DE4215744C2 - Safety device for limiting, controlling or regulating the movement of power-operated parts, in particular parts of a vehicle body - Google Patents
Safety device for limiting, controlling or regulating the movement of power-operated parts, in particular parts of a vehicle bodyInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung oder Steuerung bzw. Regelung der Bewegung von fremdkraftbetätigten Teilen einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Besonders vorteilhaft ist ihre Verwendung als Kollisionsschutz für Fensterheber, Schiebedächer, Türen oder Klappen.The invention relates to a device for limiting or controlling or regulating the Movement of power-operated parts of a vehicle body according to the Preamble of the first claim. Their use as is particularly advantageous Collision protection for windows, sunroofs, doors or flaps.
Vorrichtungen zur Steuerung und insbesondere zur Überwachung des Schließvorgangs motorisch betätigter Teile wie Türen, Klappen oder Fensterscheiben von Kraftfahrzeugen sind bekannt und benutzen hierfür unterschiedlichste technische Prinzipien. Man unterscheidet dabei solche, die an einen direkten körperlichen Kontakt gebunden sind, und berührungsfrei arbeitende Systeme.Devices for controlling and in particular for monitoring the closing process motor-operated parts such as doors, flaps or window panes of motor vehicles are known and use various technical principles for this. Man distinguishes between those who are bound to direct physical contact and non-contact systems.
Aus der DE-OS 22 46 337 ist eine gattungsgemäße Sicherheitsvorrichtung bekannt, die eine Bestimmungsgröße einer akustischen Quelle, z. B. die Schallintensität, mißt, wobei der akustische Empfänger über eine den Luftschall leitende Übertragungsstrecke mit der akustischen Quelle verbunden ist. Die Übertragungsstrecke kann ein im Bereich einer Schließkante angeordneter, elastischer Schlauch sein. Bei seiner Deformation durch ein Hindernis verringert sich die den Empfänger erreichende Schallintensität. Eine Auswerteeinrichtung reagiert darauf mit einem Stellbefehl an den Motor.From DE-OS 22 46 337 a generic security device is known a parameter of an acoustic source, e.g. B. the sound intensity, where the acoustic receiver over a transmission line that conducts airborne sound with the acoustic source is connected. The transmission path can be in the range of one Closing edge arranged elastic hose. When deformed by a Obstacle reduces the sound intensity reaching the receiver. A The evaluation device responds to this with a command to the motor.
Der Nachteil dieser Sicherheitseinrichtung besteht in der Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung der Übertragungsstrecke bei ihrer Verwendung als Einklemmschutz für Fensterheber eines Kraftfahrzeugs. Außerdem führt die Befestigung des Schlauches auf der umlaufenden Kante der Scheibe zu Befestigungsproblemen, im Bereich rechtwinklig abknickender Scheibenkanten zu Übertragungsproblemen. Innerhalb des Führungs rahmens besteht zu dem die Gefahr der unbeabsichtigten Auslösung der Sicherheits einrichtung.The disadvantage of this safety device is the risk of damage or Destruction of the transmission link when used as a pinch protection for Window regulator of a motor vehicle. The hose is also attached the circumferential edge of the pane to fastening problems, in the area at right angles kinking disc edges to transmission problems. Within the leadership there is also the risk of unintentional triggering of the security Facility.
Die DE 24 32 063 B2 beschreibt eine Einrichtung zur Überwachung des Türschließvorgangs in Nahverkehrsfahrzeugen unter Anwendung des Prinzips einer Lichtschranke. Strahlungsquelle und Sensor sind im wesentlichen in einer Ebene im Bereich der Schließkante angeordnet. Der Übertragungsweg innerhalb des relativ großvolumigen elastischen Abdeckelements wird durch einen Reflektor am gegenüberliegenden Ende der Schließkante vervollständigt. Bei Deformation des Abdeckelements erfolgt eine Dämpfung der Lichttransmission, was über den Sensor zur vorgesehenen Reaktion der Einrichtung führt.DE 24 32 063 B2 describes a device for monitoring the Door closing process in mass transit vehicles using the principle of one Photoelectric barrier. Radiation source and sensor are essentially in one plane in the Area of the closing edge arranged. The transmission path within the relative large-volume elastic cover is by a reflector on opposite end of the closing edge is completed. If the Covering element dampens the light transmission, which is via the sensor intended reaction of the facility leads.
Nachteilig ist, daß die beschriebene Einrichtung nicht bzw. nur nach aufwendiger Innenverspiegelung für die Überwachung gekrümmter Schließkanten, wie sie an Fensterscheiben eines Kraftfahrzeugs vorliegen, eingesetzt werden kann.The disadvantage is that the device described is not or only after more complex Internal mirroring for the monitoring of curved closing edges as they are Window panes of a motor vehicle are present, can be used.
Durch die DE 27 19 955 C2 ist ein berührungsfreier Feldsensor zum Erkennen von Personen oder Gegenständen vor sich geradlinig bewegenden Kanten bekannt, dessen Antennenkondensatoren durch sich nähernde Objekte eine asymmetrische Kapazitätsänderung erfahren und über eine Auswerteeinrichtung zu Steuerbefehlen führen.DE 27 19 955 C2 describes a non-contact field sensor for the detection of Known persons or objects in front of rectilinear edges, whose Antenna capacitors due to approaching objects an asymmetrical Experience changes in capacity and lead to control commands via an evaluation device.
Leider weisen Feldsensoren oft keinen ausreichend beschränkten (schmalen) Wirkungsbereich auf, so daß auch Reaktionen von Objekten ausgelöst werden können, die nicht direkt in Bewegungsrichtung der Schließkante liegen. Beispielsweise könnte beim Einsatz dieses Sicherheitssystems als Einklemmschutz für elektrische Fensterheber in Kraftfahrzeugen die Annäherung des Kopfes oder der Schulter eines Passagiers an die Scheibe zu einer Reversierbewegung derselben führen.Unfortunately, field sensors often do not have a sufficiently narrow (narrow) Effective range, so that reactions of objects can also be triggered do not lie directly in the direction of movement of the closing edge. For example, at Use of this security system as anti-trap protection for power windows in Motor vehicles approach the head or shoulder of a passenger to the Cause the disk to reverse.
Die DE 30 34 118 C2 und die DE 31 36 746 C2 beschreiben Verfahren zur elektronischen Überwachung des Öffnungs- und Schließvorgangs von elektrisch betriebenen Aggregaten, wobei aus den zeitlichen Veränderungen der charakteristischen Kenngrößen des Aggregats und deren Auswertung in einem Microcomputer ein elektrisches Stellorgan beeinflußbar ist. In einem der in mehrere Abschnitte unterteilten Schließbereiche wird beim Schließvorgang die Drehzahl bzw. die Geschwindigkeit des Aggregats laufend ermittelt und mit einem Grenzwert verglichen. Wird der Grenzwert überschritten, so erfolgt eine kurzfristige Bewegungsumkehr und dann die Abschaltung.DE 30 34 118 C2 and DE 31 36 746 C2 describe methods for electronic monitoring of the opening and closing process of electrical operated aggregates, taking from the temporal changes of the characteristic Characteristics of the unit and their evaluation in a microcomputer an electrical Actuator can be influenced. In one of the closing areas divided into several sections the speed or speed of the unit is running during the closing process determined and compared with a limit value. If the limit is exceeded, it is done a short-term reversal of movement and then the shutdown.
