V M mittels eines Kondensators
112 gespeichert. Eine von dem Kondensator 112 gespeicher
te Spannung V MC (zweiter Belastungsgrenzwert) wird an den nicht invertierenden Eingang
(+) eines Rechenverstärkers 102 der Überlastungs-Detektor
schaltng 100 gegeben.
Das Ausgangssignal V S des Verstärkers 70 wird an die
invertierenden Eingänge der Rechenverstärker 101 und
102 gegeben.
Die Ausgänge der beiden Rechenverstärker 101 und 102
sind mit der Basis eines Transistors 103 verbunden. Der
Kollektor des Transistors 103 ist über eine Diode 104
mit den invertierenden Eingängen der Rechenverstärker
101 und 102 verbunden. Ferner ist der Kollektor mit der
Basis eines Transistors 121 einer Motoranhalteschaltung
120 verbunden.
Die Motoranhalteschaltung 120 weist den Transistor 121
und einen Transistor 122 auf, wobei der Kollektor des
Transistors 121 mit der Basis des Transistors 122 verbun
den ist. Der Transistor 122 vebindet
den Schließanschluß des Schalters 50 mit
der Relaisspule 34.
Die Motoranhalteschaltung 120 enthält auch den Grenzschalter 23.
Das Ausgangssignal der Motoranhalteschaltung 120 wird
von dem Kollektor des Transistors 121 abgenommen und in
eine Motorumsteuerschaltung 130 eingegeben. Hierbei wird
das Ausgangssignal der Motoranhalteschaltung 120 über
einen Kondensator 131 und eine Diode in den
invertierenden Eingang (-) eines Rechenverstärkers 133
eingegeben. Der Ausgang des Rechenverstärkers 133 ist
mit der Basis eines Transistors 134 verbunden, dessen
Kollektor mit der Relaisspule 33 verbunden ist.
Eine Detektorschaltung 140 zum Erfassen des Öffnens oder
Schließens des Schiebedachs enthält einen Transistor
141, dessen Kollektor mit der Motoranhalteschaltung 120
verbunden ist und dessen Basis mit dem Schließanschluß
des Schalters 50
verbunden ist. Ein Signal von dem Schließan
schluß des Schalters 50
wird in einer Motoranlaufstrom-Austast
schaltung 150 über einen Kondensator 151 und eine Diode
an den nicht invertierenden Eingang (+) eines
Rechenverstärkers 153 gegeben. Das Ausgangssignal
des Rechenverstärkers 153 wird an die Motoranhalteschal
tung 120 gegeben. Der Ausgang des Rechenverstärkers
153 ist ferner mit der Basis eines Transitors 113 in
der Speicherschaltung 110 verbunden. Ein Anschluß des
Kondensators 151 ist mit dem nicht invertierenden Ein
gang (+) eines Rechenverstärkers 114 in der Speicher
schaltung 110 verbunden.
Der Grenzschalter 22 ist über eine Diode 115 mit dem
Ausgang des Rechenverstärkers 114 verbunden.
Die Rechenverstärker 101, 102, 114, 133 und 153 haben
Ausgangsstufen mit offenem Kollektor.
Die Betriebsvorgänge bei diesem Ausführungsbeispiel wer
den unter Bezugnahme auf den vorbeschriebenen Aufbau
erläutert.
Wenn zum Öffnen des Schiebedaches der Schalter 50 für
das Öffnen und Schließen des Schiebedaches auf die Öff
nungsstellung geschaltet wird, wird die Relaisspule 33
eingeschaltet, so daß der Motor 11 in Rückwärtsrichtung um
läuft, wodurch die Schiebeplatte 1 in
Öffnungsrichtung bewegt wird.
Bei diesem Öffnungsvorgang ist die Sicherheitsvorrichtung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel unwirksam.
Wenn der Schalter 50 in die Schließstellung geschaltet
wird, wird der Transistor 122 durchgeschaltet und die
Relaisspule 34 eingeschaltet, so daß der Motor 11 in
der Vorwärtsrichtung umzulaufen beginnt. Dabei wird der
Transistor 141 der Detektorschaltung 140 für das Erfassen
der Schalterstellung für das Öffnen und das Schließen
gesperrt und der Kollektor des Transistors 141 in diesem
Zustand gehalten, solange der Schalter 50
in der Schließstellung
geschaltet ist. Über
den Kondensator 151 der Austastschaltung 150 wird
an den nichtinvertierenden Eingang des Rechenver
stärkers 153 Massepegel angelegt, so
daß das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 153 den
niedrigen Pegel "L" annimmt. Gleichermaßen nimmt das
Ausgangssignal des Rechenverstärkers 114 in der Speicher
schaltung 110 den Pegel "L" an. Wenn der Kondensator
151 über den Widerstand 152 aufgeladen wird und die Spannung
an dem Kondensator 151 eine Bezugsspannung erreicht,
die durch Widerstände 154 und 155 bestimmt wird, nimmt
das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 153 wieder den Pegel
"H" an.
Gleichermaßen nimmt das Ausgangssignal des Rechenverstär
kers 114 den Pegel "H" an, wenn die Spannung an
dem Kondensator 151 eine Bezugsspannung erreicht, die
durch Widerstände 116 und 117 bestimmt ist.
Da die Bezugsspannung des Rechenverstärkers 153 so einge
stellt wird, daß sie höher als diejenige des Rechenver
stärkers 114 ist, nimmt das Ausgangssignal des Rechen
verstärkers 114 den Pegel "H" vor dem Ausgangssignal
des Rechenverstärkers 153 an. Bei diesem Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung wird die
Haltezeit, während der das Ausgangssignal der jeweiligen
Rechenverstärker auf den Pegel "L" gehalten wird, auf
0,3 s für den Rechenverstärker 153 und auf 0,2 s für
den Rechenverstärker 114 eingestellt.
Während das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 153
auf dem Pegel "L" gehalten wird, ist der Transistor 113
der Speicherschaltung 110 gesperrt und damit der Kollek
torkreis des Transistors 113 offen. Wenn zu Beginn des
Umlaufs des Motors 11 aufgrund des Anlaufstroms ein star
ker Strom fließt, ergibt sich die Beziehung V S < V DD ,
so daß die Überlastungs-Detektorschaltung 100 wirksam
wird. Da das Ausgangssignal des Rechenverstär
kers 101 den Pegel "L" erreicht, wird der Transistor
103 gesperrt. Die Motor
anhalteschaltung 102 kommt jedoch nicht zur Wirkung,
da gemäß den vorangehenden Ausführungen das Ausgangssig
nal der Austastschaltung 150 den Pegel "L" hat.
Da der Transistor 113 in der Speicherschaltung 110 ge
sperrt ist, liegt am Kondensator 112 der Spannungspe
gel V M an. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt das Aus
gangssignal des Rechenverstärkers 114 den Pegel "L" hat,
wird ein Speichern verhindert.
Erst von dem Zeitpunkt an, an dem der Ausgang des Rechenver
stärkers 114 den Pegel "H" hat, wird mit dem Laden des Kondensa
tors 112 begonnen und solange fortgesetzt, bis das Ausgangssignal
der Austastschaltung 150 auf den Pegel "H" wechselt.
Das heißt, die in der Speicherschaltung 110 gespeicherte
Spannung V MC entspricht der Spannung V M zwischen 0,2
s und 0,3 s nach dem Beginn des Umlaufens des Motors
11.
Wenn die Schiebeplatte 1 die Ablenkvorrichtungsarme
121 und 122
berührt (Fig. 5), wird der Grenzschalter 22 geöffnet.
Ab diesem Zeitpunkt wird der Kondensator 112 über die
Diode 115 durch die Stromzufuhr aus der Konstantspan
nungsquelle (Spannung V c ) geladen, so daß die Spannung V MC angehoben
wird. Eine neue Spannung V′ MC ist durch die Ladezeit
bestimmt, welche durch die Breite der Nut
20 a des Nockens 20 bestimmt ist.
Wenn sich die Schiebeplatte 1 weiter in Schließrich
tung bewegt und der Grenzschalter 23 in die Nut 20 b des
Nockens 20 greift (Fig. 12), wird der Grenzschalter 23
eingeschaltet, wodurch der Transistor 121 in der Motoran
halteschaltung 120 im gesperrten Zustand gehalten wird.