Dieses Verfahren erkennt ein Einklemmen sehr sicher, jedoch reagiert das System infolge der während der Bewegung bzw. Abbremsung der Verstellobjekte wirkenden, zum Teil erheblichen Massenträgheitskräfte relativ träge. Auf die eingeklemmten Objekte können deshalb ziemlich große Kräfte einwirken.This procedure detects pinching very safely, but the system reacts as a result of the jamming Movement or braking of the adjustment objects acting, in some cases considerable Inertial forces are relatively inert. On the jammed objects can therefore exert quite large forces.
Die Erzeugung und Übertragung von akustischen Oberflächenwellen sowie ein Meßverfahren für deren Laufzeit und Amplitude sind als solches aus den Druckschriften DE 35 28 380 A1, DE 34 38 050A1 und DE 32 36 631A1 bekannt; bekannt sind auch die sogenannten "Rayleigh-Wellen", eine Sonderform der Oberflächenwellen, die an der spannungsfreien Oberfläche elastischer Medien auftreten können. Diese Oberflächenwellen klingen nach der Tiefe zu exponentiell ab und setzen sich aus senkrecht zur Oberfläche schwingenden Scherungswellen und tangential schwingenden Kompressionswellen zusammen (siehe Meyer′s Physiklexikon, Bibliographisches Institut Mannheim 1973).The generation and transmission of surface acoustic waves as well as a Measuring methods for their transit time and amplitude are as such from the publications DE 35 28 380 A1, DE 34 38 050A1 and DE 32 36 631A1 known; they are also known So-called "Rayleigh waves", a special form of surface waves, which on the stress-free surface of elastic media can occur. These surface waves decay too exponentially according to depth and are perpendicular to the surface vibrating shear waves and tangentially vibrating compression waves together (see Meyer’s Physiklexikon, Bibliographisches Institut Mannheim 1973).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln,The invention has for its object a device of the type mentioned to develop,
- - die sich unter anderem auch für die Verwendung als separater oder zusätzlicher Kollisionschutz eignet, wobei die Auslösekraft deutlich verringert werden soll und ein Ansprechen des Kollisionsschutzes nur im unmittelbaren Gefahrenbereich erfolgen soll und- Which are also suitable for use as a separate or additional Collision protection is suitable, the triggering force should be significantly reduced and a The collision protection should only be activated in the immediate danger zone should and
- - deren Funktionssicherheit von äußeren Einflüssen, wie Schmutz, Wasser, Eis, Verschleiß und Alterung der Teile, nicht beeinträchtigt wird. - their functional reliability from external influences such as dirt, water, ice, Wear and aging of the parts, is not affected.
- - die ohne Verwendung separater, örtlich vom fremdkraftbetätigten Teil getrennt angeordneter Schalter auskommt,- The one without the use of a separate part that is locally operated by the power-operated part separately arranged switch
- - die den Bedienkomfort erhöht, insbesondere durch Verknüpfung von ergonomischen und logischen Bedienabläufen.- Which increases the ease of use, in particular by linking ergonomic and logical operating procedures.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit mindestens einem elektrisch-mechanischen Wandler als Geber und mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler als Sensor sowie einer elektronischen Aus werte- und Steuereinrichtung gelöst, wobei der Geber und der Sensor auf einer gemeinsamen, d. h. zusammenhängend verlaufenden akustischen Übertra gungsstrecke angeordnet sind, die Bestandteil eines fremdkraftbetätigten Teils, z. B. einer Fensterscheibe oder einer Heckklappe eines Kraftfahr zeugs, ist und die für den Menschen, seine Hände oder auch leblose Gegen stände besonders gut zugänglich bzw. mit diesen in Kontakt bringbar ist. Der Geber erzeugt in der Übertragungsstrecke akustische Oberflächenwel len (Rayleigh-Wellen). von denen der Sensor mindestens eine charakteristi sche Kenngröße, z. B. die Amplitude oder Frequenz erfaßt und an die Aus werte- und Steuereinrichtung weiterleitet.According to the invention, the object is achieved by a device with at least an electrical-mechanical converter as a transmitter and at least one mechanical-electrical converter as a sensor and an electronic off value and control device solved, the encoder and the sensor on a common, d. H. continuous acoustic transmission are arranged that are part of an externally operated Partially, e.g. B. a window or a tailgate of a motor vehicle stuff, is and for people, their hands or lifeless counter stands are particularly accessible or can be brought into contact with them. The transmitter generates acoustic surface waves in the transmission path len (Rayleigh waves). of which the sensor has at least one characteristic cal characteristic, z. B. detected the amplitude or frequency and to the off values and control device forwards.
Durch Veränderung der Eigenschaften der Übertragungsstrecke kann sich eine Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich machen. Die verän derten äußeren Bedingungen können in Abhängigkeit von der Scheibenführung und Scheibenposition zu Dämpfungen des Signals in Folge von Beschädigungen, Verschmutzungen bzw. Vereisungen auch zu Reflexionen des Signals führen. Erfindungsgemäß erfolgt die Anpassung durch Vergrößerung und Verringerung der Abgabeleistung und/oder der Frequenz des Gebers. Zur Minimierung des technischen Aufwands sind Geber und Sensor vorteilhafterweise in Funk tionseinheit einstückig ausgeführt, wobei ihre Funktionen zeitlich nachein ander ausgeführt werden. Hierzu geeignet sind Piezokristalle.By changing the properties of the transmission link, a Make adaptation of the device according to the invention necessary. The change derter external conditions can depend on the disc guide and disc position to dampen the signal as a result of damage, Contamination or icing also lead to reflections of the signal. According to the invention, the adjustment is carried out by enlarging and reducing the output power and / or the frequency of the encoder. To minimize the technical effort, encoder and sensor are advantageously in radio tion unit executed in one piece, with their functions in time other be executed. Piezo crystals are suitable for this.
Aber auch die Verwendung mehrerer Geber und Sensoren kann sinnvoll sein. Sie ermöglicht nämlich die Diagnostizierung der Alterung der Übertragungstrecke bzw. der mit ihr in Verbindung stehenden Teile (z. B. der Führungs- oder Dichtungsbereiche einer Fensterscheibe oder einer Klappe eines Kraftfahrzeugs) oder auch eines kurzfristig veränderten Zustandes, z. B. durch Eis. In einfacher Weise kann die Empfindlichkeit des Systems an die neuen äußeren Bedingungen angepaßt werden. Sinnvollerweise geschieht dies über eine Elektronikeinheit selbsttätig.However, the use of multiple encoders and sensors can also make sense be. It enables the diagnosis of aging of the Transmission line or the parts connected to it (e.g. the guiding or sealing areas of a window pane or a flap a motor vehicle) or a short-term changed state, e.g. B. through ice. The sensitivity of the system can easily increase the new external conditions are adapted. It makes sense to do this via an electronic unit automatically.