Daher kommt auch dann, wenn die Schiebeplatte 1 die Ab
lenkvorrichtungs-Arme 121 und 122 in die Ruhestellung
versetzt und die Überstrom- bzw. Überlastungs-Detektor
schaltung 100 einen für den Übergang in den Dichtungszu
stand erforderlichen starken Strom erfaßt, die Motoran
halteschaltung 120 nicht zur Wirkung.
Fig. 14 zeigt Änderungen des Laststroms des Motors
11 während der ordnungsgemäßen Bewegung der Schiebeplatte
1 aus dem vollständig geöffneten Zustand zu dem vollständig geschlossenen Zustand.
Wenn zwischen die schließende Schiebeplatte 1 und das
Dach ein Fremdkörper gerät und an dem Motor 11 eine Über
lastung entsteht, kommt die Überlast-Detektorschaltung
100 zur Wirkung. Hierbei wird an dem Kollektor des
Transistors 103 der Pegel "L" wegge
nommen, wodurch der Transistor 121 in der Motoran
halteschaltung 120 durchgeschaltet wird. Infolgedessen
wird der Transistor 122 gesperrt, die Relaisspule
34 abgeschaltet, und das Anhalten des Motors
11 bewirkt.
Da der Transistor 121 durchgeschaltet wird, nimmt ferner
ein Anschluß des Kondensators 131 in der Motorumsteuer
schaltung 130 sofort Massepegel an, so daß das Aus
gangssignal des Rechenverstärkers 133 von dem Pegel "L"
auf den Pegel "H" wechselt. Daher wird der Transistor
134 durchgeschaltet und die Relaisspule 33 eingeschaltet.
Infolgedessen läuft der Motor 11 in die Gegenrichtung
um, so daß die Schiebeplatte 1 sich rückwärts bewegt.
Nun wird der Kondensator 131 über den Widerstand 132
geladen. Daher kehrt nach einer bestimmten Zeitdauer
der Ausgangspegel des Rechenverstärkers 133 von dem Pegel
"H" zu dem Pegel "L" zurück, wodurch der Transistor 134
gesperrt wird und damit die Bewegung des Motors 11 been
det wird. Gemäß der bisherigen Beschreibung führt die
Erfassung einer Überlastung des Motors 11 zu einem Anhal
ten der Schiebeplatte 1.
In der Überlast-Detektorschaltung 100 dient die Diode
104 dazu, eine fehlerhafte Funktion zu verhindern, die
durch ein "Schwingen" verursacht werden könnte, welches
durch eine Gegen-EMK des Motors 11 bei dessen Anhalten
hervorgerufen wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Sicherheitsvorrichtung wird die mittels der Speicher
schaltung gewählte Spannung so ausgelegt, daß sie durch
das Schalten eines Grenzschalters in zwei Stufen verän
dert wird. Entsprechend der Anwendungszwecke eines Benut
zers ist jedoch auch ein Schalten in drei oder mehr Stu
fen möglich. Ferner stellt dieses Ausführungsbeispiel
eine Sicherheitsvorrichtung für das Schiebedach eines
Kraftfahrzeugs dar, jedoch kann die erfindungsgemäße
Sicherheitsvorrichtung auf gleichartige Weise bei anderen
Teilen eines Kraftfahrzeugs angewandt werden, die drehend
oder hin- und herbewegend mittels elektromechanischer
Mechanismen angetrieben werden, wie Kraftfahrzeugsitze,
Seitenfenster oder Spiegel.
Claims (8)
1. Sicherheitsvorrichtung für einen elektro
mechanischen Öffnungs- und Schließmechanismus mit
einem bewegbaren Element, insbesondere für einen
Schiebedachmechanismus in einem Kraftfahrzeug, die
folgende Merkmale umfaßt:
- - eine Antriebseinrichtung für das bewegbare Element,
- - eine Lasterfassungseinrichtung, die ein Lastsig nal entsprechend der auf die Antriebseinrichtung wirkenden Belastung abgibt,
- - eine Einrichtung zur Bildung von Belastungsgrenz werten,
- - eine Ansteuereinrichtung für die Antriebseinrich tung, in der das Lastsignal mit den Belastungs grenzwerten verglichen wird und die ein Anhalte signal bei Überschreiten der Belastungsgrenzwerte durch das Lastsignal der Antriebseinrichtung zu führt,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem ersten Schaltungsteil (81 bis 85, 90) der Einrichtung zur Bildung von Belastungsgrenz werten ein erster Belastungsgrenzwert (V DD ) erzeugt wird, der um einen bestimmten Pegel höher als das Lastsignal (V S ) ist und dem Lastsignal (V S ) um eine bestimmte Zeit (τ) verzögert nachfolgt,
daß in einem zweiten Schaltungsteil (81 a, 82 b, 82 c, 83 a, 86, 87, 110) ein zweiter Belastungsgrenzwert (V MC ) erzeugt wird, dessen Pegel durch bestimmte Lagen des bewegbaren Elements (1) festgelegt ist, und
daß in der Ansteuereinrichtung (100) das Lastsignal (V S ) und die Belastungsgrenzwerte (V DD , V MC ) ständig verglichen werden.
daß in einem ersten Schaltungsteil (81 bis 85, 90) der Einrichtung zur Bildung von Belastungsgrenz werten ein erster Belastungsgrenzwert (V DD ) erzeugt wird, der um einen bestimmten Pegel höher als das Lastsignal (V S ) ist und dem Lastsignal (V S ) um eine bestimmte Zeit (τ) verzögert nachfolgt,
daß in einem zweiten Schaltungsteil (81 a, 82 b, 82 c, 83 a, 86, 87, 110) ein zweiter Belastungsgrenzwert (V MC ) erzeugt wird, dessen Pegel durch bestimmte Lagen des bewegbaren Elements (1) festgelegt ist, und
daß in der Ansteuereinrichtung (100) das Lastsignal (V S ) und die Belastungsgrenzwerte (V DD , V MC ) ständig verglichen werden.
2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinrichtung
(100, 120, 130, 140, 150) eine Austastschaltung
(150) aufweist, die den Vergleich der Belastungs
grenzwerte (V DD , V MC ) während der vorgebbaren
Zeit nach dem Einschalten der Antriebseinrichtung
(30, 11) blockiert.
3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Schaltungs
teil (80, 110) während einer bestimmten Zeit nach
dem Einschalten der Antriebseinrichtung (30, 11)
der zweite Belastungsgrenzwert (V MC ) nicht gebildet wird.
4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteuereinrichtung (100, 120, 130, 140, 150) eine
Schaltung (130) aufweist, die unmittelbar nach Er
zeugung des Anhaltesignals ein Signal für den Gegen
richtungsbetrieb der Antriebseinrichtung (11, 30)
und nach einem bestimmten Zeitintervall wieder ein
Anhaltesignal abgibt.
5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Lastsignal (V S ) mittels eines Widerstands (40) erfaß
bar ist, der in den Stromkreis des Ankerstromes eines
Motors (11) der Antriebseinrichtung (11, 30) ge
schaltet ist.
6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Schaltungsteil (81 bis 85, 90) eine Addier
rechenschaltung (80) zum Anheben des Lastsignal
wertes (V S ) um den bestimmten Pegel und eine Ver
zögerungsschaltung (90) zum Verzögern des Ausgangs
signals (V D ) der Addierrechenschaltung (80) um die
bestimmte Zeit (t) aufweist.
7. Sicherheitsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Schaltungsteil (81 a, 82 b, 82 c, 83 a, 86, 87, 110) den Pegel des zweiten
Belastungsgrenzwertes (V MC ) jeweils bei Durchlaufen
der bestimmten Lagen ändert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833335407 DE3335407C3 (de) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Sicherheitseinrichtung für einen elektromechanischen Öffnungs- und Schließmechanismus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833335407 DE3335407C3 (de) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Sicherheitseinrichtung für einen elektromechanischen Öffnungs- und Schließmechanismus |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE3335407A1 DE3335407A1 (de) | 1985-05-02 |
DE3335407C3 DE3335407C3 (de) | 1993-12-02 |
DE3335407C2 true DE3335407C2 (de) | 1993-12-02 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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