Auf dem an sich von unerwünschten Unstetigkeitsstellen freien Übertragungsweg kann die Anbringung einer (oder gegebenenfalls mehrerer) definierter Unstetigkeitsstellen zur Erhöhung der Systemempfindlichkeit von Vorteil sein. Die Unstetigkeitsstelle verändert die Ausbreitungscharakteristik der Oberflächenwellen in einem vorbestimmten Maße und dient so als Referenzpunkt auf der Übertragungsstrecke.On the transmission path, which is free of undesirable discontinuities, the Attachment of one (or possibly several) defined discontinuities for Increasing system sensitivity can be beneficial. The discontinuity changes that Propagation characteristics of the surface waves to a predetermined extent and serves so as a reference point on the transmission link.
Unterschiedlichste Arten von Unstetigkeitsstellen sind anwendbar. Als sprunghafte Verbreiterung oder Verengung des Übertragungswegs orthogonal zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle verändern sie plötzlich den Absorptionsgrad oder das Reflexionsverhalten. Weitere Varianten sind Ein- oder Ausknickungen, Wellen oder Kanten im Übertragungsweg. Der Radius der Unstetigkeitsstellen liegt in der Größenordnung der Wellenlänge der ersten harmonischen Oberflächenwelle und wird, um die Signalauswertbarkeit zu verbessern, in der Regel aber bevorzugt viel kleiner als diese gehalten.Different types of discontinuities can be used. As erratic Broadening or narrowing of the transmission path orthogonal to the direction of propagation of the surface wave, they suddenly change the degree of absorption or that Reflection behavior. Other variants are buckling or buckling, waves or edges in the transmission path. The radius of the points of discontinuity is of the order of magnitude Wavelength of the first harmonic surface wave and will be around the Improve signal evaluability, but usually much smaller than this held.
Wenn der Übertragungsweg von einer Glasfläche gebildet wird, z. B. der umlaufenden Stirnfläche einer Fensterscheibe, eignen sich zur Beeinflussung der Oberflächenwellen Kerben besonders gut. Ihre Gestalt ist an die gewünschten Effekte sehr gut anpaßbar. So kann durch ihre Form und Tiefe auf das Verhältnis vom Reflexionsanteil zum Absorptionsanteil Einfluß genommen werden. Auch die Erzeugung eines Diodeneffekts, bei dem die Oberflächenwelle die Kerbe bei nur geringer Dämpfung in die eine Richtung passieren kann, während die Oberflächenwelle in der anderen Laufrichtung infolge einer (quasi) Totalreflexion gehindert ist, sich jenseits der Kerbe fortzupflanzen, ist möglich.If the transmission path is formed by a glass surface, e.g. B. the circumferential Face of a window pane are suitable for influencing the surface waves Scores particularly well. Their shape is very adaptable to the desired effects. So can depend on the ratio of the reflection portion to the shape and depth Absorption share can be influenced. Also the creation of a diode effect which the surface wave the notch with little damping in one direction can happen while the surface wave in the other direction due to a (Quasi) total reflection is prevented from reproducing beyond the notch is possible.
Für ein richtungsindifferentes Verhalten verwendet man symmetrische Kerbgeometrien, die annähernd die Form eines gleichschenkligen Dreiecks besitzen. Asymmetrische Kerbgeometrien hingegen führen zu einem richtungsabhängig umgekehrten Verhältnis von Reflexion zu Absorption. Läuft eine Oberflächenwelle beispielsweise auf eine nur gering (im flachen spitzen Winkel zur Ebene des Übertragungsweges) geneigte Keilfläche, so erfolgt in jedem Falle eine weitere Transmission der Oberflächenwelle in ursprünglicher Richtung. Ihre Amplitude ist natürlich entsprechend des Dämpfungs- und Reflexionsverhaltens der Kante vermindert.For a direction-indifferent behavior one uses symmetrical notch geometries, the have approximately the shape of an isosceles triangle. Asymmetric Notch geometries, on the other hand, lead to an inverse ratio of depending on the direction Reflection to absorption. For example, if a surface wave runs on a low (in flat acute angle to the plane of the transmission path) inclined wedge surface in any case a further transmission of the surface wave in the original direction. Their amplitude is of course in accordance with the attenuation and reflection behavior of the Edge reduced.
Trifft die Oberflächenwelle jedoch auf eine Keilfläche, die steil angestellt ist und mit der Übertragungsrichtung einen Winkel von ca. 90° oder mehr einschließt, so kommt es bei gleichzeitig ausreichender Kerbtiefe zur Totalreflexion. Hingegen kann eine Oberflächenwelle der anderen Ausbreitungsrichtung die Kerbe passieren (Diodeneffekt).However, the surface wave hits a wedge surface that is set steeply and with the Direction of transmission includes an angle of approx. 90 ° or more, so it happens at the same time sufficient notch depth for total reflection. On the other hand, one Surface wave of the other direction of propagation pass the notch (diode effect).
Der Einsatz solcher Kerben erlaubt eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Meßsystems, wenn ein Teil des Übertragungsweges nicht zum Überwachungsbereich gehört, jedoch äußere Verhältnisse seine Übertragungseigenschaften merklich beeinflussen können. Als Beispiel hierfür sei der vertikal verlaufende Dichtungs- bzw. Führungsbereich einer Kfz- Fensterscheibe genannt, dessen Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit von der Stellung der Scheibe, der Scheibenverspannung und vielen Umwelteinflüssen stark variieren können. Die Möglichkeit des Ausblendens bzw. der separaten Auswertung dieser Bereiche ist für eine sichere Überwachung der freizugänglichen Oberkante der Scheibe oft von entscheidender Bedeutung. Durch Differenzbildung der Signale verschiedener, durch Kerben begrenzter Bereiche wird eine wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit erreicht. Zu ihrer weiteren Erhöhung und Anpassung des Meß- und Auswertesystems kann zwischen der oberen und unteren Anschlagsposition unter Anwendung eines Lernprogramms ein Eichungslauf vorgesehen sein.The use of such notches allows the sensitivity of the measuring system to be increased, if part of the transmission path does not belong to the surveillance area, however external conditions can noticeably influence its transmission properties. As An example of this is the vertical sealing or guide area of a motor vehicle Called windowpane, its absorption properties depending on the Position of the disc, the disc bracing and many environmental influences strong can vary. The possibility of hiding or evaluating them separately Areas is often used for safe monitoring of the freely accessible top edge of the pane vital. By differentiating the signals of different, by Notches in limited areas achieve a significant increase in sensitivity. To further increase and adapt the measuring and evaluation system, you can choose between the upper and lower stop positions using a tutorial Verification run should be provided.
Eine Auswertung der Signale der Dichtungs- und Führungsbereiche kann auch zur Steuerung der Antriebsleistung verwendet werden, um eine stets gleichbleibende Kinematik zu gewährleisten. Der Einsatz von zwei Sender/Empfänger-Einheiten, die vorzugsweise jeweils als einstückige, piezokeramische Schwinger ausgebildet sind, führt zu einer redundant arbeitenden Vorrichtung. Durch Vergleich der unabhängig voneinander ausgewerteten Meßergebnisse erhöht sich die Aussagesicherheit.An evaluation of the signals of the sealing and guide areas can also be used Control of the drive power can be used to keep the kinematics constant to guarantee. The use of two transmitter / receiver units, preferably are each designed as a one-piece, piezoceramic vibrator leads to one redundant device. By comparing them independently Evaluated measurement results increase the reliability of the information.
Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in ihrer Verwendung als Kollisionsschutz für elektrisch betätigte Fensterheber, Schiebedächer, Türen oder Klappen. Durch Kontakt eines kollidierenden Objekts mit dem Übertragungsweg verändern sich die Übertragungseigenschaf ten. Dies registriert der Sensor und die Steuereinrichtung und veranlaßt entsprechende Stellbefehle. Es kann ein vollständiges oder teilweise Rever sieren der Verstellbewegung (bei Fensterhebern), aber auch das Verharren in der erreichten Position bestimmt sein.An advantageous application of the device according to the invention is its Use as collision protection for electrically operated windows, sunroofs, Doors or flaps. By contact of a colliding Objects with the transmission path change the transmission properties This registers the sensor and the control device and initiates it corresponding control commands. It can be a full or partial rever the adjustment movement (with window regulators), but also the persistence in the position reached.
Weitere Anwendungen können in der Ansteuerung von End- und Zwischenlagen eines Verstellteils bestehen. Es ist so z. B. möglich, die obere und untere Endlage "soft" anzufahren oder auch Kurzhubabsenkungen der Seitenscheibe zu steuern, die das Schließen von Türen erleichtern. Darüber hinaus kann das Funktionsprinzip der Erfindung den Einsatz von Schaltern erübrigen, weil die bloße Berührung eines oder mehrerer vorgesehener Bereiche im Übertra gungsweg die gewünschten Schalteffekte auslöst.Other applications can be in the control of end and intermediate positions of an adjustment part. It is so. B. possible the upper and lower Approach end position "soft" or short stroke lowering of the side window controls that make it easier to close doors. In addition, that can Functional principle of the invention eliminates the use of switches because the mere touch of one or more designated areas in the transfer triggers the desired switching effects.
Als Übertragungsweg eignen sich bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrich tung für einen Kollisionsschutz solche von außen beeinflußbaren Flächen, die im wesentlichen die Schließflächen repräsentieren. Ihre Ebene verläuft meist winklig zur Bewegungsrichtung des fremdkraftbetätigten Bauteils. Ist dieses Bauteil beispielsweise eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, so wird man die umlaufende Stirnfläche, die die äußere und innere Scheiben ebene verbindet, als Übertragungsfläche nutzen. Vorteilhaft können der Geber und der Sensor bzw. eine entsprechende Funktionseinheit an einem nicht direkt einsehbaren, nicht direkt zugänglichen und den Fensterbewe gungsablauf nicht störenden Bauteil des Übertragungsweges angeordnet wer den. Es bietet sich hierzu die Scheibenunterkante an. Sollen jedoch Geber und/oder Sensor auf dem Übertragungsweg im Bereich der Schließ flächen (z, B. Oberkante der Scheibe) eingesetzt werden, so werden die Energie- und Signalleitungen am Rand der Scheibe in Form von aufgedruckten Leiterbahnen vorgesehen.A suitable transmission path when using the device according to the invention for collision protection, such surfaces that can be influenced from the outside, which essentially represent the closing surfaces. Your level runs mostly at an angle to the direction of movement of the power-operated component. Is this component, for example, a window pane of a motor vehicle, so one becomes the circumferential face, which is the outer and inner washers level connects, use as a transfer surface. Can advantageously Encoder and the sensor or a corresponding functional unit on one not directly visible, not directly accessible and the window movement not disruptive component of the transmission path who arranged the. The lower edge of the pane is ideal for this. Should, however Encoder and / or sensor on the transmission path in the area of the locking device surfaces (e.g. upper edge of the pane) are used, the Energy and signal lines on the edge of the pane in the form of printed Conductor tracks provided.
Die Ein- und Auskopplung der Energie erfolgt entweder über Leiterbahnen bzw. Kabel oder drahtlos (z. B. induktiv), wenn die geforderte Ener giedichte und Zuverlässigkeit der Bauelemente dies zulassen.The energy is coupled in and out either via conductor tracks or cable or wireless (e.g. inductive) if the required energy The density and reliability of the components allow this.
Zur Signalauswertung kommen ein oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Prinzipien zur Anwendung: Laufzeitmessung, Amplitudenmodulation, Phasen- und Frequenzmodulation. Entscheidend hierfür sind Bedürfnisse der Sicherheit (auch Redundanz) und der Empfindlichkeit.One or more of the following are used for signal evaluation Principles for application: transit time measurement, amplitude modulation, phase and frequency modulation. The needs of the Security (including redundancy) and sensitivity.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment and Figures explained in more detail. Show it:
Fig. 1a Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine verschließbare Öffnung mit einem Sender und einem Empfän ger an den Enden des Übertragungsweges (in geöffneter Posi tion). Fig. 1a Schematic representation of the device according to the invention for a closable opening with a transmitter and a receiver at the ends of the transmission path (in the open position).
Fig. 1b wie Fig. 1a (in geschlossener Position). Fig. 1b as Fig. 1a (in the closed position).
Fig. 2 Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine verschließbare Öffnung mit einem im beweglichen Teil ange ordneten Übertragungsweg. Fig. 2 Schematic representation of the device according to the invention for a closable opening with a transmission path arranged in the movable part.
Fig. 3a Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine verschließbare Öffnung mit ausschließlich an einem Ende des Übertragungsweges angeordneten Sensor und Empfänger (in ge öffneter Position). Fig. 3a shows a schematic representation of the device according to the invention for a closable opening with only one end of the transmission path arranged sensor and receiver (in ge open position).
Fig. 3b Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine verschließbare Öffnung mit eingeklemmtem Gegenstand (in fast geschlossener Position). Fig. 3b Schematic representation of the device according to the invention for a closable opening with a jammed object (in an almost closed position).
Fig. 4a Schematische Darstellung einer Fensterscheibe eines Kraftfahr zeugs mit an der Scheiben-Unterkante angeordnete separatem Sen der und Empfänger und einem auf die Oberkante einwirkenden Ge genstand. Fig. 4a Schematic representation of a window of a motor vehicle with arranged on the lower edge of the window separate Sen the and receiver and an object acting on the upper edge Ge object.
Fig. 4b Qualitative Darstellung des Verlaufs der Amplitude über den Weg (Übertragungsweg) (gemäß Fig. 4a). Fig. 4b Qualitative representation of the course of the amplitude over the path (transmission path) (according to Fig. 4a).
Fig. 4c Qualitative Darstellung des Verlaufs der Amplitude über die Zeit (gemäß Fig. 4a). Fig. 4c Qualitative representation of the course of the amplitude over time (according to Fig. 4a).
Fig. 5a Schematische Darstellung einer Fensterscheibe eines Kraftfahr zeugs mit an der Scheiben-Unterkante angeordneten Sender- /Empfängereinheiten, die jeweils Oberflächenwellen mit entge gengesetzter Ausbreitungsrichtung erzeugen, wobei die Scheiben oberkante von einem Hindernis kontaktiert ist. FIG. 5a schematic representation of a window pane of a motor vehicle receiver units, which each generate surface waves with entge gengesetzter propagation direction, said disks upper edge contacted by an obstacle zeugs with discs arranged on the lower edge of transmitter /.
Fig. 5b Qualitative Darstellung der Amplitude einer reflektierten und einer gedämpften Oberflächenwelle gemäß Fig. 5a. Fig. 5b Qualitative representation of the amplitude of a reflected and a damped surface wave according to Fig. 5a.
Fig. 5c Schematische Aufteilung des Übertragungsweges gemäß Fig. 5a ausgehend von der ersten Sender-/Empfängereinheit. Fig. 5c Schematic division of the transmission path according to Fig. 5a starting from the first transmitter / receiver unit.
Fig. 5d Schematische Aufteilung des Übertragungsweges gemäß Fig. 5a ausgehend von der zweiten Sender-/Empfängereinheit. Fig. 5D are schematic division of the transmission path according to FIG. 5a, starting from the second transmitter / receiver unit.
Fig. 6 Schematische Darstellung einer Fensterscheibe eines Kraftfahr zeugs mit einer am Rand der Scheibenunterkante angeordneten Sender-/Empfängereinheit und zwei unterschiedlich ausgebildeten Kerbgeometrien im Übertragungsweg der Oberflächenwelle. Fig. 6 Schematic representation of a window pane of a motor vehicle with a transmitter / receiver unit arranged on the edge of the lower pane edge and two differently designed notch geometries in the transmission path of the surface wave.
Fig. 7 Schematische Darstellung einer Fensterscheibe in einem Führungsrahmen mit Hilfsmitteln zur Endlagenerkennung durch Einkopplung in den Übertragungsweg der Oberflächenwelle. Fig. 7 Schematic representation of a window in a guide frame with tools for end position detection by coupling into the transmission path of the surface wave.
Die Erfindung nutzt die Fähigkeit eines festen Körpers, induzierte mechani sche Wellen auf seiner Oberfläche als sogenannte Oberflächenwellen entlang eines konstruktionsbedingten oder extra dafür geschaffenen Ausbreitungswe ges fortzuleiten und bei Einwirkung äußerer Einflüsse mit Dämpfung und/oder Reflexion der Oberflächenwellen zu reagieren. Sensoren leiten die Meßimpulse an eine Auswerteeinheit weiter, wo anhand eines Algorithmus der Systemzustand beurteilt wird, der wiederum die Grundlage für Reaktionen, Stellbefehle oder ähnliches ist.The invention uses the ability of a solid body to induce mechani cal waves along its surface as so-called surface waves a construction-related or specially created propagation path ges to forward and under the influence of external influences with damping and / or React reflection of surface waves. Sensors guide them Measuring pulses to an evaluation unit, where, using an algorithm, the System status is assessed, which in turn is the basis for reactions, Control commands or the like is.
Obwohl sich die Ausführungsbeispiele weitestgehend auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Einklemmschutz für einen elektrischen Fensterheber eines Kraftfahrzeugs beziehen, erstreckt sich ihr Gegenstand auch auf andere steuer- oder regelbare Systeme, für die in analoger Weise Oberflächenwellen eingesetzt und ausgewertet werden und die entsprechend geeignete Übertragungswege im Bereich von Schließkanten bzw. Schließflächen von zueinander bewegten Objekten verwenden. Although the exemplary embodiments largely relate to the use of the Device according to the invention as a pinch protection for an electrical Related to window regulators of a motor vehicle, their subject matter extends also on other controllable or regulable systems for which in an analogous manner Surface waves are used and evaluated and the corresponding suitable transmission paths in the area of closing edges or closing surfaces of moving objects.
Fig. 1 stellt in vereinfachter Weise schematisch die erfindungsgemäße Vor richtung für eine verschließbare Öffnung dar, die an den Enden eines orts festen Übertragungswegs 3 einen Sender 4 und einen Empfänger 5 trägt. Im Abstand dazu ist ein bewegliches Teil 1 dargestellt. Die Vorrichtung befin det sich in geöffneter Position. Ein elektrisch-mechanischer Wandler kop pelt an einem Ende des Übertragungsweges 3 Energie ein, die zu einem Teil in Oberflächenwellen umgewandelt und zum anderen Ende des Übertragungsweges 3 transportiert wird, wo der Empfänger 5 die Signale empfängt. In Abhängig keit von Material und Geometrie des Übertragungsweges 3 tritt eine gewisse Signaldämpfung auf. Im geschlossenen Zustand (siehe Fig. 1 b), also bei Erreichen der Endlage des beweglichen Teils 1. berühren sich die Schließ flächen großflächig und koppeln einen großen Teil der Schwingungsenergie aus. Die dadurch ganz erheblich vergrößerte Signaldämpfung wird vom Empfän ger 5 registriert und in der Auswerteeinheit zur Erkennung der Endlage führen. Fig. 1 shows in a simplified manner schematically the device according to the invention for a closable opening which carries a transmitter 4 and a receiver 5 at the ends of a fixed transmission path 3 . A movable part 1 is shown at a distance from it. The device is in the open position. An electrical-mechanical converter Kop pelt at one end of the transmission path 3 energy, which is partly converted into surface waves and transported to the other end of the transmission path 3 , where the receiver 5 receives the signals. Depending on the material and geometry of the transmission path 3 , a certain signal attenuation occurs. In the closed state (see FIG. 1 b), that is to say when the movable part 1 has reached the end position. the closing surfaces touch each other over a large area and couple a large part of the vibrational energy. The signal attenuation which is thereby considerably increased is registered by the receiver 5 and lead to the detection of the end position in the evaluation unit.
Eine ganz ähnlich aufgebaute Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß der Übertragungsweg 3 im unteren Bereich des be weglichen Teils 1 angeordnet ist. An dessen Enden befinden sich der Sensor 4 und der Geber 5. Obwohl das bewegliche Teil seine Endlage noch nicht erreicht hat, registriert der Sensor 4 ein stark gedämpftes Signal aufgrund der Energieauskopplung durch eine in den Übertragungsweg 3 eingreifende Hand 8.A very similar device is shown in Fig. 2, but with the difference that the transmission path 3 is arranged in the lower region of the movable part 1 be . The sensor 4 and the transmitter 5 are located at its ends. Although the movable part has not yet reached its end position, the sensor 4 registers a strongly damped signal due to the energy being decoupled by a hand 8 which engages in the transmission path 3 .
Gemäß den Fig. 3a und 3b sind Sender und Empfänger in Form einer Funk tionseinheit 6 an ein und demselben Ende des Übertragungsweges 3 angeord net. Die Funktionseinheit ist einstückig ausgeführt, wobei sie dann abwechselnd als Geber und als Sensor fungiert. Piezokeramische Bau elemente können hierfür erfolgreich eingesetzt werden. Das Ende des Über tragungsweges 3 ist so ausgebildet, daß möglichst die gesamte Energie ab sorbiert wird und somit der Sensor keine Signale mehr empfangen kann. Beim Einkoppeln eines Gegenstandes 9 in den Übertragungsweg 3, beispielsweise durch Einklemmen, verändert sich die Wellenausbreitung durch Reflexion an der Einklemmstelle. Das reflektierte Signal gelangt zum Empfänger und stellt die Basis für die Erkennung des Einklemmzustandes dar.Referring to FIGS. 3a and 3b are the transmitter and receiver in the form of a radio tion unit 6 on one and the same net angeord end of the transmission path 3. The functional unit is made in one piece, in which case it functions alternately as a transmitter and a sensor. Piezoceramic components can be used successfully for this. The end of the transmission path 3 is designed so that as much as possible of the entire energy is sorbed and thus the sensor can no longer receive signals. When an object 9 is coupled into the transmission path 3 , for example by pinching, the wave propagation changes due to reflection at the pinching point. The reflected signal reaches the receiver and is the basis for the detection of the pinched condition.
Eine Applikation der Erfindung für einen elektrischen Scheibenheber eines Kraftfahrzeugs zeigt die schematische Darstellung von Fig. 4a. An den seitlichen Rändern der Scheibenunterkante der Fensterscheibe 2 sind separat jeweils ein Sender 4 und ein Empfänger 5 angeordnet. Sie sind in den für die Fortleitung der Oberflächenwellen vorgesehenen Übertragungsweg der Fensterscheibe, der von der umlaufenden Scheibenkante 21 gebildet ist, über einen Keil 7 eingekoppelt. Dadurch wird eine Vorzugsrichtung der Wellenaus breitung bzw. des Wellenempfangs erreicht. Vorzugsweise ist die gesamte Breite des Übertragungsweges vom Sender 4 bzw. vom Empfänger 5 abgedeckt. Die in der Nähe der Scheibenkante 21 liegenden Pfeile 22 geben die Ausbrei tungsrichtung der Oberflächenwellen an. Im Bereich der Scheibenoberkante ist in Form eines Dreiecks symbolisch ein Gegenstand 10 oder ein Körperteil gekennzeichnet, das mit dieser in Berührung steht und damit akustisch ge koppelt ist. Die durch dieses Objekt ausgekoppelte Schwingungsenergie be deutet eine zusätzliche Dämpfung und vermindert die Amplitude der Ober flächenwellen sowie die Intensität des am Empfänger 5 aufgenommenen Signals 50. Fig. 4b stellt den Verlauf der Amplitude über den Übertragungsweg (Scheibenkante 21) qualitativ dar. Die dazu analoge qualitative Darstellung des Verlaufs der Amplitude über der Zeit zeigt Fig. 4c. Danach ist bei Einkopplung eines Fremdobjekts in den Übertragungsweg am Empfänger 5 ein Signal 51 mit gegenüber dem Signal 52 merklich verringerter Amplitude zu erwarten.An application of the invention for an electric window lift of a motor vehicle is shown in the schematic illustration in FIG. 4a. A transmitter 4 and a receiver 5 are arranged separately on the lateral edges of the lower edge of the window pane 2 . They are coupled into the transmission path of the window pane provided for the transmission of the surface waves, which is formed by the peripheral pane edge 21 , via a wedge 7 . As a result, a preferred direction of wave propagation or wave reception is achieved. The entire width of the transmission path is preferably covered by the transmitter 4 or the receiver 5 . The arrows 22 lying in the vicinity of the disk edge 21 indicate the direction of propagation of the surface waves. In the area of the upper edge of the pane, an object 10 or a body part is symbolically identified in the form of a triangle, which is in contact with it and is therefore acoustically coupled. The vibrational energy decoupled by this object means additional damping and reduces the amplitude of the surface waves and the intensity of the signal 50 received at the receiver 5 . FIG. 4b shows the variation of the amplitude over the transmission path is high (pane edge 21). The analogous thereto qualitative representation of the characteristic of the amplitude versus time is shown in FIG. 4c. Thereafter, when a foreign object is coupled into the transmission path at the receiver 5, a signal 51 with an amplitude that is noticeably reduced compared to the signal 52 is to be expected.
Die schematische Darstellung einer Fensterscheibe 2 eines Kraftfahrzeugs
gemäß Fig. 5a zeigt gegenüber der in Fig. 4a dargestellten Variante fol
gende Unterschiede:
Die an den Rändern der Scheibenunterkante angekoppelten mechanisch - elek
trischen Wandler 6 fungieren jeweils als Sender und Empfänger. Außerdem
trägt der von der umlaufenden Scheibenkante 21 gebildete akustische Über
tragungsweg zwei symmetrische und gleichartige Kerben 11, deren Radien
kleiner als die Wellenlänge der ersten harmonischen Oberflächenwelle sind,
um auf die Wellenausbreitung Einfluß nehmen zu können. Die Anordnung der
Kerben 11 im Übertragungsweg wurde so gewählt, daß sie die frei zugängliche
Scheibenoberkante, in deren Bereich ein Einklemmen erfolgen kann, genau
einschließen und von den sich beidseitig anschließenden parallelen
Führungsbereichen 23, 24 trennen. Die gewählte Kerbengeometrie verursacht
sowohl Reflexions - als auch Dämpfungseffekte. Mit ihrer Hilfe lassen sich
die Führungsbereiche 23, 24 der Fensterscheibe 2 nicht nur ausblenden, son
dern auch separat deren Dämpfungseigenschaften auswerten. Diese wiederum
sind einsetzbar zur Steuerung der Sendeleistung der Oberflächenwellen-Sender, um ein
gleichbleibendes Signal-Rausch-Abstands-Verhältnis (S/N-Verhältnis) zu haben.The schematic representation of a window pane 2 of a motor vehicle according to FIG. 5a shows the following differences compared to the variant shown in FIG. 4a:
The coupled to the edges of the lower edge of the pane mechanical-electrical converter 6 each act as a transmitter and receiver. In addition, the acoustic transmission path formed by the circumferential disc edge 21 carries two symmetrical and similar notches 11 , the radii of which are smaller than the wavelength of the first harmonic surface wave, in order to be able to influence the wave propagation. The arrangement of the notches 11 in the transmission path was chosen so that they exactly enclose the freely accessible upper edge of the pane, in the area of which a pinching can take place, and separate it from the parallel guide areas 23, 24 adjoining on both sides. The selected notch geometry causes both reflection and damping effects. With their help, the guide areas 23, 24 of the window pane 2 can not only be hidden, but can also separately evaluate their damping properties. These in turn can be used to control the transmission power of the surface wave transmitters in order to have a constant signal-to-noise ratio (S / N ratio).
Die nachfolgenden Fig. 5b, 5c und 5d stellen in vereinfachter Weise die Amplitude einer Oberflächenwelle über den Weg bzw. über der Zeit dar, ohne jedoch Reflexionseffekte an den Kerben 11 zu berücksichtigen. Im Vordergrund stehen die hier durch ein Objekt verursachten Effekte infolge des Einklemmens zwischen der Scheibenoberkante und dem Türrahmen.The following FIGS. 5b, 5c and 5d represent the amplitude of a surface wave over the path or over time in a simplified manner, but without taking into account reflection effects on the notches 11 . In the foreground are the effects caused by an object due to the pinching between the upper edge of the pane and the door frame.
Das genannte Objekt 10 wird in jedem Falle eine Dämpfung der Amplitude des von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit 61 ausgesandten Signals 53 (Fig. 5b) verursachen was von der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit 62 registriert wird. Dies wird insbesondere der Fall sein, wenn z. B. die Hand einer Person eingeklemmt ist, die wegen ihrer relativen Weichheit und damit guten akustischen Ankopplung kaum einen nennenswerten Reflexionsanteil der Oberflächenwelle verursachen kann. Für den Fall aber, daß ein relativ harter Fremdkörper in die Übertragungsstrecke 21 der frei zugänglichen Oberkante der Fensterscheibe 2 eingekoppelt wird, kann ein zusätzliches Reflexionssignal 54 von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit 61 registriert werden und somit durch Redundanz die Aussagefähigkeit der Vorrichtung verbessern.Said object 10 will in any case cause a damping of the amplitude of the signal 53 ( FIG. 5b) emitted by the first transmitter / receiver unit 61 , which is registered by the second transmitter / receiver unit 62 . This will be the case in particular when e.g. B. the hand of a person is pinched, who due to their relative softness and thus good acoustic coupling can hardly cause a significant proportion of reflection of the surface wave. However, in the event that a relatively hard foreign body is coupled into the transmission path 21 of the freely accessible upper edge of the window pane 2 , an additional reflection signal 54 can be registered by the first transmitter / receiver unit 61 and thus improve the informative value of the device through redundancy .
Die Fig. 5c und 5d teilen den Übertragungsweg schematisch auf, wobei zum einen von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit 61 und zum anderen von der zweiten Sender- /Empfänger-Einheit 62 ausgegangen wird. Während ein Ausblenden des von der Oberflächenwelle zuerst durchlaufenden Führungsbereichs 23,24 allein auf der Basis der Laufzeitmessung möglich ist, kann der nächste durchlaufende Führungsbereich 23 bzw. 24 dieser Oberflächenwelle nur ausgeblendet werden, wenn das an der zweiten Kerbe 11 reflektierte Signal zur Auswertung kommt. Analoges gilt für die von der anderen Sender- /Empfänger-Einheit ausgesandten Signale. Obwohl die Kerben 11 zu einer erheblichen Dämpfung der Signale führen, kann ihr Einsatz sehr vorteilhaft sein. Schließlich erlaubt die Ausblendung der Führungsbereiche 23,24 rechts und links der Fensterscheibe 2 eine gezielte und weitgehend störungsfreie Verstärkung der Signale des Kontrollbereichs K, das zu einer wesentlichen Verbesserung der Aussagesicherheit beiträgt. FIGS. 5c and 5d divide the transmission path to schematically, it being understood for one of the first transmitter / receiver unit 61 and on the other by the second transmitter / receiver unit 62. While a hide the first passing of the surface wave guiding region 23,24 is possible only on the basis of the transit time measurement, the next continuous guide portion can 23 and 24, this surface acoustic wave only be hidden when the light reflected at the second notch 11 signal comes for evaluation. The same applies to the signals sent by the other transmitter / receiver unit. Although the notches 11 lead to a considerable attenuation of the signals, their use can be very advantageous. Finally, the masking out of the guide areas 23, 24 on the right and left of the window pane 2 permits a targeted and largely interference-free amplification of the signals of the control area K, which contributes to a significant improvement in the reliability of the information.
In den Fig. 5c und 5d bedeuten:
S₁-S₂/E₂-E₁ Laufzeit des Signals von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit 61 zur
zweiten Sender-/Empfänger-Einheit 62 und zurück.
S₂-S₁/E₁-E₂ wie oben, nur in umgekehrter Richtung.
S₁-B-E₁ Laufzeit des Signals von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit zur
Kerbe 11 am Ort B und zurück.
S₂-A-E₂ Laufzeit des Signals von der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit zur
Kerbe 11 am Ort A und zurück.
S₁-∇-E₁ Laufzeit des Signals von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit bis
zum Gegenstand 10, der in die Übertragungsstrecke 21 eingekoppelt
ist, und zurück.
S₂-∇-E₂ Laufzeit des Signals von der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit bis
zum Gegenstand 10 und zurück.
S₁-A-E₁ Laufzeit des Signals von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit bis zur
Kerbe am Ort A und zurück. (Dieser Führungsbereich wird bei der
Bewertung eines Einklemm- bzw. Kollisionszustandes
ausgeklammert.)
S₂-B-E₂ Laufzeit des Signals von der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit bis
zur Kerbe am Ort B und zurück. (Auch dieser Führungsbereich wird
bei der Bewertung eines Kollisionszustandes ausgeklammert.)Mean in Figures 5c and 5d.:
S₁-S₂ / E₂-E₁ transit time of the signal from the first transmitter / receiver unit 61 to the second transmitter / receiver unit 62 and back.
S₂-S₁ / E₁-E₂ as above, only in the opposite direction.
S₁-B-E₁ runtime of the signal from the first transmitter / receiver unit to notch 11 at location B and back.
S₂-A-E₂ runtime of the signal from the second transmitter / receiver unit to notch 11 at location A and back.
S₁-∇-E₁ transit time of the signal from the first transmitter / receiver unit to the object 10 , which is coupled into the transmission link 21 , and back.
S₂-∇-E₂ runtime of the signal from the second transmitter / receiver unit to object 10 and back.
S₁-A-E₁ runtime of the signal from the first transmitter / receiver unit to the notch at location A and back. (This management area is excluded from the assessment of a pinched or collision condition.)
S₂-B-E₂ runtime of the signal from the second transmitter / receiver unit to the notch at location B and back. (This management area is also excluded when evaluating a collision condition.)
Von den Führungsbereichen 23, 24 eingeschlossen ist der Kontrollbereich K. Er repräsentiert den Teil der Übertragungsstrecke 21, die frei zugänglich ist. Es bedarf also zur Erkennung eines Kollisionszustandes ausschließlich der Auswertung solcher Signalveränderungen, die ihre Ursache innerhalb der Laufzeit des Kontrollbereichs K haben.The control area K is enclosed by the guide areas 23 , 24. It represents the part of the transmission link 21 which is freely accessible. To detect a collision state, it is therefore only necessary to evaluate those signal changes which have their cause within the runtime of the control area K.
Eine Variante der Erfindung stellt schematisch Fig. 6 dar. Nur noch an einem der Ränder der Scheibenunterkante ist eine Sender-/Empfänger-Einheit 6 angeordnet und über ein keilförmiges Element 7 in die Übertragungsstrecke 21 der Oberflächenwellen eingekoppelt.6 schematically shows a variant of the invention . A transmitter / receiver unit 6 is only arranged on one of the edges of the lower edge of the pane and is coupled into the transmission path 21 of the surface waves via a wedge-shaped element 7 .
Auch hier schließen zwei Kerben 12, 13 die Übertragungsstrecke 21 im oberen Bereich der Scheibenkante ein. Ihre Geometrien unterscheiden sich jedoch und sind Ursache für ein unterschiedliches Reflexions- und Dämpfungsverhal ten. Während die der Sender-/Empfänger-Einheit 6 am nächsten liegende Kerbe 12 symmetrisch aufgebaut ist und sich außer mit einem Dämpfungs- und einem Reflexionsanteil mit dem hauptsächlichen Transmissionsanteil auf die Ober flächenwelle auswirkt, verursacht die zweite asymmetrisch gestaltete Kerbe 13 eine Totalreflexion der Oberflächenwelle. Dazu besitzt diese Kerbe 13 eine steil stehende Kerbenflanke, die mit der oberen Scheibenkante einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° einschließt und der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle zugewandt ist. Für die Beurteilung des Systemzustandes werden nur Signale ausgewertet, die im Zeitintervall zwischen der ersten Kerbe 12 und der zweiten Kerbe 13 liegen, die also den Bereich des frei zu gänglichen Übertragungsweges der Scheibenoberkante repräsentieren. Die Auswerteeinheit wird ein plötzlich verändertes Dämpfungsverhalten auf einen Einklemmzustand zurückführen und geeignete Steuerbefehle an den Stellmotor weitergeben , was vorzugsweise zum Reversieren der Fensterscheibe 2 führt. Allgemeine Schlußfolgerungen zu den Eigenschaften innerhalb des Führungs rahmens 14, 15 lassen sich durch Auswertung des Bereichs zwischen der Sen der-/Empfänger-Einheit 6 und der ersten Kerbe 12 erzielen. Ein Eichungslauf zwischen den Anschlagpositionen, ermöglicht Rückschlüsse auf den allgemei nen Zustand im Dichtungsbereich zu ziehen und eine optimale Anpassung der Empfindlichkeit des Überwachungssystems vorzunehmen. Eine solche Anpassung erlaubt vor allem die Ausschaltung veränderter äußerer Bedingungen in der Übertragungsstrecke, die zum Beispiel verursacht sein können durch Alterung des Dichtungsmaterials durch Verschmutzungen oder Vereisung der Führungsbe reiche der Scheibe oder auch durch Materialermüdungen.Here, too, two notches 12 , 13 enclose the transmission path 21 in the upper region of the pane edge. However, their geometries differ and are the cause of a different reflection and damping behavior. While the notch 12 closest to the transmitter / receiver unit 6 is constructed symmetrically and, apart from having a damping and a reflection component, the main transmission component is concerned the upper surface wave affects, the second asymmetrically shaped notch 13 causes a total reflection of the surface wave. For this purpose, this notch 13 has a steeply standing notch flank, which encloses an angle of preferably approximately 90 ° with the upper pane edge and faces the direction of propagation of the surface wave. For the assessment of the system status, only signals are evaluated which lie in the time interval between the first notch 12 and the second notch 13 , which therefore represent the area of the freely accessible transmission path of the upper edge of the pane. The evaluation unit will return a suddenly changed damping behavior to a pinched state and pass on suitable control commands to the servomotor, which preferably leads to the window pane 2 being reversed. General conclusions on the properties within the guide frame 14 , 15 can be achieved by evaluating the area between the transmitter / receiver unit 6 and the first notch 12 . A calibration run between the stop positions enables conclusions to be drawn about the general condition in the sealing area and enables the sensitivity of the monitoring system to be optimally adjusted. Such an adjustment allows above all the switching off of changed external conditions in the transmission path, which can be caused, for example, by aging of the sealing material due to contamination or icing of the guide areas of the disk or by material fatigue.
Fig. 7 zeigt die schematische Darstellung einer Fensterscheibe 2 in einem Führungsrahmen 14, 15 mit Hilfsmitteln 17,18 zur Endlagenerkennung. Diese Hilfsmittel 17, 18 werden in Abhängigkeit von der Scheibenposition und unter Anwendung federelastischer Elemente in den Übertragungsweg der Oberflächen wellen mechanisch eingekoppelt und führen zu meßbaren Veränderungen der am Empfänger 6 eingehenden Signale. Die Einkoppelung der Hilfsmittel 17, 18 für die Erkennung des unteren Anschlags bzw. des oberen Anschlags erfolgen an unterschiedlichen Orten und sind deshalb meßtechnisch sehr leicht zu unter scheiden. Der Vorteil der Endlagenerkennung besteht zum einen darin, daß der untere Anschlag "soft" angefahren werden kann, wodurch eine leichtere, weniger robuste Bauweise ermöglicht wird. Andererseits wird der oberste Verstell- bzw. Verschlußbereich ( Dichtungsbereich 16) vom übrigen Ver stellbereich selektiert, in dem kein Einklemmen mehr möglich ist, und eine zwangsweise Beibehaltung der Verstellkraft zum vollständigen Verschließen der Fensteröffnung notwendig ist. Fig. 7 shows the schematic representation of a window plate 2 in a guide frame 14, 15 with tools 17,18 to the end position. These tools 17 , 18 are mechanically coupled as a function of the disk position and using spring-elastic elements in the transmission path of the surfaces and lead to measurable changes in the incoming signals at the receiver 6 . The coupling of the aids 17 , 18 for the detection of the lower stop or the upper stop take place at different locations and are therefore very easy to differentiate from a measurement point of view. The advantage of the end position detection is, on the one hand, that the lower stop can be approached "softly", which enables a lighter, less robust construction. On the other hand, the uppermost adjustment or closure area (sealing area 16 ) is selected from the rest of the adjustment area, in which it is no longer possible to pinch it, and a forced retention of the adjustment force is necessary to completely close the window opening.
BezugszeichenlisteReference list
1 bewegliches Teil
2 Fensterscheibe
3 Übertragungsweg
4 Sender
5 Empfänger
6 Sender-/Empfänger-Einheit
61 Sender-/Empfänger-Einheit
62 Sender-/Empfänger-Einheit
7 Keil
8 Hand
9 Gegenstand
10 Gegenstand (belebt oder unbelebt)
11 Kerbe (symmetrisch)
12 Kerbe (symmetrisch)
13 Kerbe (asymmetrisch)
14 Führungsrahmen
15 Führungsrahmen
16 Dichtungsbereich
17 Hilfsmittel
18 Hilfsmittel
21 Scheibenkante bzw. Übertragungsstrecke
22 Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen
23 Führungsbereich
24 Führungsbereich
50 Signal
51 Signal
52 Signal
53 Signal
54 Reflexionssignal 1 moving part
2 window panes
3 transmission path
4 transmitters
5 recipients
6 transmitter / receiver unit
61 Transmitter / receiver unit
62 Transmitter / receiver unit
7 wedge
8 hand
9 subject
10 item (animate or inanimate)
11 notch (symmetrical)
12 notch (symmetrical)
13 notch (asymmetrical)
14 lead frame
15 lead frames
16 sealing area
17 tools
18 tools
21 disk edge or transmission path
22 Direction of propagation of surface waves
23 Leadership area
24 leadership area
50 signal
51 signal
52 signal
53 signal
54 reflection signal
A Amplitude
Winkel
K Kontrollbereich
A Ort einer Kerbe
B Ort einer KerbeA amplitude angle
K control area
A place of a notch
B location of a notch
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